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城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数


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第!卷第"期 ! ! !# 年 #$ "月 !


农 业 工 程 学 报 % ’ )*,( . / 2 &( ’+ )- +01 34 -

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城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数

: < 莉 " ! 李玉春 ; 李国学 ! :尹 : :

莉 ! 丁湘荣 = 胡 : :

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天津 ; # ? @ ! 中国农业大学资源与环境学院 : 北京 " # ? @ >7 " 农业部环境保护科研监测所 : #"" 7 ##= 北京 " # $ @ = 北京市海淀区环境卫生服务中心 : 北京 " # B C ##A 7 ##$ ; 北京市垃圾渣土管理处 : 7 摘 要 D以日处理 = #+ 对堆肥 # 经马家楼筛分处理后的 " F$ E #GG 生活垃圾的北京南宫堆肥厂垃圾堆肥过程为研究对象 : 腐熟度指标与控制参数进行了研 究 I 结 果 表 明 : 肥 过 程 中 水 分 含 量 是 下 降 的 @ 同 季 节 堆 肥 J 堆 不 过程中垃圾的理化性质 H K 值的总体变化 均 呈 上 升 趋 势 @ 导 率 > 1 降 到 了 作 物 受 抑 制 的 限 定 值 以 下 : 会 对 作 物 产 生 盐 分 毒 害 @ 肥 水 浸 提 的 腐 殖 电 不 堆 4 C 酸 4 L $值随着垃圾堆肥腐熟度升高呈增加趋势 @ =/和 ? 的发芽率指数 > N表 明 垃 圾 堆 肥 时 间 可 以 从 B周 缩 短 到 E =4 ! $/ MC 周 @ 机 碳 H 氮 和 1 8 比 随 着 堆 肥 时 间 的 增 加 均 呈 下 降 趋 势 @ L 比 与 4 L $ 值 和 M > =/和 ? C 呈 显 著 负 相 关 关 有 总 L $/ 值 = 4 18 N! 系 : 1值与 4 L $ 值和 M > =/和 ? C 而 =4 $/ 值呈极显著负相关 : 4 L $ 值与 M > =/和 ? C $/ 值呈极显著正相关 I = 4 4 N! N! 关键词 D生活垃圾 @堆肥 @腐熟度指标 @控制参数 @理化性质 中图分类号 DO # AE 秦 文献标识码 D3 文章编号 D # !$ " > # $ " P" ?# " # PB ? ! # C !# B P$

莉: 李玉春 : 李国学 : 7 等 城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数 QS 农业工程学报 : # $ ! > ! D B T" = !#:!"C"? ?7 R7

U, , , * X :V M - X :0 6 (V:V WX / ( , X Y 0 +’7Z’X, ( 0 0 ( J &+ ( 6 ’’ +& X,]*GJ ),]GX ,J 6 -, +& [,\ Y )’ \- 0’, ’ J &G00)\ & + ( - -+ ( (* ’ )6 , \ ^’+QS &( ’+ ( . / 2 :! # : ! " C " ? ? 7 , /( ) + ( 6 /’ )&*C )0R7% ’ )*, )- +01 34 # $ ! > ! D B T" = >(1 ,00^, /4 ], _ +’+ )

c 引



有 取 堆 肥规模 由于存 在保 温 效 果 差 H 机 物 发 酵 不 完 全 H 样缺乏代表性等缺陷 : 致使其运行效果和工况与实际工
= 程存在较大差异 Q SI 本研究以北京市南宫堆肥厂垃圾堆 肥为研究对象 : 从工厂化水平分析堆肥过程中的各项理 化及 生物学指 标 : 期为 优 化 堆 肥 操 作 运 行 参 数 H 效 以 有 控制生 活垃圾堆 肥过程 和提高 堆 肥 效 率 与 堆 肥 质 量 提 对促进城市垃圾处理的产业化发展具有现 供理论依据 : 实意义 I

