微生物堆肥處理固體有機物

1、微生物在堆肥處理有機固體廢棄物中的理論研究摘要;探究微生物在固體廢棄物處理中的應(yīng)用最為主要的是考察微生物在處理有機固體廢棄物中的應(yīng)用,而微生物處理固體有機污染物的途徑主要是通過生物降解,其中一種工藝就是堆肥。本文分別介紹了幾個關(guān)于堆肥處理的相關(guān)知識，一、固體有機污染物處理方式的討論，通過對固體有機污染物的討論引出堆肥的處理方法。二、堆肥的影響因素試驗研究，主要通過不同的試驗環(huán)境研究具體的堆肥影響因素。三、微生物堆肥的實際應(yīng)用及其有具有的商業(yè)價值。四、微生物堆肥排放的氣體對環(huán)境的影響，微生物堆肥會產(chǎn)生生化反應(yīng)，產(chǎn)生大量有害氣體會對環(huán)境造成影響。通過這篇文章會讓讀者知道微生物通過堆肥處理固體有機污

2、染物的具體細(xì)節(jié)。0引言要想追求經(jīng)濟上的發(fā)展就會帶來一些問題，無論是第二次工業(yè)革命還是祖國的改革開放都帶來了一些煩惱，城市固體廢棄物產(chǎn)量逐年增加已經(jīng)成為一個不爭的事實。不管是在城市的繁華商業(yè)區(qū)還是在有待開發(fā)的郊區(qū)，各種類型、品類復(fù)雜的固體廢棄物隨處可見大量的城市固體廢棄物堆積，不僅惡化了原本脆弱的城市生產(chǎn)環(huán)境和生活環(huán)境，給市容市貌的美化帶來了負(fù)能量；同時，也為經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)定增長帶來了隱患。對現(xiàn)有的城市固體廢棄物進(jìn)行分類分析，采取科學(xué)有效的處理，并力爭實現(xiàn)資源的重復(fù)再利用，對于實現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境友好具有重要的意義。對城市固體廢棄物進(jìn)行科學(xué)合理有效的開發(fā)利用，不僅有助于減輕資源和環(huán)境壓力，同時，還

3、可以帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，國內(nèi)外處理固廢的方法很多，但由于傳統(tǒng)方法的種種缺陷，大多數(shù)研究人員都力圖尋找一種綠色環(huán)保的方法以去除垃圾中的有害化學(xué)成分，同時解決農(nóng)業(yè)中由于大量使用化肥，對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞的問題?；谶@種情況，微生物處理固體有機污染物成為一種極具潛力的方法，在無害化處理垃圾的同時生產(chǎn)出無污染肥料以取代化學(xué)肥料。1、固體污染物的處理方法1.1固體污染物的分類 1.1.1固體生活廢棄物自改革開放以來城鎮(zhèn)化是現(xiàn)代化國家發(fā)展進(jìn)程中必然經(jīng)歷的過程。城市生活中便捷的衣、食、住、行各項服務(wù)、優(yōu)厚的教育和醫(yī)療衛(wèi)生條件，吸引著廣大農(nóng)村居民不斷向城市轉(zhuǎn)移城市規(guī)模不斷膨脹，城鎮(zhèn)人口不斷增加，

4、由此產(chǎn)生的固體生活廢棄物也隨之不斷增加據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計，目前我國城鎮(zhèn)居民每人年均產(chǎn)生生活廢棄物約450kg，全國每年固體生活廢棄物產(chǎn)生量以億噸計，并以年均8的速度遞增。固體生活廢棄物主要包括居民在日常生活中產(chǎn)生的瓜果皮屑、塑料制品、廚房廢棄物、生活設(shè)施淘汰替換等形成的廢棄物上。由于環(huán)保設(shè)備儲備不足和環(huán)保意識的缺失，目前，還難以有效做到對生活垃圾的分類處理和丟棄，城市生活垃圾隨處可見，對城市環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。1.1.2固體工業(yè)廢棄物工業(yè)生產(chǎn)中各種自然資源耗用后形成的堆積物，主要包括粉煤灰、爐渣、煤矸石、爐渣等，還包括有其他一些危險廢物、放射性廢物和其他廢物等被稱為固體工業(yè)廢棄物，工業(yè)廢棄物的產(chǎn)

5、生是工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中不可避免的副產(chǎn)品，但同時應(yīng)對固體工業(yè)廢棄物有一個清醒的認(rèn)識工業(yè)廢棄物絕不是城市發(fā)展與市容美化的包袱，相反，它更應(yīng)被看做是一種放錯了位置的資源工業(yè)廢棄物只是受當(dāng)前科技水平、機械設(shè)備和利用方式等方面限制，而暫時失去了價值只要利用合理，開發(fā)得當(dāng)，固體工業(yè)廢棄物蘊含的巨大的經(jīng)濟利益和商業(yè)效益，值得城市管理者和相關(guān)項目發(fā)人員投入資金和資源。工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生較多的城市主要集中在礦產(chǎn)資源豐富的中西部省份，這些城市普遍處于粗放型的資源經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時期，一段時期內(nèi)，經(jīng)濟增長還得依靠當(dāng)?shù)氐牡V產(chǎn)資源開發(fā)。同時可以看出，這些城市的工業(yè)廢棄物產(chǎn)量巨大，給城市環(huán)境治理形成了巨大的壓力。1.1.3建筑固體廢

6、棄物建筑廢物同工業(yè)廢棄物一樣，是暫時失去使用價值的寶貴資源一。建筑廢棄物的產(chǎn)生主要是由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程中一些建筑新建、舊有建筑拆除或廢棄造成的建筑廢棄物主要包括廢棄鋼筋、混凝土、棄土、棄料及在裝飾裝修中產(chǎn)生的其它建筑廢材等。經(jīng)過多年的相關(guān)技術(shù)研究和論證，多種建筑廢棄物均在工程實踐中得到了回收再利用，如利用破碎土、棄土等對不良路基進(jìn)行置換、填埋，修筑路基，修建人工景觀林和地下停車場等以提高土地利用空間，改善局部生活環(huán)境，天津市更是利用建筑廢棄物修建了景色宜人的堆山造景公園，開創(chuàng)了建筑廢棄物再利用的新局面。1.1.4固體醫(yī)療廢棄物我國固體醫(yī)療廢棄物產(chǎn)量也正呈逐年上升的趨勢。固體醫(yī)療廢棄物不同于一般的固

7、體廢棄物。雖然大部分固體醫(yī)療廢棄物已經(jīng)得到安全無害化處理，但仍不能保證依舊有一部分生命力頑強，對居民健康安全形成隱患的醫(yī)療廢棄物流向老百姓的日常生活空間。這些醫(yī)療廢棄物可能攜帶各種病毒、病菌或寄生蟲卵等，一旦污染，往往只能在發(fā)病時才能被發(fā)現(xiàn)。因此，對固體醫(yī)療廢棄物采用更加科學(xué)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行減量無害化處理，意義重大。1.2固體廢棄物處理模式1.2.1填埋填埋主要面向無利用價值的固體廢棄物，主要包括城市生活固體廢棄物、醫(yī)療廢棄物和部分建筑廢物、工業(yè)廢物。填埋由傳統(tǒng)的廢物堆放和填地技術(shù)發(fā)展而來廢棄物填埋最重要的工藝和難點就是如何利用工程手段，采取有效的技術(shù)措施，防止?jié)B濾液及有害氣體對周邊水體、大氣和

