好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge)是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥。与普通活性污泥相比,它具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷,集不同性质的微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体等特点,近年的研究成果表明AGS能用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。1991年Mishima等早发现了AGS,并次报道了利用连续流好氧式污泥床反应器(Aerobic Upflow Sludge Blanket,AUSB)培养出AGS。人们从这一研究成果开始了对AGS颗粒化的研究历程。而国内学者对AGS的研究始于1995年,相对滞后于国外的研究。
纳米膜堆肥发酵适用范围较广:牛粪、鸡粪、猪粪、尾菜、秸秆、市政污泥等有机废弃物均可使用;
1、纳米膜堆肥发酵是种养结合模式。畜禽规模化养殖场采用纳米膜堆肥发酵,有机肥可直接还田,供给种植基地和附近农户进行消纳,减少本地区化肥使用。
2、纳米膜堆肥发酵粪渣垫料回用模式。针对规模奶牛场,通过纳米膜智能堆肥设备对牛粪进行高温快速发酵和杀菌处理后就地转化成牛床垫料,节约垫料消耗成本。
3、纳米膜堆肥发酵分散处理模式。引导中小养殖户,采取分散收集预处理后,再集中处理的方式,因地制宜地配置纳米膜智能堆肥设备,实现收集转运、集中储存、转化利用。纳米膜堆肥发酵非常适用于我国这种畜禽养殖大国,据农业农村部门统计,我国畜禽粪污年产生量约40亿吨,其中40%的畜禽粪污未得到资源化利用或无害化处理,致使农村环境污染问题日益。
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。
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。
根据热力学原理,增加细胞表面疏水性能增强细胞间的亲和力,使细胞间产生更强的连接,进而形成一个致密结构,更进一步促使凝聚成团的细菌脱离水相.因此可以说细胞表面疏水性是微生物自聚集的重要推动力。接种污泥中疏水的细菌数目越多,形成良好沉降性能的好氧颗粒污泥的速度就越快。
微生物自凝聚原理
自凝聚是一种在适当条件下自发产生的微生物凝聚现象。有研究表明,好氧颗粒污泥的形成是由种泥逐步致密聚集的渐进过程,通过各种影响力进而形成颗粒污泥。由水力剪切力、pH等众多因素决定颗粒终能否形成稳定的结构。