随着绿色浪潮和生态农业的兴起 : 堆肥化处理作为 垃圾减量化和资源化的一个重要手段 : 越来越为各国所 重视 : 垃圾堆肥化比率正呈上升趋势 I 本着保护环境资 源H 满足社会经 济可持 续 发 展 需 求 的 目 的 : 市 生 活 垃 城 圾堆肥处理成为发展中的新兴产业 I 早在 ! 世纪 B 年 # # 中国就提出了力争把堆肥技术处理城市垃圾的比例 代:
" 由 B # 提高到 ; 7 d 的目标 Q SI 而根据北京市目前公 7d ## 布的 e 北京 市 生 活 垃 圾 治 理 白 皮 书 f 展 目 标 : ! # 发 到 #B 年: 北京市生活垃圾堆肥比例将由目 前 的 $ B 提 高 到 7d

g 材料与方法
g g 试验材料 7 供试垃圾堆肥样品采自北京市南宫堆肥厂 I 北京市 南宫垃 圾堆肥厂 是由德 国政府 赠 款 北 京 市 固 体 废 物 处 理项目之一 : 是中国及亚洲地区高度自动化 H 大规模 H 现 代化垃圾堆肥厂之一 I 该厂于 " ? 年 " 月投入生产运 ?B ! 行 : 地 $ $/ !: 处 理 经 马 家 楼 筛 分 后 " F $ 占 7 G 日 E #GG 的生活垃圾 = #+年处理量 " 7 万 + 堆肥工艺为 D 隧 # : != I 道高温 发 酵 阶 段 > =\ : 熟 化 阶 段 > "\ : 终 熟 化 后 最 " C ! C 阶段 > "\ : 在隧道发酵中 : 通风按循环空气 ! C 共计 B周 I 氧 含 量 控 制 在 " d> L C 标 准 自 动 启 动 风 机 与 调 节 的 ; hh 循环气体的比例同时对物料加湿控制湿度 I发酵的前 ; # # 随后的 F E\通过喷洒渗沥液含水率达到 E dF$ dI 通过调节通风量 : 控制温度保持在 E F$ iI E\ E E 最后 ! 隧道 垃圾 经 F =\停止添 加渗滤 液 I 隧道发 酵阶段 后 : 出料系统传送到后熟化平台进行后熟化 I 发酵平台由很 多带有通风孔的混凝土盖板和风道组成 : 可以自动补充 风量 I 后熟化结束后 : 经传送带输送到滚筒筛内进行筛 分 I滚筒筛的筛孔为 ! 筛上物运往北京市安定卫 EGG: 生 填埋 场进 行填埋 @ 筛下 物 被 输 送 到 最 终 熟 化 区 : 成 堆 再经过 ! 最 终熟化 : 经 " 并 ! =G高的 发酵堆 : 7 "\ !GG 筛分处理后 : 进入深加工处理工序或直接销售使用 I

这为堆肥化技术的推广和应用提供了广阔的 !7d I AE 发展空间 I 但是 : 由于中国城市垃圾的收集目前主要采 用 混合垃 圾收集 方法 : 加 了 物 料 的 复 杂 性 : 加 上 堆 增 再 肥厂的自动化程度低 : 技术较落后 : 生产周期长 : 工业化 生产困难 : 许多堆肥厂生产的肥料因达不到农用标准导 致销售困难 : 极大地阻碍了堆肥生产的规模化发展 I 堆 肥产 品质量 的 好 坏 关 键 在 于 堆 肥 过 程 控 制 参 数 的优化 I 堆肥腐熟度是堆肥过程控制的重要指标 : 通过 对 堆肥过程中的水 分 H 机 物 含 量 H 度 以 及 通 风 供 氧 有 温 能 提 等 被控参数的控制 : 保 证 堆 肥 过 程 的 顺 利 进 行 : 高
QS ! ; 堆肥效率 Q SI 目前 : 大多数关于城市垃圾堆肥腐熟度指 标的研究均处于实验室或是小试阶段 I 实际上 : 过小的

