餐厨垃圾与水葫芦联合好氧堆肥生物质组分分类表征
摘要：为解决农村生活垃圾处理实践中存在的问题,并对水葫芦的堆肥化处理进行探索.利用自行设计的能量输入式高温好氧堆肥系统,以农村生活垃圾主要组成——餐厨垃圾及餐厨垃圾+水葫芦混合物料为堆肥化对象,测定与分析了堆肥化过程中温度、有机质的变化规律,并分类表征了总糖、还原糖、淀粉、脂肪、蛋白质5种生物质组分的演变趋势.同时,借助C/N比值、CEC/TOC比值的变化及GI指数评估了堆肥的腐熟度.研究表明,在外界环境温度小于8℃的情况下,与单一餐厨垃圾堆肥化处理相比,混合物料堆肥化升温更快(1d即达40℃,3d达52℃),处于高温堆肥化时间更长(8d),堆肥无害化程度更高,有机质降解更迅速且降解程度高;而且,混合物料有助于提高总糖、还原糖、淀粉、脂肪与蛋白质5种生物质组分的降解水平.腐熟度评估结果表明,在约11d的堆肥化时间内,能量输入式好氧堆肥系统能够使单一餐厨垃圾堆肥达到基本腐熟,餐厨垃圾与水葫芦混合物堆肥达到完全腐熟.
关键词：餐厨垃圾，水葫芦，高温好氧堆肥，能量输入，生物质组分，腐熟度
研究表明,农村生活垃圾中易降解性有机垃圾组分含量约占垃圾总量的７０％,主要由餐厨垃圾组成,其含水率、有机物含量、油脂含量及盐分含量高,易腐烂发臭.浙江省农村生活垃圾处理与处置工作以分类指导为原则,推行“村收集、镇中转、县处理”的三级运行模式.根据这一模式,本课题组设计了农村生活垃圾生态处理技术流程与构筑物(图１),将农村生活垃圾用生物堆肥法就地处理,已在宁波市几百个村庄推广应用.几年的运行实践表明,该技术对当地的环境保持有较好的作用,但还存在以下弊端:①垃圾基本处于静态,养分和水分不能够均匀分布;②
反应器为立方体,在生活垃圾降解过程中存在死角,不利于出料和人工翻堆;③缺少通风设施,生活垃圾出现厌氧降解过程中,易产生臭气,需要经常更换吸附材料,增加了运行成本;④处理过程中垃圾愈来愈密实,回喷的渗滤液大部分在垃圾表面形成漫流,直接流回集液池;⑤反应器中无自动出料设施,增加操作人员劳动强度与不良工作环境.因此,急需要进行必要的改进,以使农村生活垃圾的处理更有效和更安全.
基于此,本文自行设计了一套能量输入式好氧堆肥系统,利用太阳能/电能作为外加能源(以克服堆肥化物料初始性质的不利影响?如冬天进料时的低温及物料进料时的低ｐＨ),辅以保温、搅拌措施,以餐厨垃圾与水葫芦＋餐厨垃圾为处理对象,测定与分析堆肥化过程中温度、有机质、总糖、还原糖、淀粉、脂肪、蛋白质等参数,并利用碳氮比(Ｃ/Ｎ)、阳离子交换容量/总有机碳比率(ＣＥＣ/ＴＯＣ)的变化及种子发芽指数(ＧＩ)评估堆肥的腐熟度,为餐厨垃圾与水葫芦＋餐厨垃圾好氧堆肥处理的新模式提供技术依据.
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