8、土壤環(huán)境的污染，以達(dá)到對公共衛(wèi)生安全及環(huán)境的無害化處理。城市廢棄物衛(wèi)生填埋場的規(guī)劃選址是廢棄物填埋的重要內(nèi)容項目建設(shè)前，應(yīng)首先對城市固體廢棄物的數(shù)量和種類做出詳細(xì)準(zhǔn)確的評估和測算，以驗證填埋場的建設(shè)規(guī)模是否可以滿足填埋需要，是否造了土地資源浪費，是否對局部環(huán)境造成不良影響或多大的不良影響填埋場的選址應(yīng)符合城市建設(shè)的總體規(guī)劃要求，并與當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴痉乐?、水污染防治和自然環(huán)境保護(hù)和開發(fā)相一致，應(yīng)布置在當(dāng)?shù)叵募局鲗?dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，并距離居民生活點、工業(yè)設(shè)施、軍用設(shè)施至少500m以上。應(yīng)嚴(yán)格禁止在自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、生活飲用水源地和其他需要保護(hù)的特殊需要新建固體廢棄物填埋場。應(yīng)選擇地基承載力滿足規(guī)劃

9、和設(shè)計要求的場地進(jìn)行施工，以避免地基不均勻沉降而導(dǎo)致滲濾液泄露而污染地下水或大氣環(huán)境。防滲是固體廢棄物填埋場設(shè)計和施工質(zhì)量的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一，防滲處理的主要目的是防止固體廢棄物經(jīng)堆埋發(fā)酵、微生物作用產(chǎn)生的滲濾液和氣體透過填埋場四壁和固體廢棄物而對周邊土壤和地下水形成二次污染，同時，還要防止外來水體，包括地下水、地表水和降水等滲入填埋場，增大滲濾液的產(chǎn)量，從而對填埋場的抗?jié)B能力造成更大的壓力。防滲方式和防滲材料的選擇應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)劃和設(shè)計要求布置選用，應(yīng)選擇施工資質(zhì)滿足要求，有相關(guān)工程建設(shè)經(jīng)驗的施工單位和隊伍從事填埋場的施工，以確保工程施工質(zhì)量。1.2.2焚燒從19世紀(jì)80年代開始，部分歐洲國家就已

10、經(jīng)新建了世界上最早的固體廢棄物焚燒廠，但由于早期固體廢棄物熱值不高，焚燒設(shè)備簡陋，焚燒時產(chǎn)生的二嗯英等有毒有害氣體得不到有效處理，由此引發(fā)的大氣污染嚴(yán)重，因此，該方法一度被廢棄經(jīng)過20世紀(jì)以來焚燒技術(shù)的不斷改進(jìn)、焚燒步驟的不斷細(xì)化、焚燒設(shè)備的不斷完善以及固體廢棄物成分的不斷變化，焚燒作為一種可行的固體廢棄物處理方法，重新引起人們的重視。隨著固體廢棄物產(chǎn)量的不斷增加，有限的土地容量已不能滿足日益增長的固體廢棄物填埋需要，因此，對固體廢棄物進(jìn)行焚燒，以使固體廢棄物有效地減容減量，在土地資源日益稀缺緊張的今天。顯得彌足珍貴。據(jù)統(tǒng)計，通過焚燒可使固體廢棄物減容減量達(dá)85以上，是處理固體廢棄物最徹底的一

11、種方式。固體廢棄物在焚燒爐內(nèi)燃燒分為干燥、熱分解和燃燒三個階段。干燥就是利用燃燒產(chǎn)生的熱能使水分汽化并排出生成的水蒸氣的過程。固體廢棄物的含水率越低，干燥時間越短，越容易燃燒，反之，則影響廢棄物燃燒熱分解是指有機可燃物在高溫下分解或聚合的過程使熱分解能在較短的時間內(nèi)徹底完成，是保證固體廢棄物燃燒完全的基礎(chǔ)固體廢棄物焚燒是氣相燃燒和非均相燃燒的混合過程，經(jīng)過燃燒產(chǎn)生許多不同種類的氣、固態(tài)可燃物，達(dá)到對固體廢棄物的安全、減量和無害化處理。我國的城市固體廢棄物焚燒行業(yè)起步較晚，但時間緊迫，任務(wù)艱巨。我國的固體廢棄物種類繁雜，極少經(jīng)過預(yù)先分撿，熱值較低、含水率較高且變化較大，對垃圾焚燒廠的立項規(guī)劃和后

12、期運行產(chǎn)生了一定的影響同時，大規(guī)模的引入焚燒設(shè)備需用大量的資金投入，處理效果有待商榷。因此，推進(jìn)我國城市固體廢棄物焚燒技術(shù)的主要途徑應(yīng)是在學(xué)習(xí)、借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國城市垃圾的特點、現(xiàn)有的經(jīng)濟實力，開發(fā)符合我國國情的、有中國特色的科學(xué)、經(jīng)濟、實用、有效的廢棄物焚燒處理技術(shù)和裝置。只有這樣，才能適應(yīng)我國當(dāng)前城市固體廢棄物處理的需要，也才是我國發(fā)展和應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)的根本。1.2.3堆肥堆肥的主要原理就是利用自然界的微生物或人工合成的微生物菌劑在合適的環(huán)境溫濕度、PH等條件下，人為促進(jìn)可生物降解的有機物向小分子物質(zhì)和腐殖質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程。城市固體廢棄物中不僅富含豐富的有機質(zhì)和其他

13、植物生長所必須的營養(yǎng)物質(zhì)。同時固體廢棄物中還含有大量的病菌，重金屬離子或他污染物質(zhì)。對固體廢棄物進(jìn)行妥善的堆肥處理，可有效實現(xiàn)對固體廢棄物的資源回收再利用。堆肥技術(shù)起步很早，但發(fā)展緩慢，一方面是由于工業(yè)化的高速發(fā)展，大量的有毒物質(zhì)和高分子塑料材料充斥在固體廢棄物垃圾中，嚴(yán)重的影響了降解的速度和難度，限制了堆肥制品的質(zhì)量，堆肥制品易產(chǎn)生明顯的臭味，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的要求仍有一定的差距；另一方面，堆肥對固體廢棄物的減量化處理效果并不明顯，經(jīng)堆肥處理的固體廢棄物仍需占用大量的交通資源運輸至垃圾填埋場，占用大量的土地資源以進(jìn)行掩埋。不同城市的垃圾種類和成分各有不同，變化很大。北京、上海、大慶的城市固體廢棄物

14、更適用于堆肥，而對福州、武漢和哈爾冰的固體廢棄物堆肥則存在一定的難度，堆肥質(zhì)量也難以保證。針對城市固體廢棄物堆肥處理存在的問題，各科研院所和相關(guān)機構(gòu)開展了相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備開發(fā)利用。對固體廢棄物處理前進(jìn)行破碎和分選，為高品質(zhì)的堆肥產(chǎn)品生產(chǎn)提供了可能。同時，應(yīng)利用城市固體廢棄物大力推廣生物發(fā)酵法的生物復(fù)合肥技術(shù)，縮短發(fā)酵時間，提高生物堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，力爭實現(xiàn)廢棄物的減量和工業(yè)化堆肥制品的雙豐收，政府部門也應(yīng)提供優(yōu)惠的稅收政策和技術(shù)扶持，鼓勵和提倡使用堆肥產(chǎn)品，積極幫助擴大市場。1.3堆肥工藝處理有機固體廢棄物1.3.1堆肥化的基本原理介紹堆肥化是將要堆腐的有機物料與填充料按一定的比倒混合，在合適的水

15、份、通氣條件下。使徽生物繁殖并障解有機質(zhì)，從而產(chǎn)生高溫，殺死其中的病原曹及雜草種子，使有機物達(dá)到穩(wěn)定化。根據(jù)處理過程中起作用的徽生物對氧氣的不同要求?？梢园延袡C廢棄物堆肥處理分為好氧堆肥和厭氧堆肥。好氧堆肥堆體溫度高，一般在5065，故亦稱為高溫堆肥。由于高溫堆肥可以最大限度地殺滅病原菌，同時對有機質(zhì)的降解逢度快，目前，大多都采用高溫好氧堆肥。同堆肥技術(shù)的主要區(qū)男4在于維持堆體物料均勻及通氣條件所使用的技術(shù)手段。這些技術(shù)可以簡單到把混勻的堆料堆成條垛式，然后定期翻堆倒垛以提供好氧條件，或者復(fù)雜到把堆料放入發(fā)酵倉中。用機械設(shè)備對物料進(jìn)行連續(xù)的混勻。通過通氣設(shè)備進(jìn)行連續(xù)的通氣。堆肥系統(tǒng)的分類大同小

