城市生活垃圾堆肥過程管理中的綜合處理與實(shí)時監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、環(huán)境規(guī)劃與管理是對環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行的科學(xué)評價預(yù)測、決策與管理的綜合過程。管理內(nèi)容包括水環(huán)境管理、大氣環(huán)境管理、土地資源保護(hù)管理、固體廢物管理及城鎮(zhèn)環(huán)境管理等等。其中，固體廢物管理是從固體廢物的產(chǎn)生、收集和運(yùn)輸(收運(yùn))、處理(置)實(shí)行全過程的管理。固體廢物管理是環(huán)境規(guī)劃與管理中的一個重要內(nèi)容。 城市生活垃圾是固體廢物管理的一個主要對象，其管理(處理)的技術(shù)手段具有多樣性，垃圾堆肥技術(shù)作為一種處理成本最廉價、最能體現(xiàn)“資源化”、符合生

2、態(tài)平衡原則的友好型處理方法已引起廣泛關(guān)注。 城市生活垃圾堆肥過程的管理非常重要。由于堆肥處理環(huán)節(jié)涉及到的關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)、優(yōu)化等直接關(guān)系到堆肥質(zhì)量好壞、影響著后續(xù)的最終處置等環(huán)節(jié)，探究有效可行的綜合處理與實(shí)時監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)成為堆肥過程管理中的主要研究對象之一。 本文旨在以改善堆肥管理中涉及的與堆肥生產(chǎn)流程密切相關(guān)的各環(huán)節(jié)系列關(guān)鍵技術(shù)為主軸，系統(tǒng)研究了垃圾堆肥過程中限速因子的優(yōu)化控制方法、酚類典型有毒有害物質(zhì)的控制、堆肥過程

3、管理中微生物與活性組分及有毒有害物質(zhì)的實(shí)時監(jiān)測技術(shù)，并對堆肥成品腐殖質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)化控制方法進(jìn)行了探討，以期為城市生活垃圾堆肥過程管理中的綜合處理與實(shí)時監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論與方法指導(dǎo)，為堆肥過程管理的切實(shí)有效發(fā)展及其體系的健全完善提供技術(shù)支持。 成功選育出木質(zhì)素降解能力較強(qiáng)的復(fù)合菌JX1，并研發(fā)了基于接種復(fù)合菌JX1優(yōu)化調(diào)控堆肥化限速因子的高效堆肥方法。結(jié)果表明接種復(fù)合菌JX1促進(jìn)了堆肥限速因子木質(zhì)素的降解，加速了堆肥

4、進(jìn)程。就整個復(fù)合菌堆肥化過程而言，木質(zhì)素的生物降解更主要依賴多酚氧化酶的催化氧化作用。這種高效堆肥方法的發(fā)展有利于高效合理管理的實(shí)施。 通過深入研究接種白腐菌堆肥法應(yīng)用于處理五氯酚污染垃圾，發(fā)現(xiàn)接種白腐菌堆肥法處理五氯酚污染垃圾切實(shí)可行。接種白腐菌堆肥處理下堆料中五氯酚濃度、木質(zhì)素、粗纖維含量比傳統(tǒng)堆肥處理的減少更明顯，這可能與接種白腐菌有效分解了五氯酚、緩減了其抑制作用有關(guān)。 接種白腐菌堆肥過程中微生物量碳及種子發(fā)

5、芽指數(shù)也均明顯較高，在堆制80d后種子發(fā)芽指數(shù)達(dá)121％，這表明接種白腐菌堆肥法從一定程度上降低了五氯酚的生物毒性，使得堆制過程中生物活性相對較高。此方法實(shí)現(xiàn)了五氯酚類典型有毒有害物質(zhì)的有效控制，可為此類問題對應(yīng)的管理環(huán)節(jié)提供技術(shù)支撐。 成功應(yīng)用PCR-DGGE法分析了堆肥過程中微生物種群動態(tài)變化，并研制出快速便捷的電化學(xué)酶傳感器用于木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)、錳過氧化物酶(MnP)的酶活性檢測。結(jié)果表明，堆肥過程中微生物群落

6、經(jīng)歷了明顯的演變過程，高溫階段中真菌、放線菌種類較豐富，但微生物多樣性至降溫期減少。實(shí)驗(yàn)確定了電化學(xué)酶傳感器裸玻碳電極對LiP、MnP體系的催化反應(yīng)的響應(yīng)最為靈敏且電流變化較大的最適pH值(pH4.2)、H2O2(0.1875 mM)、對苯二酚(0.25 mM)、藜蘆醇(6 mM)含量等參數(shù)，在該反應(yīng)條件下傳感器能準(zhǔn)確測定LiP、MnP?？焖贆z測方法的研究可為實(shí)現(xiàn)堆肥過程的高效監(jiān)控及合理管理提供有力的技術(shù)支持。 成功研制出一種

7、夾心式免疫傳感器并用于檢測堆肥中毒莠定含量。根據(jù)電流響應(yīng)、毒莠定測定等實(shí)驗(yàn)，得到毒莠定濃度的線性方程，確定了毒莠定檢測線性范圍為0.01～10μg/mL，檢測下限達(dá)1×10-8μg/mL。成功研制出一種葡萄糖氧化酶傳感器用于檢測堆肥中重金屬汞離子。該傳感器對汞離子的檢測下限是0.49μg/L，抑制率和汞離子濃度的自然對數(shù)值在0.49μg/L至783.21μg/L和783.21μg/L至25.55mg/L范圍內(nèi)分別呈良好的線性關(guān)系。

8、 測定了汞離子在堆肥浸出液中的回收率，結(jié)果良好。這兩類傳感器的研制及應(yīng)用可為堆肥過程中有毒有機(jī)物及重金屬離子的在線檢測的發(fā)展提供參考，利于實(shí)時安全管理的進(jìn)一步發(fā)展。 通過考察接種微生物對堆肥腐熟程度及成品腐殖質(zhì)含量的影響，發(fā)現(xiàn)在堆肥二次發(fā)酵階段接種黃孢原毛平革菌能優(yōu)化控制腐殖質(zhì)的形成，提高了總腐殖質(zhì)含量，增強(qiáng)了堆肥成品的腐熟程度，并使堆肥腐熟時間縮短了7d左右。 接種黃孢原毛平革菌堆肥法對總腐殖質(zhì)的調(diào)控，主要表現(xiàn)