收稿日期 D # $# P$ 修订日期 D # $# P! ! # P;" ! # PB! 基 金 项 目D 京 市 市 政 管 委 中 德 北 京 额 外 咨 询 项 目D 京 固 体 废 弃 北 北 物处理与处置技术分析 @ 北京市政府顾问团项目 D 绿色奥运城市 作 者 简 介D 秦 莉 >?; C 女: 士: 要 研 究 方 向 为 固 体 废 弃 物 主 "A T : 博 处 理与资源化 I天津 农业部环境保护科研监测所 : # " " G’ D ; # ? I4 , 6 ‘P b" ; *G 6 a $ 7+ 李 教 博 北 < 通 讯 作 者D 国 学: 授: 士 生 导 师: 京 与环境学院 : # # = G’ D,Y ’ 7\ 7( " # ? I4 , 6 b*X 0 X * 6 ]

万   方数据

中国农业大学资源

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农业工程学报

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! # 试验方法 " 从 $ % 年 ’ 月至 $ % 年 ’ 月 ) (个季节的变 %& % %( $ 按 化 对 南宫堆肥厂的工艺流程 和 处 理 的 各 个 环 节 包 括 堆 肥前原垃圾 * 隧道高温发酵阶段 + (, * ’ - 后熟化阶段 + ’ $ - 最终熟化阶段 + ’, 的堆肥采用水平和竖直相结合 $ ,) 的方法进行多点采样 ) 各点 取 样 品 $. ) 后 再 进 一 步 /然 混合取其中 $. 样品 0 对鲜样进行含水率 * 物理组成和 / 值等项目的测定 0 风干样品经粉碎过 ’33 筛后 ) 用 1 2 于物理和化学性质的分析测定 0 ! 4 测定指标与方法 " ’ 测定指标 含 水 率* 2 值* 导 率 + 6 * 芽 率* 有 机 碳 电 总 1 5 -发 + 86 和全氮 + 97 7 0 测定方法 $ 堆 肥 含 水 率 用 铝 盒 烘 干 法: 样 用 来 测 定 ; * 2 鲜 <1 值 * 6 以 ’ 固液比浸提 ) 滤液用来测定 1 值 * 6 5 ) => 2 5 0 1 值用 1 ? & 型 1 值 计 : 6用 A ? ’ B 型 电 导 2 2 @6 2 5 A @’ 率仪 : < ; 的测定是取上述浸提液 C 于垫有滤 纸 的 培 3D 养皿中 ) 同时设对照 + 蒸馏水 - 每个培养皿内置 ’ 粒饱 ) % 满 小 麦 种 子 + 种 为 农 大 ’>) 后 将 其 放 置 在 +% 品 然 ’$E 分别在 $ 和 H 时 测 定 发 芽 率 ’ F 培养箱中培养 ) (G IG 及根长 ) 每个样品重复 (次 ) 计算发芽率指数 + K L ) M: J -> I 干样用来测定总有机碳 + 86 和全氮 + 9- 7 7 7 0 86采用 磷 酸浴外加热重铬酸钾氧化法 07 采 用 凯 氏 定 氮 法 0 9 N 以上测定方法均参照土壤农化分析方法 L M0 & 发芽率指数 J 的计算方法 K 用发芽指数 J + O3QSQR<, V 来评价堆肥的 K ; P RT U R O毒性 0 K由下式确定 W J 堆肥浸提液的种子发芽率 Z 种子根长 Z J+ K X-Y 蒸馏水的种子发芽率 Z 种子根长 ’% %X

图 ’ 堆肥过程中含水率的变化 \/ ’ ]SQ QRU 3U_‘O, P /TOa31 _Q/ Q" PT S U ^ Q P ‘ Q G U UT T R R