16、異，根據(jù)技術(shù)的復(fù)雜程度，一般分為三類：條垛式、通氣靜態(tài)垛式、發(fā)酵倉式系統(tǒng)。1.3.2堆肥系統(tǒng)介紹1.3.2.1條垛式堆肥系統(tǒng)在堆肥系統(tǒng)中存在著技術(shù)水平等級之分。條垛式是堆肥系統(tǒng)中最簡單的一種。這是一種最古老的堆肥系統(tǒng)。即將堆肥物料以條垛狀堆置，垛的斷面可以是梯形、不規(guī)則四邊形或三角形。條垛式的堆肥特點是通過定期翻堆來實現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。翻堆可以采用人工方式或特有的機械設(shè)備。最普遺的條垛形狀是35米寬，23米高的梯形條垛。最佳的尺寸根據(jù)氣候條件、翻堆使用的設(shè)備、堆肥原料的性質(zhì)而定。不管是為了便于操作和維持堆體形狀，還是為了周圍環(huán)境和滲漏問題，條垛式堆肥都應(yīng)堆在瀝青、水泥或者其它堅固的地面上。堆

17、的頻率受許多條件限棚。首先，翻堆的目的是提供堆體中徽生物群的氯氣需求。因此，翻堆的頻率在堆肥初期應(yīng)顯著高于堆肥的后期。其他因素如：腐熟程度、翻堆設(shè)備類型、能力、防止臭味的發(fā)生、占地空間的話求及各種經(jīng)濟因素的變化。條垛式堆肥一次發(fā)酵周期為13個月。垛式系統(tǒng)的優(yōu)缺點是管技術(shù)水平低，條垛式系統(tǒng)也有許多優(yōu)點：1所需設(shè)備簡單，成本投資相對較低；2翻堆會加快水分的散失，堆肥易于干燥；3填充劑易于篩分和回用；4因為堆腐時間相對較長，產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對較好。條垛式系統(tǒng)的缺點也很明顯：1條垛式系統(tǒng)占地面積大(堆體本身占地面積大，又加之堆腐周期長)；2需要翻動堆體進(jìn)行通氣，因此，要有大量的翻堆機械及人力；3相對于其

18、他堆肥系統(tǒng)而言。條垛式堆肥系統(tǒng)需要更頻繁地監(jiān)測，才能確保足夠的通氣量和溫萬方數(shù)據(jù)4翻堆會造成臭睞的散失特別是當(dāng)堆腐生污泥或未經(jīng)穩(wěn)定化的污泥時情況更為嚴(yán)重。這會造成與公眾的關(guān)系問題；5條垛式在不利的氣候條件下不能進(jìn)行操作，雨季會破壞堆體結(jié)構(gòu)，冬季會造成堆體熱量大量散失，溫度降低。這些問題可以通過加蓋櫥頂來解決，但這會提高投資成本；6為了保證良好的通氣條件。條垛式系統(tǒng)所需要的填充荊比例相對較大。條垛式系統(tǒng)一直被廣泛采用。美國1993年普查，條垛式系統(tǒng)占321個堆肥項目的2151993年加拿大普查全國121個運行的堆肥廠中，其中90個是條垛式系統(tǒng)。條垛式系統(tǒng)在美國和加拿大等國使用比例較高，因這些國家

19、有足夠的土地面積。1.3.2.2通氣靜態(tài)垛堆肥系統(tǒng)相對于條垛式系統(tǒng)，能更有效地確保達(dá)到高溫、提供進(jìn)行病原菌滅活的堆肥系統(tǒng)稱為BehsMlle(BARC)通氣快速堆肥法。通氣靜態(tài)垛系統(tǒng)就是根據(jù)BARC法發(fā)展起來的。通氣靜態(tài)垛與條垛式系統(tǒng)的不同之處：1堆肥過程中不進(jìn)行物料的翻堆。通過鼓風(fēng)機通風(fēng)使堆體保持好氧狀態(tài)。在靜態(tài)垛堆肥中，通氣系統(tǒng)包括一系列管路，這些管路位于堆體下部與鼓風(fēng)機連接。在這些管路上鋪一層木屑或者其他填充料。可以使通氣達(dá)到均勻，然后在這層填充料上堆放堆肥物料構(gòu)成堆體在最外層覆蓋上過篩或未過篩的堆肥產(chǎn)品進(jìn)行隔熱保溫。整個堆應(yīng)在瀝青或水泥地面上進(jìn)行，以防止?jié)B濾液對土壤的污染或?qū)Φ孛娴母g

20、。通氣靜態(tài)垛堆肥技術(shù)中，關(guān)鍵的是通氣系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機和通氣管路。通氣管路可以是固定式的，也可以是移動式的；管路材料可以是可重復(fù)使用的，也可以是可降解的。在固定式通氣系統(tǒng)中，通氣管路放入水泥溝槽中或者平鋪在水泥地面上，上鋪術(shù)屑等填充料形成多空氣流通路徑的效果。還有一些固定式通氣系統(tǒng)完全靠水泥溝槽充當(dāng)通氣管路。水泥溝槽必須能支撐住上面堆料的壓力。移動式通氣系統(tǒng)主要由簡單的譬道直接放在地面上構(gòu)成。移動式系統(tǒng)的優(yōu)點是：成本低。設(shè)計靈活，易于調(diào)整。它比屆定式系統(tǒng)使用得更普遍。氣靜態(tài)垛系統(tǒng)的優(yōu)缺點是通氣靜態(tài)蟓系統(tǒng)有許多優(yōu)點：1設(shè)備的投資相對較低；2相對于條垛式系統(tǒng)，溫度及通氣條件得到更好地控制；產(chǎn)品穩(wěn)定性

21、好。能更有效地殺滅病原菌及控制臭味；3由于條件控制較好，通氣靜；蠡垛系統(tǒng)堆腐時間相對較短，一般為23周；4由于堆庸期相對較短、填充料的用量少，因此占地也相對較步。但是通氣靜態(tài)垛系統(tǒng)的缺點也較明顯：堆肥易受氣候條件的影響。例如：霜天會破壞堆體的結(jié)構(gòu)。這個問題可以通過加蓋櫥頂來解決，但同時也會增加投資。與條垛式系統(tǒng)不同之處在于。在足夠大體積、合適的堆腐條件下，通氣靜態(tài)垛系統(tǒng)受寒冷氣候的影響較小。1.3.2.3發(fā)酵倉系統(tǒng)發(fā)酵倉系統(tǒng)是使物料在部分或全部封閉的容器內(nèi)，控制通氣和水分條件，使物料進(jìn)行生物降解和轉(zhuǎn)化。發(fā)酵倉系統(tǒng)與其它兩類系統(tǒng)的根本區(qū)別是該系統(tǒng)是在一個或幾個容器內(nèi)進(jìn)行，是高程的度機械化和自動化

22、。堆肥基本步驟與其它兩類系統(tǒng)相同。堆肥的整個工藝包括通風(fēng)、溫度控制、水分控制、無害化控制、堆肥的腐熟等幾個方面。作為發(fā)酵倉系統(tǒng)，不僅應(yīng)盡可能地滿足工藝的要求，而且要實現(xiàn)機械化大生產(chǎn)。作為動態(tài)發(fā)酵工藝，堆肥設(shè)備必須具有改善、促進(jìn)微生物新陳代謝豹功能。例如翻堆、曩氣、攪拌、混合，避風(fēng)系統(tǒng)控翻水分、溫度，在發(fā)酵的過程中自動解決物科移動及出料問題，最終達(dá)到縮短發(fā)酵周期、提高發(fā)酵速率、提高生產(chǎn)效率、實現(xiàn)機械化大生產(chǎn)。酵倉系統(tǒng)可以分為幾類。系統(tǒng)按物辯的流向捌分，可分為：水平流向反應(yīng)器，豎直流向反應(yīng)器。豎直流向反應(yīng)器包括：攪動固定床式、包裹倉式；水平流向反應(yīng)器包括：旋轉(zhuǎn)倉式。攪動倉式。美國國家環(huán)保局把發(fā)酵倉

