餐厨垃圾就地堆肥处理及生物效应研究

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随着社会经济的发展,人民生活水平的提高,餐厨垃圾数量剧增,直接污染环境,危害人们的身体健康。如何正确合理地处理处置餐厨垃圾已成为目前城市环境保护的重点,餐厨垃圾堆肥化是一种既能减少环境压力,又能变废为宝,实现餐厨垃圾资源化的一条重要途径。 但对餐厨垃圾易酸化水解,堆肥启动慢;就地堆肥处理减量化程度少,连续运作难等问题的研究报道尚少。 本研究以餐厨垃圾为原料,针对餐厨垃圾易酸化,且堆肥启动慢的特点,利用4个容积为30L的堆肥反应器,采用间歇通风的方式研究了添加不同量的熟石灰调理剂对餐厨垃圾堆肥工艺参数的影响;针对现在就地堆肥减量化少,连续进料困难的特点,以60L滚筒为堆肥反应器,通过调控反应物料的含水率及不同通风方式,采用连续进料的方式,探讨了餐厨垃圾连续进料的影响因素及参数控制,以期为餐厨垃圾的就地堆肥化处理提供理论依据。为进一步对堆肥产品的应用效应进行评价,以黑麦草和番茄为供试植物,筛选了以餐厨垃圾堆肥产品为原料的不同基质配方的最佳配比,探讨了其生物效应。研究结果如下: 1)添加熟石灰调理剂调节餐厨垃圾的pH值,与对照相比升温快,高温期长,减量化程度高,依熟石灰加入量的增加,减容率分别为:66.67%、70.00%、70.00%、73.33%。加入熟石灰调节餐厨垃圾的pH值,有利于加速餐厨垃圾的堆肥化进程,但碱性调理剂的加入也会造成堆肥产品中大量无机氮的损失。所以,在以餐厨垃圾为原料进行堆肥时,推荐添加碱性调理剂的合理比例为15g·L-1餐厨垃圾。 2)采用连续进料工艺时,要使堆肥升温并能维持55℃以上的高温,须调节物料初始水分在60%左右;试验中以腐熟堆肥为辅料与餐厨垃圾混合来调节进料的含水率至60%的最佳条件,可确保连续进料堆肥过程顺利运行。该堆肥工艺可以实现餐厨垃圾的减量化,减容率达75.00%。 3)以腐熟的餐厨垃圾堆肥为原料配制基质,以黑麦草为供试作物,检验不同配比基质的生物效应。筛选出适宜黑麦草生长的最佳基质配方是:泥炭:堆肥:珍珠岩(v/v)=0.6∶0.4∶1。 4)以腐熟的餐厨垃圾堆肥为原料配制基质,将其作为番茄的移栽基质,由番茄的生长状况可以看出,利用餐厨垃圾堆肥代替泥炭作为番茄移栽基质有很好的生物效应,加入适量餐厨垃圾堆肥后最大能使番茄植株生物量增加2.35倍,果实产量增加4.07倍,且能使番茄的Vc含量提高41.92%,达到增产,改善番茄品质的作用。经综合评价得出:适合番茄生长最好的基质是处理4(泥炭:堆肥:珍珠岩=1∶1∶1),其生物效应最佳并且理化性质稳定。 本文以熟石灰作为调理剂调节了餐厨垃圾的pH值,解决了餐厨垃圾易酸化水解,堆肥启动慢的技术难题,实现了餐厨垃圾堆肥快速升温的目的,缩短了餐厨垃圾堆肥反应的周期,降低了堆肥运行成本,对就地处理餐厨垃圾具有重大的现实意义。针对就地堆肥处理减量化少,连续运作难的问题,本研究通过添加腐熟堆肥来调节餐厨垃圾的初始进料含水率,优化了堆肥的工艺参数,使堆体能够长期连续的处于高温期,达到连续进料的目的,既可以实现餐厨垃圾最大减量化,又可为居民小区小型垃圾处理器的应用提供理论依据,提高其利用率。由于泥炭是不可再生资源,很多专家学者很早便开始寻找泥炭的代替品,而餐厨垃圾堆肥由于其盐分高的特点,不能直接应用于农田,本研究通过将餐厨垃圾堆肥与泥炭混合复配生物基质,并对黑麦草和番茄进行了试验,得出了适合黑麦草与番茄生长的基质配方,既减少了泥炭的使用量,又解决了餐厨垃圾堆肥盐分高的问题,一举两得,为今后餐厨垃圾堆肥的出路问题指明了方向,具有重大的应用前景。
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