# 结果与分析
# ! 物理化学指标 " ’ 含水率的变化 从图 ’中 可 以 看 出 ) * 两 季 的 原 垃 圾 含 水 率 大 夏 秋 C 约 在 I X 左 右 ) 本 达 到 堆 肥 的 含 水 率 要 求 L M: 春 * 基 而 % 冬 两 季 的 原 垃 圾 含 水 率 大 约 在 (X左 右) 达 到 堆 肥 未 > 含水率要求 0 因此这两个季节的垃圾进入隧道后 ) 通过 喷洒渗滤液补充水分不足 ) 终 使 水 分 达 到 I X 左 右 0 最 % 但 是 在 隧 道 发 酵 $周 过 程 中 ) 了 控 制 堆 肥 温 度 在 > 为 > 过 [ I F) % 堆肥过程中 需 持 续 不 断 地 进 行 强 制 通 风 ) 量 H 通 风 和 高 温 蒸 发 过 程 会 造 成 大 量 水 分 散 失 L M) 此 ) 因 需 要不断地向堆肥垛中鼓入已加湿的空气以补充水分 0 尽 管 如 此) 肥 过 程 中 水 分 损 失 还 比 较 大) 堆 肥 发 酵 $ 堆 在 周 后) 肥 的 含 水 率 从 堆 肥 发 酵 前 的 IX下 降 到 (X 堆 % $ 在后熟化和 最 终 熟 化 两 个 阶 段 完 成 时 ) 肥 含 堆 [ ( X) N 水 率已降到 & X 左右 0 这说明堆肥 过 程 中 由 于 高 温 和 % 通 气 作用 ) 随着热量损失 和 气 体 排 放 ) 有 一 部 分 水 分 将 损失掉 )   方数据 所以 ) 万 堆肥过程中水分含量是下降的 0

$ 2 值变化 -1 许多研究者提出 ) 2 值 可 以 作 为 评 价 堆 肥 腐 熟 度 1 ’M 的一个指标 L % 0 一般认为 1 值在 N > " 时 ) " [C > 可获得 2 L’ ’M 不同季节堆肥 ) 最大堆肥速率 0 从图 $中可以看出 ) 值 的 总 体 变 化 均 呈 上 升 趋 势0堆 肥 原 料 和 发 酵 初 1 2 期 ) 2 值为弱酸性到中性 ) 一般为 > 0 夏 * 秋两季堆 [N 1 肥原料的 1 值比冬 * 春两季堆肥原料的 1 值 要 低 得 2 2 多) 但随着堆肥的进行 ) 该两季 1 值升高却较快 0这是 2 因为这两个季节产生的垃圾含 有 大 量 的 蔬 菜 和 水 果 废 弃物 ) 使堆肥过程中微生 物 生 长 和 繁 殖 较 快 ) 时 含 氮 同 有机物质剧烈分解 ) 产生 大 量 氨 态 氮 ) 时 一 部 分 有 机 同 酸氧化分解和挥发而使 1 值升高较快 0随着堆肥的进 2 行 ) 酵 $周 后 的 夏 * 两 季 的 堆 肥 1 值 分 别 达 到 了 发 秋 2 春两季 1 值升高较慢 ) N左右 0随 在 N >和 N C 而冬 * " ": 2 着堆肥的进行 ) 氨释放量 减 少 ) 时 有 机 质 分 解 产 生 的 同 有 机 酸 又 起 中 和 作 用) 1 值 增 幅 减 少) 后 熟 化 & 使 2 在 周后 ) 由于易分解有机物 的 分 解 趋 近 完 全 ) 堆 肥 结 束 在 时 ) 个季节的 1 值大致维持在 C %左右 0 其中夏 * 秋 ( " 2 两季 1 值分别 N I 和 N N ) * "% " > 冬 春两季 1 值分别为 2 2 和 NN) 基本达到腐熟堆肥呈弱碱性的标准 0 C& "I "I

图 $ 堆肥过程中 1 值的变化 2 \/ $ ]SQ QRU 1 b cO ‘Q/TOa31 _Q/ Q" PT S U ^ 2 S‘ _, P R G U UT R

