传统的发酵工程技术模式一般采用翻抛或罐式,翻抛形式投入低,但须配备翻抛设备,属于开放式发酵,对周围环境污染严重,且易受环境因素影响;罐式发酵整体的价格也是同规模其他模式的10倍以上。其他的发酵形式发酵过程温室气体、臭气等产排量较大,易造成环境的二次污染。而覆膜式好氧纳米膜高温好氧堆肥发酵技术具有以下优点:
1、环境适应能力强,覆盖膜系统下形成了微生态环境,是尽快将有机废料转换成堆肥所的气候条件;
2、发酵效果好,覆盖膜系统的微正压环境,可确保温度均匀分布效果不受任何气候和环境的影响;同时可氧渗透到每个角落,减少厌氧区;3、肥效好,膜系统的水汽渗透环境,使得堆肥挥发氨溶解于内膜表面的水层,有效控制发酵过程的氮素损失;
4、投资低,运行成本低;
5、环保效益好,纳米膜对臭气的阻隔效应,了良好的现场环境。
纳米膜也叫e-PTFE分子膜。发酵过程中产生的水蒸气和二氧化碳能够从膜的微孔结构扩散出去,而臭气分子如氨气,则溶于膜内层水气,然后滴落回堆体,被进一步分解,既减少了臭气的排放,又提高了堆肥的氮含量。外界雨雪无法渗入膜内,因此可以实现露天运行,减少投资。
有了纳米膜材,那怎样发酵呢?在充分供氧的条件下,主要利用好氧堆肥技术进行发酵。
建立纳米膜发酵区,一般选择在养殖场贮粪区或垃圾秸秆存放区附近不超过50米的地方。优选地势高、平坦、背风、铲车易作业的区域作为堆肥发酵。
第二步,在纳米膜发酵技术开始之前要安装通风管道,利用稻壳、菇渣等蓬松性物料将通风管完全覆盖,形成保护层,防止粘性物料堵塞风管风口。
第三步,堆肥覆膜,将粪污或者秸秆、垃圾堆成垛体,覆盖纳米膜,也就是分子膜。
第四步,温度、氧气浓度等传感器插入堆体中,连接控制系统。根据设备使用要求,启动堆肥机。开始发酵,通过物联网智能监控系统远程监控。减少了养殖场多余人工成本。
第五步,去除纳米发酵膜,覆膜发酵周期一般在15-28天。堆体无臭味、颜色为灰色、灰褐色或黑色。紧接着可以通过商品加工化,生成有机肥料,应符合NY525-2021的规定。其实,用了纳米膜发酵技术对养殖场来说,不仅处理了粪污达到了环保标准,还能有一笔格外的收入。
与厌氧颗粒污泥相比,好氧颗粒污泥的形成周期较短,约为30 d。在耗能方面,好氧颗粒污泥可在常温条件下进行培养,同时在污水浓度方面局限性小,对高浓度工业废水和城市生活污水的处理均有良好效果。污泥在好氧条件下进行培养,颗粒的分层结构形成好氧、缺氧和厌氧区域,其结构特征可以实现一定程度的脱氮除磷效果。
好氧颗粒污泥在处理主流工艺污水以及合成废水时均显示出良好的脱氮性能。Y. Liang等采用机械混合和曝气技术将全程自养脱氮工艺(CANON)颗粒污泥培养40 d,运行期间处理合成污水、主流污水的平均氮去除速率(NRR)分别为3.22、1.11kgN/(m3·d)。出水硝酸盐浓度低,未发现硝酸盐积聚。
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。