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污泥堆肥的配比
根据堆料的含水率控制要求,通过物料衡算(以堆料含水率控制为依据)确定污泥、糖渣和谷糠的质量比,使搅拌后的初始物料含水率在60%左右,同时加入适量的发酵菌种。表2给出了快速堆肥的推荐条件,表3是本次试验的物料配比。
试验结果
温度变化
温度是堆肥过程中重要影响因素之一,也是判定堆肥能否达到无害化要求的最重要指标之一。堆肥的温度变化是反应发酵是否正常最直接、最敏感的指标。由于它与水分、通透性以及其它各项堆肥控制因子都有着及其密切的联系,所以它又是一个最复杂的因子。在堆肥过程中,温度主要是影响微生物的生长,从而影响有机废物的降解效率和处理效果。
一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌,但温度过高,容易导致嗜热菌的死亡,从而影响处理效果,高温堆肥最高温度一般控制在65℃以下。堆肥过程中堆体温度变化见表4。
从表4可以看出,堆肥温度随时间呈现先增后减的趋势,约在第15天达到最大值。其中在堆肥两天后温度即可上升至50℃以上,并且50℃以上的温度可持续8天。55℃以上高温期持续3天,一般来说,堆体温度保持在 55℃条件下3天以上,堆料中所含病原菌就基本被杀灭,满足了堆肥卫生学指标和堆肥腐熟的要求。从表4中可看出每天翻堆温度升高并不明显,间隔两天翻堆温度升高变化较明显。因为翻堆频率过高时,堆体内温度无法积聚,堆肥效果较差。但堆肥过程属于好氧过程,翻堆频率较低时,堆体内微生物活动受到抑制,也影响堆体温度上升。在本试验中,根据堆体大小控制翻堆频率,加入谷糠作为填充料和促进发酵升温的菌种,保证了堆体顺利升温。
含水率和PH值变化
堆肥过程中含水率和PH值的变化见图1所示。
含水率由初期的63.84%下降到53.44%,这是由于微生物的代谢反应产生的大量热量将堆体内水分及有机物氧化产生的水分以水蒸气的形式通过通风和搅拌而蒸发。
pH值影响堆肥的进程和腐熟程度,其变化能够比较直观地揭示堆肥进行的状况,适宜的pH值可以使微生物有效发挥作用,同时保留堆肥中的有效氮成分,pH过高或过低都会影响堆肥的效率。本次试验中堆肥的pH值一直稳定在5.9~6.6范围内,当堆料的pH值处于6~9时,微生物在反应系统中可有效地发挥作用,同时能够较少流失堆料中有效氮成分,在实验过程中pH值维持在6.0~7.0之间,不必对堆料的pH值进行调整。
有机质变化
堆肥过程中有机质变化见表5。
在堆肥过程中,堆料中的不稳定有机物分解转化为二氧化碳、水、矿物质和稳定化腐殖质,堆料的有机质含量变化显著。通常认为,堆肥过程中其有机质含量的下降是堆肥腐熟的一个重要标志。在堆肥进行至第4天、第11天和第15天后,有机质都有一定程度地降低,这是因为微生物在适宜的温度范围内大量代谢活动,在噬温菌和噬热菌的作用下,大量有机物质被分解,所以随着堆肥的进行,有机质都有一定程度地降低。
重金属变化
表6可以看出,砷、铅、镉、铬的含量都降低了,说明在堆肥过程中,大部分重金属都得到钝化,所以含量降低。但金属汞的含量却有所增加,这是因为在堆肥过程中水分和挥发性物质损失,以及堆肥后堆体体积变小,引起该金属在堆体中浓缩所致。
植物毒性反应试验
未腐熟的堆肥含有植物毒性物质,对种子萌发、植物生长产生抑制作用;腐熟堆肥植物毒性物质减少或基本消失,并出现促进种子萌发和植物生长的物质。植物毒性与堆肥降解过程有关,需要适当的腐熟期消除这种植物毒性。本试验选用黄瓜种子进行试验,堆肥15天后,测得种子发芽率为100%,发芽指数为58%,大于50%,表明堆料已达到腐熟,达到可以接受的植物毒性程度。
结 论
(1)污泥和糖渣混合堆肥试验具有可行性,通过控制污泥和糖渣的添加比例使其初始含水率控制在60%左右,并加入一定的填充料和发酵菌种可顺利实现堆肥。
(2)在污泥堆肥过程中,堆体pH值变化范围在6~9之间,不必对堆料的 pH值进行调整。
(3)在污泥和糖渣中加入谷糠作为填充料,以及加入发酵菌种,有利于堆肥快速升温。
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