& 电导率 + 6 的变化 5 从图 &可以看出 ) 对于 (个季节的堆肥处理 ) 6值 5 的变化趋势基本上是一 致 的 ) 在 逐 渐 下 降 ) 是 由 于 都 这 以及胡敏酸 物 质 含 量 的 升 高 和 随着 6 $* & 的挥发 ) 8 92
> 阳离子交换量的升高 ) 使得 5 值下降 L M0 在堆制 >周 6 后) 个 季 节 的 5 值 就 降 到 了 作 物 受 抑 制 的 限 定 值 ( 6

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所以最终堆肥产品施 入 土 壤 ! # %& $ ’ )+,. 以下 0 "$ " ( * -/ 后0 不会产生盐分毒害问题 1

图 2 堆肥过程中 3 值变化 4 57 2 896 6=< 3 9A CD : 7;B*+F C67 6# :; 9 < > 4? @B A6 E < <; = =

$ 有机质的变化 , 从图 $中 可 以 看 出 0 堆 肥 过 程 中 0 个 季 节 的 有 在 四 机碳含量随着堆肥时间的延长均呈下降趋势 1 此外冬季 堆 肥 的有机碳明显低于 夏 季 堆 肥 的 有 机 碳 0 秋 居 中 0 春 这 是 由 于 夏 季 堆 肥 的 原 料 中 瓜 皮G 叶 等 有 机 垃 圾 较 菜 多0 冬 季 堆 肥 的 原 料 中 以 无 机 煤 灰 或 其 他 无 机 物 较 而 多 1 该垃圾是来自宣武区 G 丰台区和大兴区的源头混合 垃圾0 虽然经马家楼分拣 站 筛 分 处 理 0 没 有 按 有 机 和 但 无 机 密 度 差 进 一 步 进 行 分 选0 此 & I J 因 H "++ 的 部 分 中 仍 含有一些不 能 降 解 的 物 质 0 炉 灰 G 瓦 G 料 G 如 砖 塑 玻 璃G 属 和 废 电 池 物 质 仍 然 存 在0 含 量 在 冬 季 达 到 金 总 2 # K! & 1 &. 表 ,

表现有机质的缺乏 W 而冬季垃圾堆肥原料有机质含量仅 为 V # K0 严 重 影 响 堆 肥 的 正 常 进 行 和 堆 肥 产 品 品 已 TU 质 1 因此为了满足堆肥原料有机质含量达到 $ K 以上 " 的要求 0 对于春 G 秋和冬季来说 0 一方面考虑适当添加生 活污泥等有机碳源 W 另一方面可以通过源头垃圾分类收 集方法或者强化马家楼垃圾分选功能 0 以提高可有机质 数量 1 经过 U周堆肥以后 0 四个季节堆肥产品有机质含 量 变 幅 & # KI V # K0 管 能 够 满 足 城 镇 垃 圾 农 用 尽 UV .J 控 制 标 准 ! Y U. Z U , 有 机 质 &#$ ! " &V . 中 . V K & K% X &/ 标 准 值-V 0 是 完 全 不 能 满 足 商 品 有 机 肥 料 标 但 &.$ #V , -2 &/ 准! V ZV " , " [\ H H " V 中有机质 2 K 标准值的需要 1因 此0 这种垃圾堆肥只能称 之 为 土 壤 改 良 剂 0 能 称 之 为 不 有 机肥 1 只有采取措施提 高 堆 肥 有 机 质 含 量 和 养 分 含 量0 才能达到有机肥标准 1 H 全氮的变化 , 从图 H中可以看出 0 四个季节的垃圾堆肥随着堆肥 时间的延长均存在不同程度的氮素流失 1在堆肥的前 V 周内 0 秋季堆肥的全氮含 量 下 降 较 快 0 成 这 种 现 象 的 造 主要原因是由于此时温度较高 0 有机态氮通过微生物分 解转化为铵态氮并进一步大量挥发 0 因此氮素损失比较 -$ &/ 夏季堆肥全氮含量最高 0 平 严重 1 在整个堆肥期间 0 均为 " T K0 由堆肥最初的 & & K 降低到 " . K1 G 春 秋 #J #2 #J 全氮含量居中 0 平均为 " J K0 # J 到堆肥完成时 0 # H " J K0 达 "H 左 右1 冬 季 堆 肥 中 的 全 氮 含 量 最 低0 均 为 平 #K " $ K0 # U 堆肥完成时为 " $ K1 #"

