结果与分析.docx

绿化垃圾的无害化公益处理技术及利用实验结果与分析一、实验结果及检测结果1、堆肥过程中堆料温度的变化 温热条件是堆肥过程的一个关键控制指标，它是一个微生物发酵过程，微生物代谢产热，使堆体温度产生变化。通常好氧发酵过程发生 3 个温度变化阶段：升温期、高温期、降温期，见图 1 （1）升温阶段从第 1 d 至第 3 d，温度从 35 升至了 55.4 这主要是微生物分解有机物释放热量使得堆肥温度直接上升的结果，与他人的研究成果基本一致，在堆肥系统中，温度通常在 4 d 内达到 5060 。（2）高温阶段从第 3 d 开始至第 29 d，温度均保持在 55 以上， 其中第 5 d 至第 26 d 温度均保持在 60 以上， 最高温度出现在第 14 d， 温度达到了68.7 ，足可以杀灭园林植物废弃物中病原菌及杂草种子等，实现堆肥无害化。（3） 降温阶段从第29 d至第35 d， 温度从55 左右持续降至 48.5 ，随着温度的缓慢下降，堆肥物料越来越稳定 可见，利用好氧堆肥技术使堆体温度呈正常化趋势，前 3 d 迅速的升温保证了微生物的代谢活性；中期 26 d 堆体保持在 5568.7 之间，基本上使高温活性保持的最好；最后堆体温度下降，堆肥产物呈现稳定化。 2、堆肥过程中堆体含水率的变化 水分是微生物生长所必需的条件，只有保持适宜的水分含量才有利于保持微生物的活性，促进微生物分解有机物，并能使堆体温度处于稳定性，否则将影响堆肥的质量。有研究表明，堆肥 过 程 中 最 适 宜 微 生 物 生 长 的 含 水 率 为50%60%。图 2 结果表明，园林植物废弃物堆肥过程中含水率变化基本上达到了微生物生长的最佳条件， 含水率保持在 50.5%67.50%之间。图2 也表明，堆体含水率变化总体呈下降趋势，且在第 14 d 堆体最高温时含水量下降最为明显。3、堆肥过程中堆体 pH 值的变化 pH 值是微生物生长繁殖的重要因素之一 多数研究表明，微生物适宜在中性和弱碱环境中生长，过酸和过碱的环境均会影响微生物的生长繁殖，从而影响堆肥发酵的进程，影响物料的腐熟。图 3 显示，在园林植物废弃物堆肥过程中堆体 pH 值总体上呈下降趋势，并在第 29 d 后趋于稳定，pH 值由 8.75 降至 7.86，呈弱碱性，有利于微生物的生长繁殖 4、堆肥中氮、 磷、 钾含量及总养分含量变化由图4可知， 堆肥原料中氮含量相同， 但在加入不同微生物菌剂后， 不同处理时间的堆肥中的氮含量出现差异。随着堆肥化处理时间延长， 堆肥中的氮含量增加， 但增加幅度取决于加入的微生物菌剂等， 其中处理2的堆肥在第50天时的氮含量最高， 达到1.85%， 其次是处理5的堆肥中的氮含量为1.52%。其余3个处理的堆肥中氮含量相当。所有处理的堆肥中的氮含量均高于原料。从表1中还可以看出， 在原料中加入磷酸二铵， 用于调节C/N比和C/P比。堆肥中磷含量在堆肥化处理过程中的变化幅度比氮和钾小， 不是十分明显， 变化趋势因添加的微生物菌剂而不同， 处理5的堆肥中的磷含量高于其他处理。所有处理的堆肥中磷含量明显高于原料中。图4堆肥中氮、 磷、 钾含量及总养分含量变化堆肥中钾含量在不同微生物菌剂处理时的变化趋势一致， 随堆肥时间的延长而增加， 但加入微生物菌剂对堆肥中钾含量的影响不同。处理1和处理4的堆肥中钾含量在整个堆肥化处理过程中一直呈增加趋势，而其他处理则是先降低再增加， 第50天时测定的钾含量明显高于第7天。二次发酵的处理过程利于钾元素的释放， 堆肥中的钾含量增加 （表1） 。试验是在堆肥化处理的14天后进行二次堆放发酵。从处理第21天的堆肥处理的黑麦草的发芽指数可以看出， 堆肥已经完全腐熟。从堆肥中养分含量可以看出， 添加不同微生物菌剂对堆肥养分含量影响不同。堆肥处理第50天时， 总养分含量达到最高， 处理2的堆肥中的总养分含量最高， 达到5.13%； 其次是处理5； 处理1的总养分含量最低为4.41% 。5、堆肥有机质含量的变化园林绿化废弃物堆肥中的有机质含量经过了降低升高的过程。以落叶为原料生产的堆肥中有机质含量均很高。从图5中可以看出， 在堆肥化处理结束图5堆肥有机质含量的变化时， 处理5的堆肥中的有机质含量最高， 为45.89%； 其次为处理3的堆肥中的有机质含量为42.26%， 处理2的堆肥中有机质含量最低， 为38.05%。6、堆肥的腐熟度由图6可知， 在堆肥化处理第21天时， 处理2和处理5的堆肥的碳氮比低于16， 其他3个处理的碳氮比为1617。堆肥化处理第21天时， 所有处理的黑麦草的发芽指数均大于90%。图6堆肥的C/N比和发芽指数二、结论与建议 通过总结园林植物废弃物堆肥过程中堆体温度、含水量、pH 值的变化情况，结果表明： （1） 堆体温度条件满足微生物的生长， 促进微生物有效分解有机物，共经过了升温期、高温期、降温期三个阶段：前 3 d 迅速的升温阶段保证了微生物的代谢活性； 中期 26 d 的高温阶段使堆体温度保持在 5568.7 之间，基本上使高温活性保持得最好；最后堆体温度下降，堆肥产物呈现稳定化。