太陽能輔助好氧堆肥處理農(nóng)村生活垃圾的技術(shù)研究.pdf

1、近年來，農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量不斷加大，成分日趨復(fù)雜，給農(nóng)村地區(qū)的土壤、水體以及空氣等環(huán)境均造成了巨大的壓力，其處理問題已經(jīng)成為全面建設(shè)小康社會過程中的突出矛盾。因此，探究一種經(jīng)濟(jì)性好、適應(yīng)性強(qiáng)的處理方式以解決廣大農(nóng)村“垃圾圍村”的難題，具有十分重要的現(xiàn)實意義，符合綠色可持續(xù)發(fā)展的時代潮流。
　　本文立足農(nóng)村實際，自行設(shè)計了一種高效率、低能耗的好氧堆肥反應(yīng)器，引入太陽能作為輔助能量來源，采用鼓熱風(fēng)供氧的方式，有效解決了常規(guī)堆肥處理過

2、程受低溫限制較大的問題。論文在研究好氧堆肥反應(yīng)器處理效能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探究了最佳通風(fēng)工藝條件，優(yōu)化反應(yīng)器運(yùn)行，并分析了不同堆肥條件下微生物的演替規(guī)律;同時，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對堆肥產(chǎn)品的腐熟情況和肥效質(zhì)量進(jìn)行了評價，并結(jié)合實際工程項目的初步設(shè)計作了簡單的工藝成本分析。論文依托實驗室小試和工程實踐，從減量化和資源化角度論證了該工藝在農(nóng)村生活垃圾原位處理中推廣應(yīng)用的可行性，以期為大型好氧生物發(fā)酵倉工程的運(yùn)行提供有力的參數(shù)依據(jù)和理論支撐。本論文的主

3、要研究成果如下:
　　1、實驗選取富陽市永昌鎮(zhèn)生活垃圾分類處理場的物料為研究對象，其中廚余及庭院垃圾的含量約占76％，容重基本維持在347.72kg/m3～417.96kg/m3，性質(zhì)較為穩(wěn)定?？刂谱孕性O(shè)計的好氧堆肥反應(yīng)器通風(fēng)量為0.1m3/min·m3，通風(fēng)頻率為10min/1h，以自然堆肥為空白對照，進(jìn)行了運(yùn)行效能試驗。通過對溫度、pH、EC、E4/E6、C/N、含水率、有機(jī)質(zhì)與灰分、種子發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)的研究表明，利用反應(yīng)器堆

4、肥可顯著促進(jìn)好氧堆肥反應(yīng)速率，加快分解進(jìn)程，提高堆肥的腐熟效果，且30天減重和減容情況分別比自然對照組提高了22.95％和18.54％。
　　2、對不同通風(fēng)量、通風(fēng)頻率、通風(fēng)溫度等條件下的反應(yīng)器處理效果進(jìn)行了對比研究，優(yōu)化通風(fēng)參數(shù)。實驗結(jié)果表明，最佳運(yùn)行條件為0.2m3/min·m3的通風(fēng)量，20min/2h的通風(fēng)頻率，堆肥結(jié)束時該堆體pH為7.89，EC小于2 mS·cm-1，含水率降低了25.02％，C/N和有機(jī)質(zhì)含量分別下降

5、至14.78和47.83％，溫度、吸光度、BDM和三氮等指標(biāo)的變化均表現(xiàn)良好，且減重和減容率分別可達(dá)54.36％和66.14％。此外，在冬季低溫環(huán)境中，采用將空氣加熱至30～40℃再通風(fēng)供氣的方式解決堆肥處理低溫低效的問題是完全可行的，堆體可持續(xù)50℃以上高溫8天，減重減容率分別高達(dá)64.89％和68.57％，種子發(fā)芽指數(shù)達(dá)到120％以上，其余指標(biāo)所反映的反應(yīng)程度和處理效果均好于不加熱的處理組，堆肥具有較好的腐熟性。
　　3、高通

6、量測序結(jié)果顯示，各堆體微生物種群的多樣性均隨堆肥反應(yīng)逐步增加，且通熱風(fēng)組最為明顯。高溫階段，厚壁菌（Firmicutes）和子囊菌(Ascomycota)大量富集，均為各堆體最主要的優(yōu)勢菌種，但程度上略有差異。根據(jù)真菌與細(xì)菌的演替規(guī)律分析可得，通風(fēng)作用可有效促進(jìn)好氧微生物的繁殖和降解作用，加熱可明顯提高堆肥的反應(yīng)進(jìn)程和后期物料的腐熟程度，可能與高溫階段產(chǎn)生的OPB54、Sphingobacteriia、Flavobacteriia等具有

7、降解木質(zhì)纖維素和多糖能力的細(xì)菌以及耐堿酵母菌（Galactomyces）、糞殼菌（Sordariales）和畢赤酵母菌(Pichia)等可促進(jìn)物料腐熟的優(yōu)勢真菌有關(guān)。
　　4、通過物理、化學(xué)、生物等指標(biāo)的綜合判定和肥效測定結(jié)果顯示，好氧堆肥反應(yīng)器出料已達(dá)到了較好的腐熟狀態(tài)，且總體肥效質(zhì)量較好?？傪B(yǎng)分含量高達(dá)8.08％，有機(jī)質(zhì)含量在50％左右，各類重金屬指標(biāo)和糞大腸桿菌含量較低，蛔蟲死亡率達(dá)100％，除含水率指標(biāo)偏高外其余均能達(dá)到《

8、有機(jī)肥料國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》(NY525-2002)和《城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB8172-1987)的限值要求，完全可以用作有機(jī)肥料或園林綠化用土以實現(xiàn)資源化。
　　5、結(jié)合實際工程初步設(shè)計對堆肥工藝的推廣應(yīng)用進(jìn)行可行性分析表明，本實驗采用的強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)微動力好氧堆肥系統(tǒng)的總運(yùn)行成本約為8972元/月，不計基建費(fèi)用的噸處理成本僅29.91元，若投資建設(shè)成本按15年折舊計約68.54元/t，完全在農(nóng)村可承受的范圍內(nèi)，且還可產(chǎn)生90～1