图 $ 堆肥过程中总有机碳 ! M4 的变化 L , 57 $ 896 6=< L 6# :; 9 < > M4D : 7;B*+F C67 A 6 E < <; = = 表 N 冬季垃圾及其堆肥过程中物理组成的变化 ! 湿基 K, L OB& 896 6= > E C 9 *+F C 6=< Q( 9@ : ; C< F P6 @ < <6< > R 9< * ; ) K D : 7;B*+F C676 =B A6 E < <; =S6;: = =
项 目 炉灰 砖瓦 纸类 塑料 织物 玻璃 木棍 金属 废电池 食品 " " " H# &" H# $V " 源头垃圾 & # . U V " & # 2 H 2 & & V " V JT # # $V # # # #$ &# H2 UV .U HV $U &J VT # # # # # # J "++ 堆肥 U周 & # $ H " & # " J . " TV # 2V # &I H " "

图 H 堆肥过程中全氮 ! [, L 的变化 57 H 896 6=< L D : 7;B*+F C67 6# :; 9 < > [ A 6 E < <; = =

从堆肥原料有机 质 含 量 对 垃 圾 堆 肥 的 调 控 作 用 角 度 来 说 0 般 垃 圾 原 料 有 机 质 ! , 量 控 制 在 $ KI 一 物 含 " -/ U 而 JK之 间 最 适 宜 堆 肥 0 进 入 南 宫 堆 肥 厂 堆 肥 原 料0 " 夏 季 垃 圾 中 有 机 质 含 量 为 $ # K0 本 满 足 堆 肥 对 有 V" 基 机 质 的需要 W G 万 春 秋两个季 节 的 垃 圾 有 机 质 含 量 分 别 为   方数据 但是已开始 2 # KG J H 也尚能满足垃圾堆肥需要 0 $ V 2 # K0

J 碳氮比的变化 , 从图 J中 可 以 看 出 0 整 个 堆 制 过 程 中 0 个 季 节 在 四 的 4 [ 比 均 呈 下 降 趋 势0 是 因 为 随 着 好 氧 堆 肥 的 进 这 ) 行0 碳和氮同时在减少 0 而碳的损失要比氮要高 ! 见图 $ 和 图 H0 此 导 致 体 系 中 4 [ 比 不 断 减 少0 到 微 生 因 直 , ) 物对有机垃圾的降解反应达到稳定为止 1 在整个堆肥期 间0 冬季堆 肥 4 [ 比 最 高 0 V # T 春 G 4 [ 比 居 为 J $1 秋 ) ) 中0 到堆肥完成时 0 V 左右 1 达 2 夏季堆肥中的 4 [ 比最 ) 低0 由堆肥初始的 V # V降低到 V # . 由此看出 4 [ JV &&1 ) 比的变化跟初始堆料的 4 [ 比高低有关 1 传统高温堆 ) 肥一般以固体 4 [ 比作为评价腐熟度的重要参数 1 当 ) 固相 4 [ 比小于 V 时堆肥达到腐熟或者是腐熟的必 ) " &0J 要 条 件 - H & /1 而 南 宫 堆 肥 经 过 U周 后 0 品 的 4 [ 在 产 ) 已接近腐熟 1 V IV 之间 0 & J

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农业工程学报

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图 ! 堆肥过程中碳氮比 " $ 的变化 # %& * +,( (0/ # % -. 3().5678 9() ! $ ,( ’) ( -. ,/ 1 /2 0 4 / /. 0