23、系統(tǒng)分為：推漉式和動態(tài)混和式。在推窺式系統(tǒng)中，系統(tǒng)操作是根據(jù)入口進(jìn)料，出口出料的原剮進(jìn)行的，每個物料囊粒在堆肥發(fā)酵倉的停留時間相同。在動態(tài)混和式系統(tǒng)中。堆肥物料在堆肥過程中用機械不停蟪攪動混勻。這兩類系統(tǒng)又可根據(jù)不同的發(fā)醇倉的形狀進(jìn)一步劃分，推流式系統(tǒng)分為：霸筒形反應(yīng)器。長方形反應(yīng)器，溝糟式反應(yīng)器；動態(tài)混和式分為：長方形發(fā)酵塔，環(huán)形發(fā)酵塔。堆肥化技術(shù)的發(fā)展到目前為止已經(jīng)較為成熟。但是由于堆腐原料、技術(shù)條件、經(jīng)濟條件及土地面積等各方面因素的差別，不同國家、不同城市對堆肥技術(shù)的選擇側(cè)重不同。1.4堆肥中的微生物作用1.4.1堆肥中的微生物生態(tài)學(xué)過程文獻(xiàn)指出，堆肥初期，是微生物旺盛繁殖并釋放出熱能來

24、不斷提高堆肥溫度的發(fā)熱階段。在這一階段中，堆肥物質(zhì)的變化情況是在好氧條件下，那些容易被微生物分解的有機物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，淀粉類物質(zhì)，簡單的糖類等迅速分解，產(chǎn)生大量熱量。在這一階段中分解這些有機物的微生物以中溫好氣種類為主，常見的有細(xì)菌和絲狀真菌。當(dāng)堆肥的溫度超過50以后，進(jìn)入高溫階段，這一階段中，除少部分殘留下來的和新形成的水溶性有機物繼續(xù)分解轉(zhuǎn)化外，復(fù)雜的有機物，如半纖維素，纖維素等開始得到有效的分解，同時開始腐殖質(zhì)的形成過程，出現(xiàn)了能溶解于弱堿的黑色物質(zhì)。這一階段中以高溫微生物最為活躍，常見的有好熱真菌和放線菌，如Thermomyces，Athermofuscus，Athermooidios

25、porus等，這兩類菌中，放線菌占優(yōu)勢。當(dāng)溫度上升到60以上時，好熱絲狀真菌幾乎全部停止了活動，好熱放線菌和芽孢桿菌的活動占優(yōu)勢。很多的好熱微生物，包括細(xì)菌，放線菌和絲狀真菌，是分解纖維素和果膠類物質(zhì)能力很強的微生物，因此，在高溫階段，纖維素、果膠類物質(zhì)等旺盛分解，同時產(chǎn)生腐殖質(zhì)。溫度上升到70以上，大多數(shù)的好熱性微生物也不適宜了，微生物大量死亡或進(jìn)入休眠狀態(tài)。這時，由于初死亡的微生物所含有的各種酶的作用，有機物質(zhì)的腐解作用仍能進(jìn)行一段時間。但這種作用很快就衰退了，溫度開始下降，當(dāng)下降到適當(dāng)溫度時，處于休眠的好熱微生物又恢復(fù)了它們的生命活動，堆肥的溫度又會再次上升。1.4.2好氧堆肥系統(tǒng)中的微

26、生物多樣性和優(yōu)勢菌群微生物吸收利用有機物的能力取決于它們產(chǎn)生的可以分解底物的酶的活性，堆肥底物越復(fù)雜，所需要的酶系統(tǒng)就越多。不同的微生物分泌的酶種類不同，一般地，好氧堆肥中，有機底物的降解是細(xì)菌、放線菌和真菌等多種微生物共同作用的結(jié)果。在好氧堆肥系統(tǒng)中，存在著大量的細(xì)菌。細(xì)菌憑借大的比表面積，可以快速將可溶性底物吸收到細(xì)胞中。所以在堆肥過程中，細(xì)菌在數(shù)量上通常要比體積更大的微牛物(如真菌)多得多。在不同的堆肥環(huán)境中分離的細(xì)菌在分類學(xué)上具有多樣性，其中包括假單胞菌屬(pseudomonas)、克雷伯氏菌屬(klebsiella)以及芽孢桿菌屬(bacillus)的細(xì)菌。例如芽孢桿菌，能夠生成很厚

27、的芽孢以抵抗高溫、輻射和化學(xué)腐蝕。因此芽孢桿菌屬(bacillus)的一些種，例如枯草芽孢桿菌(Bsubtilis)，地衣芽孢桿菌(B1icheniformis)和環(huán)狀芽孢桿菌(Bcirculans)成為了堆肥高溫階段中的代表性細(xì)菌，或是優(yōu)勢菌。嗜溫細(xì)菌是堆肥系統(tǒng)中最主要的微生物，Abdennaceur等人的研究表明，在堆肥過程的初始階段，嗜溫細(xì)菌最為活躍，其數(shù)量為85×10858×109個g干物料(WDW)之間，隨著垛溫達(dá)到最高溫度，其種群數(shù)量達(dá)到最低；在降溫階段，嗜溫細(xì)菌的數(shù)量又有所回升。BeffaT等人曾經(jīng)在堆肥過程中的高溫期篩選出嗜熱菌屬，這些細(xì)菌能夠在65以上，甚

28、至高達(dá)82的垛溫下生長。放線菌是具有多細(xì)胞菌絲的細(xì)菌，因此它更像是真菌。放線菌可以分解一些纖維素，并溶解木質(zhì)素。同時，它們比真菌能夠忍耐更高的溫度和pH值。所以，盡管放線菌降解纖維素和木質(zhì)素的能力并沒有真菌強，但是它們在堆肥過程中的高溫期卻是分解木質(zhì)纖維素的優(yōu)勢菌群。在條件惡劣的情況下，放線菌則以孢子的形式存活。研究表明，諾卡氏菌、鏈霉菌、高溫放線菌和單孢子菌等都是在堆肥中占優(yōu)勢的嗜熱性放線菌，它們不僅出現(xiàn)在堆肥過程中的高溫階段，同樣也在降溫階段和熟化階段出現(xiàn)。真菌，尤其是白腐真菌可以利用堆肥底物中所有的木質(zhì)纖維素，由此，真菌的存在對于堆肥物的腐熟和穩(wěn)定具有重要的意義。嗜溫性真菌地霉菌和嗜熱性

29、真菌煙曲霉是堆肥生料中的優(yōu)勢種群，其他一些真菌，如擔(dān)子菌、子囊菌、橙色嗜熱子囊菌也具有較強的分解木質(zhì)纖維素的能力。但隨著溫度的升高，真菌的菌落數(shù)開始減少，在64時，所有的嗜熱性真菌幾乎全部消失。當(dāng)溫度下降到60以下時，嗜溫性真菌和嗜熱性真菌又都會重新出現(xiàn)在堆肥中。研究顯示，溫度是影響真菌生長的最重要因素之一，絕大部分的真菌是嗜溫性菌，可以在537的環(huán)境中生存，其最適溫度為2530。其他影響真菌生長的重要因素包括：碳源、氮源和pH值。通常較低的氮濃度是真菌降解木質(zhì)素的前提條件。但有時低氮濃度卻會成為木質(zhì)素分解的一個限制因素。大多數(shù)真菌喜歡酸性環(huán)境，但實事上它們又都能在很廣的pH值范圍內(nèi)生存。另外

