生活垃圾與畜禽糞便混合堆肥工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、鑒于當前生活垃圾和畜禽糞便的產(chǎn)生及處理處置現(xiàn)狀，結合生活垃圾與畜禽糞便無害化和資源化的需要，以提高堆肥效率及堆肥產(chǎn)品品質為出發(fā)點，本研究將生活垃圾與畜禽糞便混合后進行堆肥，利用均勻正交設計方法能使試驗點在試驗范圍內充分均衡分散的特點，選取堆肥過程中幾個主要的控制條件（如通風量、起始物料含水率、原料配比和堆肥時間）作為實驗因子，進行多因素混合水平的堆肥工藝參數(shù)實驗設計；利用課題組前期獲得的好氧堆肥工藝技術及專利設備，對生活垃圾與畜禽糞便混

2、合堆肥的工藝參數(shù)進行優(yōu)化研究：
　　 1.基于堆肥無害化指標分析的初步篩選：本研究利用模糊綜合分析法對堆肥過程中的升溫速率和高溫持續(xù)時間進行分析，同時結合蛔蟲卵與大腸桿菌檢測，結果表明，工藝1 和工藝4 的溫度指標模糊綜合評價結果為未達標、蛔蟲卵殺滅率分別為＜12.00 和＜5.00 、大腸桿菌的檢出率均大于＞10 -1 ，未能達到無害化的要求。工藝2 、工藝3 、工藝5 、工藝6 和工藝7 溫度指標模糊綜合分析顯示無害化等級較

3、高、蛔蟲卵殺滅率均達100％、大腸桿菌的檢出率均＜10 -1 ，說明工藝2 、工藝3 、工藝5 、工藝6 、工藝7 和工藝8 均能實現(xiàn)生活垃圾與畜禽糞便無害化。
　　 2.基于堆肥產(chǎn)品腐熟度的復篩：以初步篩選出的工藝2 、工藝3 、工藝5 、工藝6 、工藝7和工藝8 為研究對象，選擇堆肥物理學指標中的溫度、氣味和顏色，化學指標中的Cs/Ns 、T值、WSC/WSN 、NH4 + -N 和NO3 - -N 的比值，植物毒性試驗中的

4、種子發(fā)芽指數(shù)，作為堆肥腐熟度模糊綜合評價的指標，對堆肥腐熟度進行分析評價。結果表明，按堆肥產(chǎn)品腐熟程度大小排列的堆肥工藝依次是工藝3=工藝6 ＞工藝7 ＞工藝5=工藝8 ＞工藝2 ，其中工藝2 的堆肥產(chǎn)品為最低級別——完全未腐熟；能使產(chǎn)品達到腐熟的堆肥工藝為工藝3 、工藝6 和工藝7 ，其中工藝7 的堆肥產(chǎn)品能夠達到基本腐熟，工藝3 和工藝6 的堆肥產(chǎn)品均能達到最高級別——較好腐熟。
　　 3.基于堆肥產(chǎn)品品質分析的終篩：本研究

5、以腐熟度綜合評價復篩出的工藝3 、工藝6 和工藝7 為研究對象，基于堆肥產(chǎn)品中有機質、TN 、TP 、TK 及腐殖酸含量進行的測定結果，表明工藝3堆肥產(chǎn)品中有機質、TN 、TP 和TK 含量分別為35.63％、2.18％、1.65％、1.69％，工藝6 堆肥產(chǎn)品中有機質、TN 、TP 和TK 含量分別為43.93％、2.73％、2.78％、2.23％，工藝7 堆肥產(chǎn)品中有機質、TN 、TP 和TK 含量分別為21.06％、2.70％、0

6、.93％、1.71％，均遠高于有機肥標準NY525-2002中有機質、TN 、TP 和TK 含量分別為≥10％、≥0.5％、≥0.3％和≥1.0％的要求，工藝3 、工藝6 和工藝7 的腐殖酸含量分別是13.90％、22.10％和15.40％，再以有機質、TN 、TP 、TK 以及腐殖酸含量為評價指標進行模糊綜合評價，結果顯示，堆肥產(chǎn)品品質高低依次為工藝6 ＞工藝7＞工藝3 ，說明工藝6 為生活垃圾與畜禽糞便無害化處理和資源化利用的最佳工

7、藝。
　　 4.綜合溫度、腐熟度和營養(yǎng)成分指標模糊綜合分析的驗證：鑒于模糊綜合評價過程中由于分級標準存在一定的主觀因素，所以在本研究中綜合溫度指標、腐熟度指標和產(chǎn)品中主要營養(yǎng)成分指標，利用模糊綜合分析方法對8 中不同的工藝同時進行分析。評價結果顯示生活垃圾與畜禽糞便混合堆肥的處理效果優(yōu)劣工藝依次為：工藝6 （4 級）＞工藝3 （3 級）=工藝7 （3級）＞工藝1 （2 級）=工藝2 （2 級）=工藝5 （2 級）=工藝8 （2

8、級）＞工藝1 （1 級），工藝6 仍然為最佳處理工藝，與前期篩選結果相一致。
　　 5.基于最佳工藝堆肥產(chǎn)品的熒光光譜特性分析驗證：本研究過程中對前期研究工作優(yōu)選出的工藝6 堆肥前后的水溶性有機物（DOM ）進行了熒光特性分分析，結果表明，堆肥后，較短波長熒光峰（表征較低的分子量、較簡單的分子結構組分）降低，而較長波長熒光峰（表征較高的分子量，較復雜的芳構化程度的組分）有所增加；三維熒光圖譜顯示，堆肥腐熟后類蛋白熒光峰消失，說明

9、DOM 的熒光基團從結構簡單的類蛋白物質轉變?yōu)榻Y構復雜的類腐殖酸物質。
　　 綜上所述，通過無害化指標的初篩、腐熟度指標模糊綜合評價的復篩、堆肥產(chǎn)品品質模糊綜合評價的終篩，同時通過綜合無害化指標、腐熟度指標、產(chǎn)品品質指標的的模糊綜合評價和熒光光譜分析加以驗證，結果表明生活垃圾與畜禽糞便混合堆肥最佳工藝是通風量為1.8L ·min -1 ·kg -1 、物料含水率為56％、生活垃圾（干重）為33％、畜禽糞便為（干重）為67％、堆肥