发芽率指数 " =的变化 : : 生物学指标 ; * <& 等人研究多种不同原材料堆 肥 表 明 固 相 +5-8 0 5, , ?A 而 $ 比 评 价 堆 肥 腐 熟 度 有 效 性 差>@ B 利 用 堆 肥 水 浸 #% 提 液 对植物种子的毒性实验 检 验 腐 熟 度 是 最 精 确 和 最 ?A 随着堆肥时间的延 有效的方法 > C D从图 @中可以看出 B 长B 个 季 节 堆 肥 的 E 和 G 的 < 值 均 呈 增 加 趋 四 F4 !4 = 势B 说明堆肥的生理毒性 逐 渐 降 低 B 制 发 芽 的 物 质 随 抑 着堆肥的进行已逐渐得到降解 B 堆肥逐渐达到腐熟 D 在 堆制 C周后 B秋季和冬季的 G 的 < 值已达 ? H 以 !4 HI = 上B 说明堆肥已无生理毒性 D E 的发芽率指数图中 从 F4

可 以 看 出 B 了 第 C周 时 B 有 季 节 的 < 值 均 已 超 过 到 所 = 其 中 冬 季 < 值 最 高 B C * IJ 次 是 春 季 B = 为 ?@ 其 ! IB H = < 值为 @ * IJ 为 C F 秋季 < 值为 @ * IB E H 夏季 < 值最低 B = = 一般来说 B 如果 < " F4 K L IB 就可认为堆 ! * ID ?H =E & H 肥 基 本 无 毒 性 B < 达 到 C IM C I 时 B 种 堆 肥 就 当 = 这 H L L 可以认为对植物没有毒性 > AD 以 < 值为 L I 为限 B 四 H = 个季节的堆肥在第 L周时均达到此限 B 说明垃圾堆制第 周就可满足堆肥腐熟度的要求 D 另外 B 夏季和秋季垃 L 圾堆肥的生理毒性均比 春 N 两 季 高 B 其 是 堆 肥 初 期 冬 尤 原垃圾水浸液的种子发芽率指数基本为零 B 分析原因是 这两个季节的垃圾中有机物含量比较高 B 因而产生的有 机酸和盐分浓度比较大 D 从 E 的发芽率指数图中还 F4 可看出垃圾堆肥过程对发芽率 指 数 的 影 响 可 分 为 三 个 阶段 ; ?个阶段是前期抑制阶段 B 第 主要发生在高温期 B 这 一 阶 段 有 机 物 质 被 微 生 物 剧 烈 分 解B 成 大 量 的 生 P ?A 和 低 分 子 有 机 酸 > G J E个 阶 段 是 < 迅 速 上 升 第 = %OF 阶段 B 发生在堆肥第 E周 到 第 L周 内 B 殖 化 作 用 越 来 腐 越明显 B 低分子有机酸转 化 为 高 分 子 腐 殖 酸 B 时 氨 的 同 挥 发 以 及 金 属 的 固 定 等 也 使 Q 值 降 低B 此 使 < 值 因 # = 不 断 升 高 J R个 阶 段 是 < 缓 慢 上 升 至 稳 定 阶 段 B 第 从 = L IM! I 增长到 @ IMC I 之间 D H H H H

图 @ 堆肥过程中 E 和 G 发芽率指数 " =的变化 F4 !4 <& ’) @ +,( (0/ < - 0 . 0=2 S < &, E (* -. , / 1 57(,( 0 5 " = . F4, 2G / 0 !42 - ).5678 9() 3 ( 4 / /. 0 0

