牛糞好氧堆肥能量置換與水分減量研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)固體廢棄物的資源化利用已受到人們的普遍重視。好氧堆肥是處理農(nóng)業(yè)固體廢棄物的最主要方法之一。本文進(jìn)行了堆肥發(fā)酵產(chǎn)熱與堆肥水分減量的關(guān)系研究,采用氧彈量熱法測定堆肥過程中物料的燃燒熱值,來定量確定堆肥過程中的發(fā)酵產(chǎn)熱量,為堆肥發(fā)酵產(chǎn)熱和堆肥物料含水的相互關(guān)系進(jìn)行適量研究為有機(jī)肥的生產(chǎn),有機(jī)質(zhì)的氧化和合水分控制提供理論依據(jù)。
　　 利用微生物培養(yǎng)方法對堆肥過程中微生物菌群數(shù)量變化進(jìn)行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在堆肥起始階段細(xì)菌增長最快,并迅

2、速成為堆肥起始階段的優(yōu)勢微生物群落,其中高溫細(xì)菌和中溫細(xì)菌均增加,中溫真菌減少,中溫放線菌減少,高溫放線菌增加;堆肥進(jìn)入高溫期后,中溫細(xì)菌減少,高溫細(xì)菌略有增加。中溫真菌數(shù)量急劇下降,高溫真菌數(shù)量增加。中溫放線菌減少,高溫放線菌略有增加,但該階段仍然以細(xì)菌為優(yōu)勢群落;在堆肥的降溫期各種微生物數(shù)量均增加,細(xì)菌和放線菌為堆肥優(yōu)勢微生物群落,而真菌數(shù)量較少。因此可以認(rèn)為細(xì)菌是影響堆肥過程中發(fā)酵產(chǎn)熱的優(yōu)勢微生物。
　　 試驗(yàn)進(jìn)行了不同初

3、始水分相同物料的實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)通風(fēng)好氧堆肥試驗(yàn),測定了堆肥溫度,同時(shí)定期取樣測定了樣品的總有機(jī)碳(TOC)、有機(jī)質(zhì)(OM)和燃燒熱值,通過物料燃燒熱值變化確定了堆肥過程中的發(fā)酵產(chǎn)熱量。通過對各測定指標(biāo)的對比分析發(fā)現(xiàn):堆肥物料燃燒熱值的變化規(guī)律與物料有機(jī)質(zhì)減量變化相似,堆肥發(fā)酵產(chǎn)熱量隨著堆肥的進(jìn)行表現(xiàn)出一定的規(guī)律性;基于有機(jī)碳損失的產(chǎn)熱量主要發(fā)生在堆肥升溫期,五個(gè)處理系統(tǒng)(X)分別占堆肥過程中總生化熱的20％(X1)、21.13%(X2)、2

4、8.07%(X3)、34.14%(X4)和40.33%(X5);65%的初始含水率更有利于堆肥發(fā)酵產(chǎn)熱,其總產(chǎn)熱量達(dá)到2236 kJ·kg-1,若完全將其用于對水分的去除,則足以使堆肥物料中的水分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求(≤20%)。
　　 采用氧彈量熱法測定了堆肥過程中物料的燃燒熱值,分析了堆肥過程中物料熱值的變化,以及堆肥過程中發(fā)酵產(chǎn)熱的變化情況。結(jié)果表明,在整個(gè)堆肥過程中物料熱損失為51.76～58.43%。在堆肥升溫過程中物料的熱損

5、失最大,堆肥產(chǎn)熱量為3054.7～3673 kJ/kg。基于有機(jī)碳損失的總產(chǎn)熱量為3555.2～4452.8kJ/kg,升溫期產(chǎn)熱量最多,達(dá)到1786.4～2252.80 kJ/kg.
　　 通過比較堆肥過程中發(fā)酵產(chǎn)熱與水分變化,計(jì)算分析了發(fā)酵產(chǎn)熱對堆肥過程中物料水分的影響。結(jié)果表明,在不考慮其他因素的情況下堆肥發(fā)酵產(chǎn)熱量可以使含水率為65%的堆肥物料中的液相水分由20℃加熱到55～75℃的氣相水并完全去除,可見發(fā)酵熱是堆肥水分

6、揮發(fā)和物料干燥的主要能量來源。
　　 通過測定堆肥過程中堆肥溫度、TOC、總氮(TN)、C/N、揮發(fā)性固體(VS)、使含水率為65%的堆肥物料中的液相水分由20℃加熱到55～75℃的氣相水并完全去除,可見發(fā)酵熱是堆肥水分揮發(fā)和物料干燥的主要能量來源。
　　 通過測定堆肥過程中堆肥溫度、TOC、總氮(TN)、C/N、揮發(fā)性固體(VS)、種子發(fā)芽指數(shù)(GI)及堆肥發(fā)酵產(chǎn)熱量等指標(biāo),分析比較了各堆肥腐熟指標(biāo)間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)工