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不同原料配比对城市生活有机垃圾堆肥的影响研究

2015-04-02李清飞张向敏余国忠

现代农业科技 2015年1期
关键词:堆肥城市生活垃圾水分

李清飞 张向敏 余国忠

摘要 研究不同原料配比对城市生活有机垃圾堆肥的影响,以菜叶与树叶按体积比例为8∶2、6∶4、4∶6、2∶8均匀混合进行堆肥,结果表明,以体积配比为6∶4的堆肥升温较高,在第8天达到53.1 ℃,且维持50 ℃以上的高温天数为8 d;各处理堆肥的含水率总体呈下降趋势,pH值呈波浪型总体上升趋势;各处理胡敏酸E4/E6值降低,以菜叶与树叶比为6∶4降幅最大。

关键词 城市生活垃圾;原料配比;堆肥;温度;水分;胡敏酸

中图分类号 S141;X705 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2015)01-0195-01

好氧堆肥是利用微生物将有机废物中的可降解有机质转变为稳定腐殖质的生物稳定作用过程,可有效实现有机固体废物的无害化、减量化和资源化。好氧堆肥过程中主要控制参数包括原料性质(碳氮比、含水率和颗粒度等)、环境温度和氧含量。因此,本研究以城市有机生活垃圾为研究对象,通过不同原料配比研究高温好氧堆肥的最佳工艺条件,旨为实现城市有机垃圾资源化提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试树叶采集于信阳师范学院内的树枝上,供试蔬菜菜叶采集于谭山包菜市场。

1.2 试验设计

试验设4个处理,将菜叶与树叶按4种不同体积比例混合均匀,分别为8∶2(A)、6∶4(B)、4∶6(C)、2∶8(D),每隔7d翻动1次。

1.3 采样及测定方法

分别于堆制开始后,每隔4 d从堆体前、后、左、右和中心5点采样,取样后立即测定。每天测定堆体温度,以堆体5点温度的平均值作为堆体的发酵温度,测量时温度计插入堆体表面25 cm以下,同时记录周围环境温度;pH值测定方法参照文献[1];水分测定,在105 ℃下烘24 h至恒重,冷却后测定其含水量;胡敏酸E4/E6值测定方法参照文献[2]。

2 结果与分析

2.1 温度的变化

由图1可知,处理B、C、D的堆肥温度在第8天分别达到53.1、52.9、51.3 ℃,且维持50 ℃以上的高温天数分别为8、7、4 d,而处理A的堆肥在堆肥期间未达到50 ℃以上高温,可能与水分含量较高有关。处理B、C的堆肥温度均在第14天分别达到55.5、53.5 ℃的高温。总体来看,以原料配比为6∶4(处理B)的堆肥升温较高。

2.2 水分含量的变化

由图2可知,随着堆肥的进行,各堆肥的含水率总体呈下降趋势。堆制结束时,处理A、B、C、D堆肥的水分含量分别为74.1%、65.2%、52.3%、62.7%,分别比最初降低了11.8%、19.0%、31.5%、17.1%。含水率的降低,一方面与堆体的温度和高温维持时间有关,另一方面也与树叶的添加量有关。树叶所占的比例越大,透气性越好,越有利于气体的蒸发和散失。但当含水率降到低于50%时,微生物的活动受到抑制,影响堆肥的进行,与李玉红研究不同原料配比对牛粪高温堆肥的影响结果类似[3]。因此,堆制过程中应注意含水率的变化,适时地调整含水量,创造出好氧微生物适宜的生长条件,才能达到高温堆肥的目的[4-5]。

2.3 pH值的变化

由图3可知,各处理在堆肥初期的pH值呈上升趋势,这与堆肥材料中大分子有机物的分解而释放出NH3有关;随着堆肥的进行,堆肥中微生物大量繁殖产生有机酸使得堆肥的pH值又开始降低[6]。各处理的pH值基本上呈波浪型上升趋势,这与堆肥翻堆有关。到堆肥结束,处理A、B、C、D的pH值分别为7.55、7.57、7.8、7.27,较堆制前有所提高。

2.4 胡敏酸E4 /E6值的变化

胡敏酸含量及特性在一定程度上能反映腐殖质物质的类型和性质,胡敏酸在465 nm和665 nm处的光密度比值(E4/E6)通常用来反映腐殖质物质的缩合、芳构化程度,通常,E4/E6值越低,腐殖化和聚合程度越高,分子量愈大。本研究中,随着堆肥时间的延长,E4/E6值降低,表明胡敏酸分子芳构化程度明显,其中以体积比6∶4(处理B)降幅最大,说明该处理的堆肥腐殖化程度较高(图4)。

3 结论

(1)菜叶与树叶体积比为6∶4、4∶6和2∶8的堆肥温度在第8天分别达到53.1、52.9、51.3 ℃,且维持50 ℃以上的高温天数分别为8、7、4 d;原料配比为6∶4的堆肥升温较高。

(2)各处理堆肥的含水率总体呈下降趋势,pH值呈波浪型总体上升趋势。

(3)随着堆肥时间的延长,各处理E4/E6值降低,表明胡敏酸分子芳构化程度明显,其中体积比6∶4降幅最大。

4 参考文献

[1] 卢秉林,王文丽,李娟,等.牛粪与小麦秸秆混合高温堆肥的腐熟进程研究[J].环境污染与防治,2010,32(1):30-34.

[2] 梁东丽,谷洁,秦清军,等.接种菌剂对猪粪高温堆肥中酶活性的影响[J].农业工程学报,2009,25(9):243-248.

[3] 李玉红,王岩,李清飞.不同原料配比对牛粪高温堆肥的影响[J].河南农业科学,2006(11):65-67.

[4] 田家俦,张婉萍,李连华.蔬菜栽培中应用有机垃圾堆肥试验[J].北方园艺,1994(4):32-33.

[5] 冯磊,RANINGER BERNHARD,李润东,等.不同质量比的膨松剂对家庭生物有机垃圾堆肥的影响[J].环境污染与防治,2007(10):731-734,776.

[6] 李清飞,赵承美,余国忠.微生物在农村有机生活垃圾堆肥中的作用[J].信阳师范学院学报:自然科学版,2011(2):278-280.

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