吸光度的变化 : T 光学指标 ; * 堆肥腐殖酸在波长 F L0 和 ! L0 处具有特 异 ! 7 ! 7 吸 收 峰 值 B ! 7 和 ! L0 的 吸 光 度 比 值 B 为 Q $ 称 F L0 ! 7 F 该 Q 比B 值 与 腐 殖 酸 分 子 的 数 量 无 关 而 与 腐 殖 酸 分 子 ! 大小或缩合度有直接关系 B 通常随腐殖酸分子量的增加 或缩合度增大而减小 B 因此 Q $ ! 比可作为堆肥腐殖化 F Q
EA 作用大小的重要指标 > H D堆肥过程中 B 腐殖酸按照浸提 液可以分成水浸提和碱浸提两种有机酸 B 前者主要是指 通过微生物生物化学作用新形成的小分子腐殖酸 B 一般 从性质上主要是呈富里酸特性 B 溶于水和稀酸 D 后者主 要是指结合态的大分子腐殖酸 B 主要是指胡敏酸 D 两者 随 着 堆 肥 进 行B 者 不 断 通 过 生 物 化 学 过 程 转 化 为 后 前 者B 而又不断有新的小分子有机酸生成 D 从 图 C中 水 浸 提 的 腐 殖 酸 Q $ ! 比 值 变 化 可 以 看 F Q

述生物化学过程比较强烈 B 大量的小分子的有机酸不断 生成 B 反过来更说明了堆肥过程在不断形成更大分子量 的腐殖酸 B 从而堆肥得到腐熟 D

图 C 堆肥过程中吸光度的变化 ’) C +,( (0/ Q $ ! -. 3().5678 9() (* -. , / 1 F Q ,( /2 0 4 / /. 0

出B 垃圾堆肥过程中水浸提液的 Q $ ! 比值随着堆肥过 F Q 万   方数据 程 的 进行 B 总体呈上升的 趋 势 B 明 了 随 着 堆 肥 进 行 上 说

: U 腐熟度指标间的相关性分析 * 腐熟度作为衡量堆肥产品的质量指标 B 多年来国内

第F期 )



莉等 N 城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数

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外学者进行了广泛研究 ! 但至今仍未取得一个合理统一 的标准和方法 " 一些典型的腐熟度指标具有代表性 ! 但 是 测定比较繁琐 # 另一 些 腐 熟 度 指 标 简 单 而 又 快 速 ! 如 发芽率指数或者 $ & ’ 值 " 因此可以通过堆肥腐熟度指 % $ 标相关性分析 ! 来筛选具有快速 ( 准确和实用的指标 " 表 为对有关腐熟度指标之间的相关性分析结果 ! & 比 ) *+ 与 $ & ’ 值和 , . %/和 0 1 呈 显 著 负 相 关 关 系 # ’/ 值 -) % $ ’/ 值 $ 值 与 $ & ’ 值 和 , . %/和 0 1 呈 极显 著 负 相 * -) % $ 关 ! $ & ’ 值与 , . %/和 0 1 而 %$ ’/ 值呈极显著正相关 " -) 这 说 明! 本 文 研 究 条 件 下! 选 择 易 于 测 定 的 $ 值 在 可 * 和 $ & ’ 值作为监测堆肥腐熟度的指标 " 但是否普遍可 % $ 行还需对多种原料堆肥进一步验证 "
表 2 各有关腐熟度指标之间的相关系数 3 57) * 974;<=7> ; : ?8 @?4A; < 7 7 46 896: 8 8 >= < 4 < ;7 :9 B;C D E :
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城市生活垃圾堆肥过程中腐熟度指标及控制参数
作者: 作者单位: 秦莉, 李玉春, 李国学, 尹莉, 丁湘荣, 胡菊, Qin Li, Li Yuchun, Li Guoxue, Yin Li, Ding Xiangrong, Hu Ju 秦莉,Qin Li(农业部环境保护科研监测所,天津,300191;中国农业大学资源与环境学院,北京 ,100094), 李玉春,Li Yuchun(北京市垃圾渣土管理处,北京,100067), 李国学,尹莉,胡菊,Li Guoxue,Yin Li,Hu Ju(中国农业大学资源与环境学院,北京,100094), 丁湘荣,Ding Xiangrong(北京市海淀区环境卫生服务中心,北京,100086) 农业工程学报 TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERING 2006,22(12) 8次

刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:

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