（2） 堆体含水率变化基本上达到了微生物生长的最佳条件， 含水率保持在 50.567.50之间 含水率总体上呈下降趋势， 且在第 14 d 堆体最高温时含水量下降最为明显。（3） 堆体 pH 值总体上呈下降趋势， 并在第 29 d 后趋于稳定pH 值由 8.75 降至 7.86，呈弱碱性，有利于微生物的生长繁殖。堆肥发酵过程中温度控制十分关键，升温期温度在 50 左右有利于提高微生物活性， 加速对堆料的分解；高温期保持 55 68.7 之间可提高堆料腐熟化程度，并杀灭各种病原菌、虫卵和草籽等使生物有机肥无害化；随着生物有机肥的稳定化，温度开始下降。本次实时检测结果表明，在堆肥的高温阶段，堆体温度在 60 以上持续时间为 21 d，在50 以上持续时间为 30 d；同时持续的高温已经超出了国家关于堆肥堆体温度控制标准，即在 55 条件下保持 3 d 以上或者在 50 以上保持57 d。堆肥过程中温度变化各阶段经历的时间、 整个堆肥周期所经历的时间、 能达到的最高温度等均因堆肥原料的不同而有所变化， 如徐灵等的污泥堆肥， 在其高温期温度保持在 55 以上的天数最长为 9 d， 堆肥的第 1012 d 温度便降至 3040 之间；栾天明等的鸡粪堆肥能达到的最高温度为 58.5 。另外， 堆肥过程中温度的变化还受因环境温度、物料含水率、 pH 值及堆体体积等的影响。夏季堆体的温度比冬季堆体的温度高；在其他条件相同的情况下，堆体物料含水率过高时，温度上升缓慢，使升温期的时间延长，而物料含水率过低时，不利微生物的活动，同样使温度上升缓慢，使升温期的时间延长；在其他条件相同的情况下，pH 值过高，也会使堆体起温慢而且难以达到高温，只有调节堆体的 pH 到达适宜的范围，才能使堆体温度上升并且达到高温；在其他条件相同的情况下，堆体体积过小也会影响温度的上升。 在本次实时监测过程中也发现，堆肥过程中堆体 pH 值总体呈下降趋势，可能的原因有 2 个：一是堆肥后期氮的氨化挥发作用减弱，硝化作用增强所致； 二是有机物分解产生有机酸使 pH 值下降 此外在整个堆肥过程中 pH 值始终保持中性偏弱碱性，仍有利于微生物的生长，有利于堆肥的顺利进行 这与徐灵等的污泥堆肥研究相符。在园林绿化废弃物堆肥应用前需进行腐熟度指标的检测， 测定C/N比是一种传统的方法， 被作为评价腐熟度的一个经典参数。一般， C/N比从最初的3540或更高降低到1820， 表示堆肥已经腐熟， 达到稳定的程度， 此时堆肥的C/N比趋向于微生物菌体的C/N比， 即16左右(1520)。还有用生物方法测定堆肥的毒性， 该方法被认为是检验正在堆肥的有机质腐熟度的最精确和最有效的方法， 其中种子发芽指数(GI)是评价堆肥腐熟度的一个非常重要的指标， 是对堆肥低毒性 （影响根长） 和高毒性 （影响发芽率） 的综合表现。理论上讲， GI50%时， 即表明这种堆肥已达到可接受的腐熟度， 即基本上没有毒性， 若GI80%则表明堆肥已达到完全腐熟。从堆肥的碳氮比值和测定的黑麦草的发芽指数可以看出， 堆肥化处理第21天时的堆肥已经腐熟， 无害， 并且达到稳定状态， 可以应用， 该堆肥经过二次发酵后， 更加稳定。有研究发现， 很多因素对堆肥的腐熟度产生影响，如堆肥中的C/N比和C/P比等。试验中加入尿素和磷酸二铵主要是为了调节C/N比和C/P比， 加快堆肥腐熟。堆肥中的氮、 磷、 钾含量及总养分含量与原料中的含量相比， 均大幅度增加， 且所有处理的堆肥中的总养分含量和有机质含量均高于有机肥国家标准中规定的数值。由于堆肥过程中有机质的分解， 堆体体积和堆料质量不断减小， 若养分不损失， 则养分被浓缩， 其含量将不断上升， 有机质分解越快， 养分含量上升的越快。在所有处理中， 处理2的总养分含量最高。在5个处理中处理3和处理5的堆肥中的有机质含量最高， 由于这2个处理添加的物质中的有机质含量比其他3个处理高，使得完全腐熟的堆肥中的有机质含量高于其他3个处理。添加的微生物菌剂对堆肥的C/N比和发芽指数、 堆肥中的养分含量有一定的影响。从试验的结果可以看出， 添加菌剂和合格的有机肥同样能够使堆肥达到腐熟、 稳定状态。落叶堆肥的pH变化规律与猪粪等废弃物堆肥化过程中的pH先降低后升高的趋势不同。可能是堆肥化处理前调节C/N比加入的尿素和磷酸二铵， 含氮物质在微生物的作用下发生氨化反应， 释放出氨气， 导致堆肥的pH上升， 随着氨气释放和硝化作用转化， 氨气含量减少， pH下降； 随着堆肥化处理过程进行， 废弃物中易于分解的氮被解， 导致堆肥的pH升高。堆肥EC值变化是因为堆肥原料中加入的物质含有