30、，在有關(guān)清潔堆肥的研究中，有機廢物中存在的大量各種各樣的致病菌，尤其是致病性真菌受到了最多的關(guān)注。堆肥高溫階段的高溫對絕大多數(shù)致病菌的生長會產(chǎn)生抑制作用。盡管真菌芽孢能夠抵御惡劣條件而長時間生活在土壤中，但是它們卻不能抵抗堆肥高溫期的高溫而被殺死。Abdennaceur等人的實驗顯示，酵母和絲狀真菌的數(shù)量在堆肥進(jìn)入高溫期時開始下降，在高溫期末端則顯著降低。堆肥降溫階段的二次污染仍不容忽視。白腐真菌是最有效的木質(zhì)素降解微生物，其中黃孢原毛平革菌可能是研究最為深入、最具有代表性的微生物。其他的白腐真菌，如彩絨革蓋菌(coriolusversicolor)，其不僅具有降解纖維素的能力，同時也表現(xiàn)出更

31、強的降解木質(zhì)素的能力。白腐真菌降解木質(zhì)素所依靠的是木質(zhì)素酶，MJLopez等人發(fā)現(xiàn)，在白腐真菌對木質(zhì)纖維素進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化過程中，通氣速率對于木質(zhì)素酶的生成是一個非常重要的影響因素。1.4.3固體廢棄物微生物接種劑的研制和應(yīng)用對于好氧堆肥來說，如果堆制底物的碳氮比過高，通過添加氮素化合物降低碳氮比，以滿足微生物對氮素的需求，從而加速堆制物的分解。此外，由于城市污泥、園林廢物中底物多為難降解的木質(zhì)素，此時，有必要使用相應(yīng)的商業(yè)微生物接種劑。對部分碳氮比極高的堆制物，如廢木料、鋸屑、廢紙等，在缺乏分解此類廢物的土著微生物時，也應(yīng)接種專性高效微生物。近年來，微生物學(xué)家已經(jīng)開始從自然界中分離得到有益微生物

32、，接種于有機堆肥中，強化其中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能茸傳遞過程，并已收到良好的處理效果。我國有些地方也采用在生活廢棄物中添加特定的有效微生物(如固氮細(xì)菌、磷細(xì)菌和硅酸鹽細(xì)菌等)的方法，制成有機微生物復(fù)合肥，并已在農(nóng)作物田間試驗中顯示出良好的增產(chǎn)效果。早在19361938年我國學(xué)者彭家元和陳禹平就從堆肥中分離篩選出好熱性纖維素分解細(xì)菌，并擴大培養(yǎng)后制成菌劑，作為堆肥的接種劑應(yīng)用。前東北農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所從廄肥、馬糞中分離出來稱之為札禮菌的好熱性纖維素分解菌，將這種SLSL菌進(jìn)行培養(yǎng)，制成菌劑接入到堆肥原料后，可加速堆肥的腐熟。中國環(huán)境科學(xué)研究院的席北斗等篩選出用于堆肥處理的高效復(fù)合微生物菌群，實驗表明，高效復(fù)

33、合微生物菌群可以加速生活垃圾和污泥的降解，堆肥時問縮短18d，同時成品堆肥中含有大量具有生物活性的微生物。席北斗等人還從堆肥、馬糞、果園土、污泥等原料篩選出活性較高的纖維素分解菌，隨后采用紫外線誘變技術(shù)培養(yǎng)出優(yōu)良菌株，并與EM菌混合后進(jìn)行對比試驗，結(jié)果顯示，混合菌種可以提高有益微生物群體數(shù)日和質(zhì)量，使微生物群落之間相互協(xié)同，形成復(fù)雜而穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，從而增強微生物的降解活性，使堆肥溫度迅速升高并維持較長的時間。在垃圾堆肥過程中常常伴有惡臭，造成大氣污染，針對這一問題，武漢市環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究所進(jìn)行了垃圾快速無臭化發(fā)酵菌的篩選工作及中試研究，取得了初步的進(jìn)展，分離獲得37株脫臭效果較好的發(fā)酵菌株，

34、其中常溫菌17株，高溫菌20株。實驗結(jié)果表明，接種脫臭菌的垃圾與對照相比，惡臭有明顯下降，且接種量越大，差異越明顯。2、堆肥的影響因素研究2.1 C N 對高溫堆肥發(fā)酵效果的研究近年來 ，畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速 ，其發(fā)展具有規(guī)?；⒓s化經(jīng)營的特點。 養(yǎng)殖業(yè)在為人民生活水平的提高做出巨大貢獻(xiàn)的同時，也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染 ，阻礙了畜禽養(yǎng)殖業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計，一個飼養(yǎng) 10萬只雞的工廠化養(yǎng)雞場，每天產(chǎn)雞糞可達(dá)10t，年產(chǎn)雞糞達(dá)3600多t。據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局調(diào)查顯示，1999年我國畜禽糞便的產(chǎn)出量約為19億t，僅 COD（化學(xué)需氧量）一項就達(dá)7118 萬t，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)和生活污水污染物的

35、COD 總和。由于環(huán)境法規(guī)不健全和資金短缺 ，大多數(shù)畜禽養(yǎng)殖場對糞便沒有進(jìn)行處理 ，這樣畜禽糞便的污染越來越加大了對城鎮(zhèn)的壓力，畜禽糞便對環(huán)境的危害 ，經(jīng)成為不可忽視的生態(tài)和環(huán)境保護(hù)的重要問題。另一方面 ，畜禽糞便含豐富的有機質(zhì)及含有較高的氮 、磷 、鉀及微量元素 ，其氮 、磷 、鉀總貯量約為 0.63 億 t，相當(dāng)于0.49億t尿素，1.19億t過磷酸鈣和0.34 億t氯化鉀，因此畜禽糞便是一種可以通過生物降解利用的寶貴的生物肥料資源。畜禽糞便富含病原菌 、雜草種子以及有臭味，因此不能直接應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如雞糞較熱，易“燒”苗，而牛糞較安全，但牛糞中混有雜草種子，會造成農(nóng)田雜草發(fā)生。由此可

36、見 ，畜禽糞便不僅嚴(yán)重地污染了生態(tài)環(huán)境,而且造成了資源的極大浪費。目前處理畜禽糞便和秸稈的方法較多，但利用畜禽糞便和農(nóng)作物秸稈進(jìn)行高溫堆肥是處理畜禽糞便的主要途徑，它具有運行費用低，見效快，二次污染小等優(yōu)點。由于高溫堆肥的產(chǎn)品為有機肥料，施入土壤可提高土壤肥力和提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,充分滿足了綠色食品生產(chǎn)對肥料的需求。因此,采用高溫堆肥法處理固體廢棄物，不僅具有經(jīng)濟效益 、社會效益和環(huán)境效益,而且對經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。CN 比是堆肥發(fā)酵的關(guān)鍵性條件，一般認(rèn)為CN在20至30發(fā)酵效果較好 ，并且有些學(xué)者針對不同畜禽糞便提出了適宜的CN 比，但在北方高寒地區(qū)針對雞糞稻草堆肥的適宜CN 比條

37、件卻鮮有論及。堆制期間 ，每天測定堆肥溫度 2 次（9；00 ，16；00）,同時測定環(huán)境溫度。分別在 0、3、7、14、21、28、35、42 定時取樣 ，采樣點位于堆肥表層下 30cm 處 ，分前 、后 、左 、右 、中五點采樣 ，每次采樣1kg ，其中鮮樣 200g 用于水浸提液的提取與測定 ，其余風(fēng)干粉碎后 ，過 1mm 篩貯存?zhèn)溆谩Ｔ诟魈幚碇须S著 CN 比的增加 ，高溫期的持續(xù)時間 、最高溫度大于55 的時間，也呈下降的趨勢 ，而降溫期持續(xù)時間則呈增加的趨勢。但各處理到達(dá)穩(wěn)定的時間都在30天左右。除T45外 ，各處理在堆后第 2 天就到達(dá)55 以上,進(jìn)入高溫期 ，但是降溫期持續(xù)時間短

