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沈阳市生活垃圾好氧堆肥实验研究

摘要:以城市生活垃圾为堆肥原料,庭院垃圾和秸秆为填充料,进行了2组堆肥实验,在堆肥周期内定期测定了含水率、有机质含量、灰分含量、堆体质量和堆体温度等参数,并根据所得实验数据对堆肥的影响因素进行了分析。
关键词:生活垃圾;堆肥处理;影响因素
中图分类号:X705;S141.4文献标识码:B文章编号:1005-8206(2012)02-0063-02
1实验
1.1实验装置
  实验装置如图1所示,主要由发酵箱、强制通风供气装置和数据测量仪器构成。发酵箱仓壁用保温板制成,外围用泡沫板包裹,以保证堆肥温度。箱盖上预留9个孔洞,一部分插入温度计,一部分导出气体。多点温度测定便于对整个发酵过程的监控,使所得温度数据更加合理。

图1实验装置示意
1.2堆肥实验材料
  堆肥的基本材料是堆肥原料及填充料。本实验采用城市生活垃圾(见表1)为堆肥原料,庭院垃圾和秸秆为填充料。
表1沈阳崇山路公务员家属院内生活垃圾组分%

1.3实验方案设计
  本次实验采用不同的填充料,并使填充料与生活垃圾按不同比例进行混合,调节其含水率,分2组进行生活垃圾的堆肥实验。其物料配比参数见表2。
表2实验物料配比参数

1.4堆肥过程监测
  堆肥过程中,定期(1周)翻搅1次,以保证物料混合均匀,使之处于好氧状态,并分散采集若干样品进行样品检测。监测的项目包括堆体温度、物料含水率、物料质量、有机质含量、灰分含量。其中:采用温度计测定堆体物料温度和实验室室温,并记录温度数据。分别取约0.4kg样品3份,在干燥箱105℃下烘干,直至恒重,计算出物料样品的平均含水率。取3份烘干后的样品放入马弗炉,在550℃下灼烧至恒重,计算出物料样品的有机质的平均含量。
2结果与分析
2.1实验No.1
  实验No.1是生活垃圾与庭院垃圾按9∶1质量比混合进行堆肥实验,1个堆肥周期后实验结果如表3和图2所示。
表3实验No.1堆肥各阶段组分含量变化

  从表3可以看到,在堆肥的各个阶段,堆体物料的质量逐渐减少,堆体的高度也在降低。这是由于生物菌对堆体内有机质进行降解,产生大量的热,热量的散发带走一部分水分;同时微生物也对有机质进行分解,产生大量CO2及其他一些挥发性物质,消耗了部分有机成分致使堆体质量降低。整个堆肥周期内堆体物料质量下降了63%。

图2实验No.1堆肥周期内堆体温度变化

从图2可看到,有2条竖线将温度变化曲线分成了3个阶段,分别是堆肥的第1周、第2周、第3周。在发酵堆肥的开始阶段,5个监测点的温度由室温开始上升,在开始的前2天温度上升比较快,然后有个不大的起伏,继而在堆肥的第4天堆体温度达到最高(50℃),此后温度曲线开始下降。堆肥1周后对堆体进行翻堆,调节孔隙率,为好氧堆肥提供充足的空气,于是堆体温度又有一个上升的过程,经过2周多的发酵,堆体温度趋于稳定,并基本上稳定在室温上下3℃的水平上。
2.2实验No.2
  实验No.2是生活垃圾与秸秆按8∶2质量比混合进行堆肥实验,1个堆肥周期后实验结果如表4和图3所示。
表4实验No.2堆肥各阶段组分含量变化


  从表4发现:以秸秆为填充物的生活垃圾堆肥实验中,堆肥周期内物料的总质量降至了原来投入物料的47%。但是相比庭院垃圾与生活垃圾的混合堆肥(树叶等)质量减少量相对较小,可见在堆肥过程中填充物对堆肥产品有一定影响。不同的填充物和生活垃圾混合堆肥,在堆肥各个阶段组分含量的变化量也不同。

图3实验No.2堆肥周期内温度变化
  从图3可以看到,在第1周堆体温度由室温开始迅速攀升,1d后温度达到一个小峰值,而后在微生物的作用下,热量不断累积,致使温度继续上升。第4天温度达到此次堆肥实验的最高温度60℃,此后温度开始下降,并趋于稳定。第1周后对堆肥物料进行通风翻堆,继续发酵,堆体温度又有一个小幅度的上升,到了整个堆肥的第9天温度又达到一个峰值,此后温度下降,并逐渐稳定在室温上下。
3结论
  1)沈阳市生活垃圾含水率偏高,如果直接进行堆肥,肥堆透气性差,不利于微生物生长,同时堆体中蒸发较多的水分需要更多的热量,使堆温上升较慢,直接影响堆肥效果,延长堆肥周期。
  2)一次发酵时堆肥温度上升较快,峰值较高,而二次发酵时温度上升明显变慢,峰值也低于一次发酵,二次发酵后温度趋于稳定。
  3)在堆肥过程中,样品中的含水率、有机质含量都随着堆肥时间的推移而相应地降低,而灰分含量变化不大。
  4)空气流量对堆肥效果起重要作用。空气流量过大,会带走大多热量,使堆体温度不足以杀死病原菌;空气流量过小,能被微生物利用的氧气不足,有机物质不能被充分降解,导致堆肥处理效果较差。
参考文献
[1]陈世和,张所明.城市垃圾堆肥原理与工艺[M].上海:复旦大学出版社,1990.
[2]陈世和,张所明,宛玲,等.城市生活垃圾堆肥化处理的微生物特性研究[J].上海环境科学,1989,8(8):17-21.