采用靜態倉強制通風進行糞便和生活垃圾混合堆肥,以玉米秸和石灰為調理劑,考察堆肥過程的氮轉化與腐熟度。試驗結果表明:堆肥中氮的損失量為26%~49%,堆體高溫期持續時間長,導致氮的損失增加。添加石灰使堆肥前期的氮損失率增加,但加快了堆肥過程,總氮的損失沒有加大。水溶性氨氮含量在堆肥升溫期出現峰值5.61mg/gdw,堆肥結束時氨氮含量小于0.34mg/gdw;堆肥中硝態氮主要在降溫期和腐熟期形成,達到1.84~4.05mg/gdw。氨氮和硝態氮之比小于0.16和水溶態有機碳與總氮之比小于1.10,較適合作為糞便與垃圾的混合堆肥腐熟指標。
我國城市糞便清運量逐年上升,2009年達到0.21億t。目前,國內外城市糞便的處理場,大多采用粗過濾、除砂、除泥脫水等程序與市政管網排放相結合的工藝。脫水機排出的干渣由堆肥廠收購,制成有機肥回收利用。從有機質、氮磷等作物營養含量,原料來源和生產成本看,糞便堆肥優勢明顯。糞便的碳氮比低,可以與生活垃圾混合堆肥。楊天學等研究表明:生活垃圾與畜禽糞便聯合好氧堆肥有利于堆肥的進行和堆肥產品品質的提高。賈隨堂等用少量人糞便調理垃圾堆肥獲得相近結果。
減少氮素損失一直是堆肥研究中的熱點之一。通過采用合適的堆肥系統和調理劑可以減少氮的損失。如加土和爐渣可以降低鮮牛糞堆肥中氮素的損失。固相和水浸提液的C/N比和無機氮、小分子有機酸等指標也廣泛應用于堆肥腐熟度的研究。以人糞便為主要堆肥原料的相關研究較少。本研究采用強制通風靜態倉為堆肥試驗系統,進行糞便和生活垃圾混合堆肥。考察堆肥過程氮素的轉化,并探討相關指標用于糞便和垃圾混合堆肥的腐熟度評價的可行性。
1試驗材料與方法
1.1試驗裝置
強制通風靜態倉采用具有保溫外層的UPVC圓柱筒,直徑300mm,高度1.2m,有效容積84L,下部設有滲濾液排放口,上部設有錐形集氣罩。使用布氣板和鼓風機進行正壓鼓風。采用時間—溫度反饋的控制方式,設定溫度60℃。當主發酵期結束,堆體溫度降至環境溫度時,堆料進入后腐熟倉。后腐熟倉直徑400mm,高度0.5m,有效容積60L,不通風,約一周翻堆一次。
1.2試驗材料
堆肥用垃圾取自居民區。經手工分選去除金屬,塑料袋,玻璃瓶和石塊等雜物,破碎至2~3cm小塊。糞便取自哈爾濱市露天公廁,基本性質如下,COD:23193~41039mg/L,BOD:16735~16957mg/L,TN:3060~4370mg/L,pH:7.9~8.1,脫水后含水率約80%。
首先用稻草在強制通風靜態倉底部穿孔板上鋪設10cm的墊層。按照表1所示的堆肥原料配比將堆肥原料按比例混合后裝入靜態倉。在堆體頂部鋪設3cm的熟堆肥,起到保溫和除臭的作用。
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