38、 ，這說明雞糞堆肥中易降解物質(zhì)較多，分解速度比較快；同時也說明CN 比在20 40的范圍內(nèi) ，適合微生物生長繁殖，從而快速分解堆料，產(chǎn)生大量的熱量 ，使堆體溫度升高 。 各處理進(jìn)入穩(wěn)定期時間較為一致，大約 30 天左右。除 T45外 ，各處理堆肥溫度在15天以內(nèi)都升至 55 并持續(xù) 3 天以上,達(dá)到高溫快速堆肥發(fā)酵的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 。對于堆肥系統(tǒng)而言,溫度是影響微生物活動和堆肥工藝過程的重要因素，是堆肥狀態(tài)的表觀體現(xiàn)，堆溫的高低決定堆肥速度的快慢。一般認(rèn)為堆體溫度應(yīng)控制在45至60 ，但在 55 60 時為佳 ，這樣的高溫保持3天以上，是殺滅堆肥中的致病微生物和寄生蟲卵，實現(xiàn)堆肥無害化的重要條件。不

39、宜超過60 ，否則就會對微生物的生長活動產(chǎn)生抑制作用。過高的溫度也會過度消耗有機質(zhì)而降低堆肥品質(zhì)。本試驗研究中，除T45外，其余各處理都符合升溫、高溫、降溫的變化規(guī)律，大于55以上時間為515天，符合堆肥無害化的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。說明對于雞糞稻草堆肥體系中，適于堆肥無害化的 CN 比范圍為20 40，這與Pioncelot（1974）研究的結(jié)果基本一致。堆肥初始 CN 在2035范圍內(nèi)，含水率在65 條件下，均能成功進(jìn)行高溫堆肥。堆肥產(chǎn)品不僅符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和腐熟標(biāo)準(zhǔn)，而且總腐殖酸含量較高。堆肥發(fā)酵的初始最佳 CN 為30。2.2翻堆頻率對堆肥減量化、腐殖化和穩(wěn)定化的影響試驗以秸稈餐廚垃圾為堆料基質(zhì)，選取

40、不同翻堆頻率作為試驗因素（選取 2、4和6作為翻堆頻率的3個不同水平，分別編號為1、2和3 設(shè)計出 3種不同堆肥工藝。除翻堆頻率不同外，其他堆肥工藝參數(shù)均相同。將預(yù)處理好的蘆葦和餐廚垃圾按21 的比例（質(zhì)量以干重計）投加到容積為 200的PVC的堆肥反應(yīng)裝置中（每個翻堆頻率 3個重復(fù)），此后調(diào)節(jié)含水率到 55 60，并將堆料均勻混合。堆肥反應(yīng)啟動后，按照各個堆肥工藝要求的翻堆頻率進(jìn)行人工翻堆補充氧氣并進(jìn)一步混合物料。期間分別于0、23、45和62進(jìn)行采樣。本試驗堆肥裝置主體部分是200的PVC 材質(zhì)的塑料水桶，桶底鋪有一層高約10CM的大塊碎石頭,并在底部留有個直徑2.5CM的圓孔并接上塑料水

41、管，這樣可有利于堆肥過程中水分調(diào)節(jié)和滲濾液的排出，并可使底部堆料有效參與堆肥反應(yīng)。桶體中間處留有一小孔用于堆體溫度的測定。采用人工翻堆的方式來補充堆料所需的氧氣，滿足堆料需氧、降溫、降低含水率的要求。堆肥樣品活性微生物量采用三磷酸腺苷法（ATP）測定本研究中采用苯扎溴銨（BAB）提取液提取，結(jié)合生物發(fā)光儀提取土壤樣品中的ATP。將新鮮堆肥樣品按質(zhì)量比150放入滅菌水中，加入適量玻璃珠，放入搖床震蕩。震蕩45in后，按110 吸取分散液?？焖偌尤?.05 BAB溶液，震蕩數(shù)秒。用定量濾紙過濾，吸取濾液100L放入已加入100熒光素酶的過濾比色杯中，并將杯中溶液吸、排2 3次使溶液混勻，進(jìn)行ATP

42、測定，將讀取的熒光值折算成 ATP量，并以ATP含量表示活性微生物量。堆肥樣品葡糖苷酶活性測定：以對硝基苯葡糖苷為底物，稱取新鮮堆肥樣1，在37條件下恒溫培養(yǎng)1，400nm下比色法測定反應(yīng)生成的產(chǎn)物對硝基苯酚的量（mgPND（Kg·）。堆肥樣品脫氫酶活性采用氯化三苯四氯唑（TTC）比色測定，酶促反應(yīng)底物TTC受氫后生成紅色的三苯基甲苯（TPF）在37 條件下恒溫培養(yǎng)24,于492n 進(jìn)行比色，酶活性以 TTC的還原產(chǎn)物TPF的生成量表示。腐殖質(zhì)是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含碳有機物物質(zhì)，其品質(zhì)直接決定著堆肥的品質(zhì)和穩(wěn)定性。穩(wěn)定程度不同的腐殖質(zhì)緩慢釋放CO2的程度也不同。有很多指標(biāo)都可以反映堆肥的

43、品質(zhì)，比如E4E6和HI指數(shù)等。S是腐殖類物質(zhì)的主要成分,堆肥產(chǎn)物的品質(zhì)主要依賴HS的穩(wěn)定性.HS的主要成分是HA和FA,FA是相對較易分解的小分子有機物,HA是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子有機物，因此堆肥產(chǎn)物的品質(zhì)也可以通過FA和HA 在TC中所占的比值來體現(xiàn)。本試驗選取HACTC，F(xiàn)ACTC和HAFA指數(shù)作為堆肥品質(zhì)的指標(biāo)。0時，新鮮的堆肥樣FA占比較高HA占比較低。 隨著堆肥過程的進(jìn)行，3種堆肥工藝中的HACTC值在堆肥前45后增加緩慢，而在后17有大幅度的增加，最終達(dá)到一個穩(wěn)定的水平。而3種堆肥工藝中的FACTC值在堆肥前23有所增加,后39在某水平上下波動,最后也達(dá)到一個穩(wěn)定水平。最終

44、堆肥產(chǎn)物HA所占比例較高而FA較低。這是由于在堆肥過程中,有機物料在初期迅速被分解形成大量的類富里酸物質(zhì)。這些物質(zhì)分子量相對較小、結(jié)構(gòu)簡單、較易被微生物分解,因此這些形成的類富里酸物質(zhì)又被進(jìn)一步礦化分解為CO2或進(jìn)一步縮合成為結(jié)構(gòu)復(fù)雜的穩(wěn)定的胡敏酸，因此在堆肥后期FA無顯著增加,而胡敏酸的含量快速上升，最終達(dá)到穩(wěn)定。研究認(rèn)為,HAFA 指數(shù)達(dá)到1.6可以證明堆肥基本腐熟。隨著堆肥過程的進(jìn)行,3種堆肥工藝的HAFA 指數(shù)從初始值0.58增加到最后的2.53.1不等,總體呈初始值較低后逐漸上升趨勢。HAFA指數(shù)均超過1.6,表明3種堆肥工藝的腐殖質(zhì)都已較穩(wěn)定,而4的翻堆頻率工藝HAFA指數(shù)值最高，

45、其腐殖質(zhì)穩(wěn)定化程度也最高。較高的翻堆頻率能有效的減量化，而且礦化過程較弱，能產(chǎn)生較多的腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)品質(zhì)也較穩(wěn)定（4最穩(wěn)定）,因此還田后能在土壤中較穩(wěn)定的存在，避免被土壤微生物快速分解為CO2 而釋放出來。有機物的堆肥是多種微生物在適宜的條件下對復(fù)雜的堆肥原料中有機物進(jìn)行生物降解、穩(wěn)定化的過程，它是一個復(fù)雜的物理和生物化學(xué)過程。翻堆頻率可以通過影響環(huán)境溫度、濕度、含氧量影響微生物性能進(jìn)而影響堆肥進(jìn)程。翻堆頻率較低時，含氧量低，溫度高，不利于異養(yǎng)微生物生長。但是，高溫可促進(jìn)嗜熱微生物生長，可能促進(jìn)纖維類含碳物質(zhì)礦化，使更多的有機碳分解。而翻堆頻率較高時，含氧量高，溫度較低，有利于大部分微生物生長

