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沈陽市生活垃圾好氧堆肥實驗研究

摘要:以城市生活垃圾為堆肥原料,庭院垃圾和秸稈為填充料,進行了2組堆肥實驗,在堆肥周期內定期測定了含水率、有機質含量、灰分含量、堆體質量和堆體溫度等參數,并根據所得實驗數據對堆肥的影響因素進行了分析。
關鍵詞:生活垃圾;堆肥處理;影響因素
中圖分類號:X705;S141.4文獻標識碼:B文章編號:1005-8206(2012)02-0063-02
1實驗
1.1實驗裝置
  實驗裝置如圖1所示,主要由發酵箱、強制通風供氣裝置和數據測量儀器構成。發酵箱倉壁用保溫板制成,外圍用泡沫板包裹,以保證堆肥溫度。箱蓋上預留9個孔洞,一部分插入溫度計,一部分導出氣體。多點溫度測定便于對整個發酵過程的監控,使所得溫度數據更加合理。

圖1實驗裝置示意
1.2堆肥實驗材料
  堆肥的基本材料是堆肥原料及填充料。本實驗采用城市生活垃圾(見表1)為堆肥原料,庭院垃圾和秸稈為填充料。
表1沈陽崇山路公務員家屬院內生活垃圾組分%

1.3實驗方案設計
  本次實驗采用不同的填充料,并使填充料與生活垃圾按不同比例進行混合,調節其含水率,分2組進行生活垃圾的堆肥實驗。其物料配比參數見表2。
表2實驗物料配比參數

1.4堆肥過程監測
  堆肥過程中,定期(1周)翻攪1次,以保證物料混合均勻,使之處于好氧狀態,并分散采集若干樣品進行樣品檢測。監測的項目包括堆體溫度、物料含水率、物料質量、有機質含量、灰分含量。其中:采用溫度計測定堆體物料溫度和實驗室室溫,并記錄溫度數據。分別取約0.4kg樣品3份,在干燥箱105℃下烘干,直至恒重,計算出物料樣品的平均含水率。取3份烘干后的樣品放入馬弗爐,在550℃下灼燒至恒重,計算出物料樣品的有機質的平均含量。
2結果與分析
2.1實驗No.1
  實驗No.1是生活垃圾與庭院垃圾按9∶1質量比混合進行堆肥實驗,1個堆肥周期后實驗結果如表3和圖2所示。
表3實驗No.1堆肥各階段組分含量變化

  從表3可以看到,在堆肥的各個階段,堆體物料的質量逐漸減少,堆體的高度也在降低。這是由于生物菌對堆體內有機質進行降解,產生大量的熱,熱量的散發帶走一部分水分;同時微生物也對有機質進行分解,產生大量CO2及其他一些揮發性物質,消耗了部分有機成分致使堆體質量降低。整個堆肥周期內堆體物料質量下降了63%。

圖2實驗No.1堆肥周期內堆體溫度變化

從圖2可看到,有2條豎線將溫度變化曲線分成了3個階段,分別是堆肥的第1周、第2周、第3周。在發酵堆肥的開始階段,5個監測點的溫度由室溫開始上升,在開始的前2天溫度上升比較快,然后有個不大的起伏,繼而在堆肥的第4天堆體溫度達到最高(50℃),此后溫度曲線開始下降。堆肥1周后對堆體進行翻堆,調節孔隙率,為好氧堆肥提供充足的空氣,于是堆體溫度又有一個上升的過程,經過2周多的發酵,堆體溫度趨于穩定,并基本上穩定在室溫上下3℃的水平上。
2.2實驗No.2
  實驗No.2是生活垃圾與秸稈按8∶2質量比混合進行堆肥實驗,1個堆肥周期后實驗結果如表4和圖3所示。
表4實驗No.2堆肥各階段組分含量變化


  從表4發現:以秸稈為填充物的生活垃圾堆肥實驗中,堆肥周期內物料的總質量降至了原來投入物料的47%。但是相比庭院垃圾與生活垃圾的混合堆肥(樹葉等)質量減少量相對較小,可見在堆肥過程中填充物對堆肥產品有一定影響。不同的填充物和生活垃圾混合堆肥,在堆肥各個階段組分含量的變化量也不同。

圖3實驗No.2堆肥周期內溫度變化
  從圖3可以看到,在第1周堆體溫度由室溫開始迅速攀升,1d后溫度達到一個小峰值,而后在微生物的作用下,熱量不斷累積,致使溫度繼續上升。第4天溫度達到此次堆肥實驗的最高溫度60℃,此后溫度開始下降,并趨于穩定。第1周后對堆肥物料進行通風翻堆,繼續發酵,堆體溫度又有一個小幅度的上升,到了整個堆肥的第9天溫度又達到一個峰值,此后溫度下降,并逐漸穩定在室溫上下。
3結論
  1)沈陽市生活垃圾含水率偏高,如果直接進行堆肥,肥堆透氣性差,不利于微生物生長,同時堆體中蒸發較多的水分需要更多的熱量,使堆溫上升較慢,直接影響堆肥效果,延長堆肥周期。
  2)一次發酵時堆肥溫度上升較快,峰值較高,而二次發酵時溫度上升明顯變慢,峰值也低于一次發酵,二次發酵后溫度趨于穩定。
  3)在堆肥過程中,樣品中的含水率、有機質含量都隨著堆肥時間的推移而相應地降低,而灰分含量變化不大。
  4)空氣流量對堆肥效果起重要作用??掌髁抗?,會帶走大多熱量,使堆體溫度不足以殺死病原菌;空氣流量過小,能被微生物利用的氧氣不足,有機物質不能被充分降解,導致堆肥處理效果較差。
參考文獻
[1]陳世和,張所明.城市垃圾堆肥原理與工藝[M].上海:復旦大學出版社,1990.
[2]陳世和,張所明,宛玲,等.城市生活垃圾堆肥化處理的微生物特性研究[J].上?;肪晨蒲?,1989,8(8):17-21.


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