纳米膜高温好氧堆肥发酵技术是畜禽粪便、农作物废弃物、污水处理厂脱水污泥、餐厨垃圾等有机固体废弃物常用的处理方式之一。纳米膜高温好氧堆肥发酵技术是指在有氧条件下通过生物氧化的作用将有机物分解矿化并腐化,得到稳定、无害的成熟有机肥,使其具有一定的腐殖质特性,且不含病原体、杂草种子等。纳米膜高温好氧堆肥发酵技术可使基质中难降解的有机物被部分降解,形成代表土壤肥力的腐殖质,并使致病菌和杂草种子在高温阶段被灭活,潜在的臭味危害被消除,形成稳定、安全、有土壤肥力的终产物,是有机物资源化的良好途径。
纳米膜高温好氧堆肥发酵技术不仅应用在养殖场的粪污处理中,也可在有机肥厂的生产中起到关键作用。随着畜禽粪污资源化利用整县推进、农业面源污染防治工作的持续推进,农业农村部等六部门联合印发的《“十四五”全国农业绿色发展规划》。规划进一步明确了4方面11项定量指标,提出秸秆、粪污、农膜利用率分别达到86%以上、80%和85%;是“三加强、一打造”,即加强农业资源保护利用,加强农业面源污染防治,加强农业生态保护修复,打造绿色低碳农业产业链。未来,纳米膜高温好氧堆肥发酵技术将在面源污染、绿色发展中起到重要作用。
纳米膜发酵堆肥作为一种低成本新式发酵设备进入到大众视线,由于采用了高分子膜材单向透过性,使得水蒸气可透过膜材而臭气分子无法通过,使得畜禽粪污可以直接露天进行发酵。
广泛应用于:鸡粪、牛粪、羊粪、猪粪、树枝、秸秆、中药渣、城市污泥、尾菜、厨余垃圾、蘑菇菌菇渣、木薯渣、甘蔗渣、蔗糖厂蔗糖泥、牛床垫料发酵、蚯蚓生物饲料、农业废弃物等有机废弃物的无害化处理及资源化利用。
好氧颗粒污泥具有同时脱氮除磷、去除有机污染物、去除重金属等作用,且去除效果良好。在城市污水和工业废水处理中已经有相关应用。
由于颗粒污泥的结构特征,溶解氧在污泥的不同部位存在差别。因为颗粒污泥外部生存的活性细胞层消耗了大部分氧,所以颗粒污泥核心处没有氧。污水中脱氮所需要的好氧条件和缺氧条件都能够在颗粒污泥内实现。因此,好氧颗粒污泥能够实现良好的生物脱氮效果,从而用于实际的污水脱氮。
此外,也可通过控制其他因素达到良好的脱氮效果。影响颗粒污泥同步硝化反硝化的因素包括污水中的溶解氧、污泥的颗粒大小、电子供体可用性以及微生物活性等,例如,微碱性条件有利于亚硝化的进行。低氧浓度条件下氮的去除效率更高,但无法维持好氧颗粒污泥的结构稳定。不同培养条件下产生的硝化细菌也会导致不同的脱氮效果。
(1)表面光滑、粒径大、性能良好的好氧颗粒污泥能够实现较好的污水处理效果,可以同时脱氮和除磷,并保持良好的有机物去除效果,还可以去除有毒有害物质;好氧颗粒污泥在不同种类废水处理过程中的效能、去除微污染物的机理方面需要进一步研究。
(2)好氧颗粒污泥的形成是在多种机制共同影响下的结果,目前还缺乏能够准确完整描述其形成的假说,对其形成机理还需要进一步研究,特别是其形成过程中胞外聚合物的功能及调控措施。
(3)好氧颗粒污泥的培养过程中,污泥颗粒化以及颗粒污泥的各种特性受多因素的影响,任一因素的改变都可能导致颗粒污泥的解体、粒径大小的改变;今后应着重对于好氧颗粒污泥内各微生物之间的协作和生态位及其影响因素进行研究。
(4)对于好氧颗粒污泥的培养研究大多仍处于实验规模,未来应逐渐向实际污水发展;好氧颗粒污泥在实际应用中的稳定性仍然是一个挑战,今后需要对好氧颗粒污泥系统的稳定维持、节能和回收资源方面的影响因素及控制策略进行研究;另外,如何加速好氧颗粒污泥形成仍将是一个研究热点。