46、，但不利于嗜熱微生物的對纖維類物質(zhì)的降解。另外，有文獻(xiàn)報到，與HS產(chǎn)量相關(guān)的脫氫酶，適應(yīng)較低溫度，在自然環(huán)境下活性較高因此,當(dāng)翻堆頻率較高時，脫氫酶活性較高，進(jìn)而產(chǎn)生更多的HS,與本試驗結(jié)果一致。一般而言，含氧量高、溫度高都會促進(jìn)嗜熱微生物的生長，進(jìn)而降解纖維類物質(zhì)。然而,本試驗結(jié)果中,較低翻堆頻率時纖維類物質(zhì)降解較快，說明在降解木質(zhì)素和纖維素時，溫度對嗜熱微生物的影響力大于氧含量。這可能是因為無論是2、4還是6的翻堆頻率，對于嗜熱微生物而言，氧含量都達(dá)到其所需水平，故氧含量不成為一個限制因素。根據(jù)上述實驗結(jié)果和討論，可得出以下幾點結(jié)論：一、較高的翻堆頻率有利于物料減量化和腐殖化，但不利于碳減

47、量，因此堆肥過程中釋放CO2較少，產(chǎn)生腐殖質(zhì)類物質(zhì)較多，是一種較低碳的堆肥工藝。二、HAFA指數(shù)值和 HACTC、FACTC值表明，無論翻堆頻率是2、4還是6堆肥 62后都達(dá)到了較高的腐熟和穩(wěn)定程度，適合還田作為土壤改良劑，翻堆頻率為4d的堆肥產(chǎn)品最穩(wěn)定。三、不同的翻堆頻率，活性微生物量和脫氫酶活性有所差異，進(jìn)而影響腐殖化和礦化過程。 不同的翻堆頻率導(dǎo)致堆肥環(huán)境溫度和氧含量有所差異，進(jìn)而影響活性微生物量和脫氫酶活性。2.3有機固體廢棄物堆肥的物質(zhì)變化及腐熟度評價2.3.1有機固體廢棄物堆肥穩(wěn)定度的評價 一、溫度。溫度的變化反映了堆肥過程中微生物活性的變化，這種變化與堆肥中可被氧化分解有機質(zhì)的含

48、量呈正相關(guān)。無論何種物料的堆肥，其溫度通常在開始的從環(huán)境溫度迅速上升至60至70度的高溫，并在這一水平持續(xù)一段時間后逐漸下降當(dāng)其趨近于環(huán)境溫度時，表明有機質(zhì)的分解接近完全，堆肥可被認(rèn)為已達(dá)穩(wěn)定。 二、顏色及氣味。參考文獻(xiàn)指出成熟堆肥的顏色呈褐色或黑色，并帶有濕潤的泥土氣味等還指出堆肥的泥土氣味是由土臭味素和甲基異冰片兩種物質(zhì)引起，它們是真菌和放線菌的副產(chǎn)物他還認(rèn)為，堆肥中存在這些物質(zhì)時，表明堆肥已達(dá)穩(wěn)定。 三、呼吸作用。新鮮堆肥中，由于微生物活動對有機物質(zhì)的氧化分解作用而產(chǎn)生大量的但隨著堆肥的進(jìn)行，可供利用的有機質(zhì)減少，微生物活動減緩，放出的也因此而減少不論何種物料，當(dāng)堆肥中每1t有機質(zhì)能降解

49、放出的有機質(zhì)小于 20031 時，表明堆肥已達(dá)穩(wěn)定總結(jié)了堆肥呼吸過程的數(shù)據(jù)后則提出，當(dāng)堆肥中每有機質(zhì)能降解放出的有機質(zhì)小于 20031 時，達(dá)到相對穩(wěn)定，在小于 +0031 時達(dá)到腐熟。對于好氧堆肥來說，不成熟的堆肥中有機物質(zhì)的強烈分解需要大量的，而腐熟堆肥的耗氧速率比堆肥初期明顯下降，其大小可表明堆肥的穩(wěn)定程度指出，當(dāng)堆肥中每降解有機質(zhì) 的消耗量小于100mg時，認(rèn)為堆肥已達(dá)穩(wěn)定四、NO3-含量。含量的增加也可以作為堆肥穩(wěn)定度的一個評價指標(biāo)因為在堆肥的高溫階段，由于高溫環(huán)境強烈抑制了硝化細(xì)菌的生長活動，所以在高溫階段的含量極低，接近于零，之后，隨著溫度的下降，硝化細(xì)菌快速繁殖生長，一部分 N

50、O3-被轉(zhuǎn)化為NO3-N而使其含量迅速提高可以認(rèn)為，當(dāng)堆肥中出現(xiàn)或其含量開始升高時，表明堆肥已經(jīng)過強烈的高溫分解過程，已達(dá)穩(wěn)定。五、安全性測試。 新鮮的有機固體廢棄物中含有大量致病微生物，如大腸桿菌、病毒及寄生蟲等，直接影響堆肥的安全性但這些致病微生物對溫度非常敏感，當(dāng)堆肥的溫度高于 22C，并保持4D以上時，可殺死大多數(shù)病原菌豬糞的堆肥化處理時發(fā)現(xiàn)，堆肥開始時，堆肥中大腸桿菌的數(shù)量為6.65，經(jīng)過高溫階段后，堆肥中已經(jīng)檢測不出大腸桿菌的存在所以可以認(rèn)為，當(dāng)堆肥中檢測不出大腸桿菌時，可認(rèn)為堆肥已達(dá)穩(wěn)定提出，堆肥干樣中含有小于50個沙門氏菌和個病毒嗜菌斑，表明堆肥已達(dá)穩(wěn)定，其施用不會對人體健康和

51、周圍環(huán)境造成危害。2.3.2有機固體廢棄物堆肥腐熟度的評價 一、化學(xué)指標(biāo)。陽離子交換量等對污泥好氧堆肥的研究發(fā)現(xiàn)，隨著腐殖化過程的進(jìn)行而逐漸增加等對城市垃圾堆肥的研究中也有同樣的發(fā)現(xiàn)，還發(fā)現(xiàn)， 比之間有顯著的負(fù)相關(guān)性，并提出當(dāng)（有機質(zhì)）時，表明堆肥已達(dá)腐熟但等研究城市垃圾、污泥、葡萄渣、泥炭等不同物料的堆肥時發(fā)現(xiàn)，由于物料的不同，腐熟堆肥的值變化范圍很大，而且對某些堆肥原料，初始值就大于（有機質(zhì)），等在研究污泥、豬糞、城市垃圾等多種不同物料的堆肥時也有同樣的發(fā)現(xiàn)因此，的適用性還需要進(jìn)行更廣泛的研究等研究了多種不同物料的堆肥時還發(fā)現(xiàn)，所有堆肥的溶性有機碳）的比值均在之間等也發(fā)現(xiàn)，城市垃圾堆肥的（

52、水溶性有機碳）值在左右因此可以認(rèn)為，當(dāng)（水溶性有機碳）的比值大于時，表示堆肥已達(dá)腐熟。二、水溶性含氮化合物、碳氮比、有機酸短鏈脂肪酸廣泛存在于未腐熟堆肥中，其存在對種子發(fā)芽和植物生長有不良影響，且含量大小與其植物毒性有關(guān)等對豬糞堆肥的研究中發(fā)現(xiàn)，低分子量脂肪酸的含量隨堆肥時間而減少等檢出未腐熟堆肥中含有氨基酸、揮發(fā)性脂肪酸和其它低分子有機酸，其中乙酸含量最高，占發(fā)現(xiàn)，新鮮城市垃圾堆肥中含有大量的乙酸、丙酸、二異丁基甲酸、丁酸、異戊酸等短鏈脂肪酸，對植物有毒害作用，其中乙酸濃度最高，經(jīng)過堆肥后，乙酸濃度有顯著下降等也發(fā)現(xiàn)，新鮮污泥中甲酸、乙酸、丙酸和丁酸含量分別為某值，而成熟堆肥中已經(jīng)檢測不出來

