沼渣生物炭对餐厨垃圾沼渣堆肥过程中臭气排放和腐殖化的影响机制

2022-03-24黄丹丹白新月林晔琪苗前名邵明帅徐期勇

环境卫生工程 2022年5期

关键词：沼渣含硫餐厨

王宁，黄丹丹，2，白新月，林晔琪，苗前名，邵明帅，徐期勇

（1. 北京大学深圳研究生院环境与能源学院深圳再生复合环保材料工程实验室，广东深圳518055；2.中山大学深圳校区生态学院，广东深圳 518107）

1 研究亮点

*添加沼渣生物炭可以改善腐殖化程度；

*沼渣生物炭对氨气和挥发性含硫气体的减排率分别为5%～21%和15%～20%；

*二甲二硫是主要的挥发性含硫气体；

*推荐25%的沼渣生物炭添加量以减少臭气排放。

2 背景

餐厨垃圾沼渣管理已成为大规模餐厨垃圾厌氧消化处置的瓶颈。堆肥可以回收餐厨垃圾沼渣中的营养元素和稳定有机质，但是会产生大量的氨气和挥发性含硫气体。炭材料由于具有丰富的孔径结构和官能团，可以减少氨气排放和缩短堆肥时间。但来源于木质材料的生物炭含有较低的金属浓度，限制了其去除挥发性含硫气体的能力。沼渣生物炭不仅含有较为丰富的孔径结构，也含有Ca 和Fe 等金属，有利于去除挥发性含硫气体。利用沼渣生物炭可有效地减少沼渣堆肥过程中臭气排放并缩短腐熟时间。

3 研究方法

餐厨垃圾沼渣取自深圳市某餐厨垃圾厌氧消化厂。使用4 个100 L 的密闭反应器开展实验，每个反应器含有32 kg 餐厨垃圾沼渣和7 kg 木屑，向其中添加不同比例沼渣生物炭：R1（0）、R2（6.25%）、R3（12.50%）和R4（25.00%）。整个堆肥实验维持50 d，定期检测出气口的氧气、二氧化碳、氨气、挥发性含硫气体组成和浓度。分析堆肥样品的pH、电导率、发芽率、氮的形态。使用三维荧光分析仪测量堆肥样品的可溶性有机物特性。

4 主要研究结果

添加沼渣生物炭可以提高餐厨垃圾沼渣堆肥的温度，加速芳香类蛋白质的降解，快速形成腐植酸类物质，提高发芽率，进而缩短堆肥时间30%以上。堆肥过程中识别出主要的挥发性含硫气体是二甲二硫。沼渣生物炭的添加可减少5%～21%氨气和15%～20%挥发性含硫气体的排放。机理分析表明沼渣生物炭由于具有较高的孔径结构和金属含量，可对氨气和含硫物质进行吸附。沼渣生物炭也促进了铵态氮向硝态氮的转化，进而减少氨气排放。