市政污泥中含有丰富的植物营养元素和有机物,为其作为有机肥料提供了条件。堆肥施用可以提高土壤肥力,加强土壤健康状况,从而提高农业生产力,改善土壤生物多样性。而在污泥的堆肥化过程中,伴随着有机物的降解与转化,氮素会有一定程度的损失,关注污泥在堆肥过程当中氮素的各种不同形态的变化,尤其是有机氮组分的变化,可以为提高堆肥质量,生产更优质肥料提供理论依据。本课题对收集自日本不同的污水处理厂的剩余污泥,消化污泥,干燥污泥及堆肥污泥的含水率,挥发性固体含量,电导率(EC),p H,氨氮(NH4+-N),亚硝态氮(NO2--N),硝态氮(NO3--N),总碳(TC),总氮(TN)及有机氮组分等性质进行了测试分析,研究污泥在消化过程及堆肥过程中性质的变化,从而探讨消化、堆肥过程对有机氮组分的影响。并选择不同性质的污泥堆肥产品作为肥料,通过小松菜栽培试验,调查有机肥料对作物生长的影响。主要得到以下结果:(1)取自日本某公司的不同水力停留时间(HRT5d和HRT10d)下的高温厌氧消化(55℃)污泥,经空气干燥和烘箱干燥两种方式处理后,含水率均降低至10%左右,且干燥污泥无杂物。烘箱干燥污泥中未检出粪大肠菌群及沙门氏菌等病原菌,pH在6~9范围内,TC和TKN含量分别在360gC/kg-TS及48gN/kg-TS以上,发芽指数达到70%以上。烘箱干燥污泥可满足CJ/T 309-2009污泥农用标准。(2)来自日本A,B,C三所城市生活污水处理厂(WWTP)的剩余污泥经中温厌氧消化处理后得到的消化污泥pH为中性偏碱性,EC值升高,TN和NH4+-N含量均有所增加,C/N降低。消化污泥中的总凯氏氮含量高于原泥和干燥污泥。污泥中易降解有机氮组分“非蛋白态氮化合物+溶解性蛋白质”((A+B)%)含量按以下顺序排列,原泥>消化污泥>干燥污泥。消化污泥中表示肥料缓释性的“膜结核性蛋白质和细胞壁构成蛋白”的含量较高。消化作用增加了污泥中缓慢降解的氮组分。(3)日本A-WWTP的高温好氧堆肥和B-WWTP的YM菌超高温污泥好氧发酵堆肥过程中堆体含水率和pH均呈下降趋势,且pH的变化在6~9之间,种子发芽指数(GI%)呈上升趋势。堆肥过程中氮元素形态经过微生物作用,在温度和pH等外部条件影响下不断发生动态变化。A-WWTP堆肥过程中,NH4+-N的变化趋势与pH的变化相一致;堆肥开始时NO3--N含量很低,随着堆肥反应的进行呈上升趋势,而NO2--N含量一直处于较低水平;堆体中易降解有机氮组分(A+B)%含量变化波动较大,堆肥成品中(A+B)%含量有所降低。而在0d到48d的B-WWTP堆肥过程中,堆体温度保持在70℃以上,NH4+-N含量呈上升趋势,持续的高温抑制了亚硝化菌和硝化菌的生长繁殖,使得NO2--N和NO3--N含量都很低,堆体中易降解有机氮组分(A+B)%含量呈缓慢上升趋势。(4)B厂堆肥产品,C厂农民堆肥产品及市售的污泥肥料对小松菜栽培试验的结果表明,在土壤中施加10gN/m2、20gN/m2和30gN/m2的污泥产品时每期小松菜平均株重(鲜重)较无肥区和化肥区有一定增长,SPAD值与无肥区差异不大。小松菜的鲜重、SPAD值及汁液的糖度均逐期降低。