53、，他還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乙酸濃度超過時，種子發(fā)芽率受到強烈抑制，但未提出堆肥腐熟度評價的有機酸含量標(biāo)準(zhǔn)。在有機固體廢棄物堆肥的高溫分解階段，不穩(wěn)定的有機質(zhì)強烈分解并趨于穩(wěn)定另外，大部分病原菌也在高溫環(huán)境中被殺死，這些變化都與堆肥的溫度有關(guān)因而，溫度被認(rèn)為是堆肥穩(wěn)定度的指標(biāo)，當(dāng)其趨于環(huán)境溫度時，表明堆肥達(dá)穩(wěn)定通過植物毒性試驗進(jìn)行腐熟度的評價是一種最為可靠的生物測試方法，它受堆肥產(chǎn)品各方面性質(zhì)的影響，是一個綜合性的指標(biāo)而且，堆肥產(chǎn)品最終必將用于植物生長中去因此，種子發(fā)芽試驗被認(rèn)為是評價堆肥腐熟度最具說服力的方法但不同植物種類對植物毒性的承受能力和適應(yīng)性存在很大差異因而，結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w植物種類進(jìn)行相應(yīng)的種子發(fā)

54、芽試驗更為可靠種子發(fā)芽系數(shù)不受堆肥物料的影響，而且操作和測定非常簡便，可作為堆肥腐熟度評價的推薦指標(biāo)有研究表明，完全腐熟的堆肥浸提液可促進(jìn)種子的發(fā)芽，但目前的研究大多集中在堆肥產(chǎn)品對種子發(fā)芽的抑制作用上，對于其促進(jìn)作用的研究則很少，其物質(zhì)的分離、鑒定、濃度的變化以及其與堆肥腐熟度的關(guān)系等，可作為一個新的研究內(nèi)容由于種子發(fā)芽系數(shù)的測定時間較長，一般需要或更長的時間，因而有必要利用多個化學(xué)指標(biāo)對堆肥腐熟度進(jìn)行快速合理的評價。3、堆肥的實際應(yīng)用與商業(yè)價值3.1大型好氧發(fā)酵堆肥設(shè)施在禽畜糞便處理中的應(yīng)用畜禽糞便歷史上是農(nóng)田使用的優(yōu)質(zhì)肥料。近年來，隨人們對有機農(nóng)業(yè)的要求和對長期使用化肥危害的認(rèn)識以及化肥

55、的不斷提價，畜禽糞便又開始被使用。但未經(jīng)高溫發(fā)酵處理的畜禽糞便，含有大量病原菌和雜草種子，直接施入土壤，對農(nóng)作物危害很大。畜禽糞便由于臟、臭、體積龐大等問題，使用前帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染特別是大氣、水環(huán)境的污染。畜禽糞便作為有機肥直接施用，其最大的障礙是含水量高、惡臭，此外，氨氣的大量揮發(fā)，造成肥效降低，未經(jīng)發(fā)酵腐熟的生糞中病原微生物與雜草種子還對環(huán)境造成污染。所以，對其進(jìn)行無害化、資源化處理迫在眉睫。在禽畜糞便好氧堆肥發(fā)酵處理方面，對物料的堆積一：要有以下幾種方式：槽式堆肥、條跺式堆肥和開放式堆肥。槽式堆肥是物料的兩側(cè)各有堵墻，把混合好的物料從槽的一端投入，通過翻拋使物料產(chǎn)生位移，從槽的另一端

56、取出；條跺式堆肥是把混合好的物料堆積成三角形的條狀，物料兩側(cè)沒有墻壁，大多露天堆放；開放式堆肥發(fā)酵設(shè)施是專利產(chǎn)品，無論從設(shè)施結(jié)構(gòu)還是設(shè)備運行方面，都有其鮮明的特點，以重點介紹一下開放式堆肥發(fā)酵設(shè)施在禽青糞便處理中的應(yīng)用。 開放式發(fā)酵堆肥設(shè)施是相對于兩個墻的櫛式發(fā)酵設(shè)施而言的，從設(shè)施的結(jié)構(gòu)上看，發(fā)酵槽只有一面墻壁，翻拋機側(cè)在墻上行走，另側(cè)在地面行走，地面?zhèn)韧耆_放，沒有了墻的限制，可以從任意位置投料取利。設(shè)備的跨度從6米到12米，根據(jù)客戶處理量的需要，選擇不同的設(shè)備型號汞1相應(yīng)的處理設(shè)施大小。右圖為物料堆積圖，物料的堆積高度能達(dá)到1 9米，堆積跨度最大能夠達(dá)到ll5米，堆積截面2,0l積能達(dá)到2

57、1.85平方米，以100米MI長的發(fā)酵處理車間為例，發(fā)酵槽可一容納85立方物料。對于大副養(yǎng)殖6M12M向企業(yè)而言，禽畜糞便量非常大，這種人容量的堆積方式，人大節(jié)約了占地面積。開放式發(fā)酵堆肥設(shè)施由于側(cè)完全開放，所以可以用自卸車或鏟車直接投料，而不需要塒物料進(jìn)行提前預(yù)混處理。翻拋。投料后如果發(fā)現(xiàn)水分調(diào)整不臺適，可以隨時添加輔料進(jìn)行調(diào)整。槽式堆肥設(shè)施由于兩側(cè)都有墻壁，必須從一端投料，通過攪拌產(chǎn)生的位移，從槽的另一端出料。投料前必須進(jìn)行預(yù)混料處理。螂果物料沒有預(yù)混好而直接投入發(fā)酵槽，會影響發(fā)酵效率。開放式堆肥設(shè)施由于可以隨時投料取料，所以僅在需要翻拋的時候進(jìn)行翻拋即可。而槽式堆肥設(shè)施如果不進(jìn)行翻拋，物

58、料不能產(chǎn)生位移，無法投料和取料，每滅進(jìn)行翻拋，不僅耗電、增加設(shè)備磨損，還會影響發(fā)酵溫度，降低發(fā)酵效率。我們看到開放式發(fā)酵堆肥設(shè)施的送風(fēng)管為橫向鋪設(shè)，這與傳統(tǒng)的槽式發(fā)酵設(shè)施的縱向鋪設(shè)有所不同。因為地面一側(cè)完全開放，所以，某一送風(fēng)管一旦被堵，非常容易清理。如果那段被堵，用鏟車把物料堆到兩側(cè)，然后用鉤子把堵塞的地方清理下，重新投入物料，進(jìn)行發(fā)酵處理即可(右下圖所示)。而兩面墻的槽式結(jié)構(gòu)(右圖)，風(fēng)管為縱向鋪設(shè)，一旦被堵，由于有墑的限制，很難單獨清理某處，需要把整槽的物料全部取出才好清理，耗費大量人力物力。所以說，開放式堆肥設(shè)施的送風(fēng)系統(tǒng)最大發(fā)揮送風(fēng)效果，減少了勞動量。對于北方寒冷的冬季，很多堆肥設(shè)施由于堆積高度不夠，堆體較小，冬季發(fā)酵停止的狀況時有發(fā)生。開放式堆肥設(shè)施，由于堆體比較大，堆積高度能達(dá)到1.9米，寒冷的冬季依然正常發(fā)酵。下圈是冬季在北海道占冠村拍的照片(牛糞堆肥)，外界氣溫零下20多度，堆體表面結(jié)了一層霜，但堆體內(nèi)部依然達(dá)到70度以上。堆肥發(fā)酵過程不同階段的介紹開始發(fā)酵。將禽畜糞便直接投入到發(fā)酵槽，由于是開放式堆肥設(shè)施，可以直接用自卸車或鏟車向發(fā)酵槽投料，不需要提前預(yù)混。根據(jù)養(yǎng)殖方式的不同，糞便的含水量有較大差別。如果是水沖糞便的方式，糞污含水量較高的糞便，需要進(jìn)行脫水預(yù)處理。脫水后的糞便固態(tài)物質(zhì)