餐厨垃圾好氧堆肥资源化利用及无害化处理的研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yeximajor
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随着我国经济的增长和城市化的快速发展,餐厨垃圾污染逐渐成为影响人类健康的主要环境因素之一。餐厨垃圾具有含水率高、有机物含量丰富、易腐烂变质等特点,若不妥善处理容易对环境造成污染,威胁居民健康。此外,家庭餐厨垃圾的收集、运输成本过高,若能在家庭内部对餐厨垃圾进行好氧堆肥减量化处理,可以有效降低处理的成本、节约人力,餐厨垃圾堆肥的产物还可以用于植物种植。本研究以南昌大学食堂的餐厨垃圾为实验对象,将收集到的餐厨垃圾沥去重力水,大块垃圾进行破碎,人工去除纸屑、骨头等难降解物质,并按1:11的比例与木屑均匀混合,以垃圾简易堆肥桶为容器进行好氧堆肥处理。同时设计四因素三水平的正交实验,以种子发芽指数(GI)为评价指标,分析堆肥环境温度、初始含水率、EM菌投加量、搅拌频率对垃圾堆肥的影响程度。最后针对简易堆肥桶的不足,设计了一种可以对堆肥温度、通气量、搅拌频率进行控制且曝气均匀的餐厨垃圾堆肥设备。以新设备为基础进行餐厨垃圾堆肥实验,与简易堆肥桶的堆肥效率进行对比,并利用IBM SPSS STATISTICS 22软件分析温度、含水率、总碳、全氮、C/N、p H、电导率、水溶性总氮、水溶性氨氮、水溶性总磷、水溶性硝态氮等指标与GI的相关性,计算堆料达到不同状态时相关指标所在的区间。得到结论如下:(1)通过正交实验,得出以简易堆肥桶为反应装置时反应最佳条件为环境温度45℃,初始含水率55%,EM菌投加量为堆料的1.5%,搅拌频率为一天一次。相关因子对堆料GI影响程度数值由大到小为:环境温度(8.61)、初始含水率(5.67)、EM菌投加量(2.96)、搅拌频率(1.92)。在20天的堆肥周期内,4号堆料GI最高,达到了87.89%;2号堆料GI最低,仅为74.51%。(2)使用新设备模拟堆肥实验,同时控制堆肥温度、通风曝气量、搅拌频率,得出在环境温度45℃、初始含水率55%、搅拌频率20r/min、EM菌投加量为堆料的1.5%、通风量0.35L/min的条件下,堆料GI≥50%达到半腐熟需要3~5天;GI≥80%需要7~9天;GI≥100%毒性基本消失需要13~15天。大约减少25~30%堆肥所需时间。(3)将GI设为为判断堆肥产品腐熟程度的标准。通过分析得出电导率、水溶性硝态氮、C/N与GI相关性最强,相关性系数分别为-0.936、0.918、0.910。堆料温度、水溶性总氮、水溶性氨氮与GI相关性最弱,相关性系数分别为-0.309、0.109、0.055。(4)当堆肥产品GI≥80%时,与其相关性较强的指标所在区间为:C/N下降至15以下;水溶性硝态氮达到并稳定在390mg/kg以上;电导率下降并保持在3750u Scm-1以下。当堆肥产品GI≥100%时,C/N下降至13以下;水溶性硝态氮上升并稳定在420mg/kg以上;电导率下降并保持在3550u Scm-1以下。
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