1、毕业论文文献综述环境工程厨余垃圾好氧堆肥理化性质变化及其研究进展摘要随着人们生活水平的日益提高以及全球人口的增加，厨余垃圾的产生量呈现明显的增长趋势，目前对于厨余垃圾主要的处理技术有直接排放、填埋、堆肥化、饲料化等。又由于厨余垃圾本身含水率高，有机物含量、油脂含量及盐分含量高、易腐蚀等特点，好氧堆肥处理技术对于厨余垃圾的无害化、减量化、资源化具有十分积极的应用前景。本文论述了好氧堆肥的原理及研究进展，具体指出存在的问题，提出了可行的解决办法和新的处理技术，并对改进的处理器系统做了分析。关键字厨余垃圾；好氧堆肥；理化参数；发展1、前言厨余垃圾是家庭、宾馆、饭店及机关企事业等饮食单位抛弃的剩余饭菜
2、的通称，是人们生活消费过程中产生的一种固体废弃物。目前世界各国绝大部分城市垃圾中约40为厨余垃圾。根据估计，2000年我国厨余垃圾产生量为4500万T，深圳市厨余垃圾产生量也达到1680TD，同时，我国的垃圾产生量以每年约10的速度递增1，年新增厨余垃圾产生量达500万吨。厨余垃圾成份复杂油、水、固相物混合菜蔬、果皮、果核、米面，鱼、肉、骨以及废餐具、纸巾等大杂烩。对其处理既要治理污染，又要利用其有效成分2。厨余垃圾容易变质、腐烂,滋生病菌，造成疾病的传播；散发的恶臭气体污染大气；易产生渗滤液而污染地表水和地下水,对餐厨垃圾填埋会产生大量的渗沥液和温室气体，焚烧热值低需添加大量辅料3，所以堆肥
3、成为餐厨垃圾处理的有效方法。其中高温堆肥可以最大限度地杀灭病原菌，同时对有机质的降解速度较快，所以目前大多采用高温好氧堆肥4。2、好氧堆肥21好氧堆肥化定义好氧堆肥化是在人工控制条件下，利用微生物的代谢作用，将有机固体废物分解、腐熟、转化成稳定的腐殖土的方法。22影响好氧堆肥化的因素分析好氧堆肥的效果的重要依据就是理化性质的变化规律，研究表明，堆制过程中，厨余垃圾堆体温度先升后降，升温阶段较短，基本可以满足灭菌要求；堆体PH值产生一定波动，但总体仍保持在4580；堆肥初期，堆体碳氮比相对较高，随着生物反应的加快，碳源消耗较快，碳氮比开始正常下降。耗氧速率在升温阶段后期上升到最大值，此后持续降低
4、，到堆肥后期趋于稳定。而一些理化参数对好氧堆肥的效果有一定程度的影响。堆料的颗粒度、温度、通风量和含水率等因素5是对堆肥反应有直接影响的主要控制条件，往往通过调控这些因素可改变好氧堆肥中有机物的降解率。一般认为，堆肥内部的温度达到5565，且持续12周可达到良好的灭菌效果。我国的城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程CJJT5293规定，堆肥要在50556以上维持57D才能达到无害化要求。温度可以通过影响微生物的种群及数量的变化，进而影响物质的分解转化和堆肥的进程。同时物料中必须维持一定的含水率当含水率低于20时，微生物的生命活动受到抑制7，堆肥过程升温缓慢，当含水率低于12，微生物的繁殖就会停
5、止，但是，含水率过高也不利于好氧堆肥反应的顺利进行堆肥原料的含水率超过70时，水分取代空气占据堆料孔隙，限制了好氧微生物与氧气的接触，将出现厌氧状况，使好氧微生物活性降低，影响好氧堆肥效果，50的含水率8被认为是微生物活跃活动的最低要求实验证明，含水率控制在5070比较适宜。生活垃圾适于堆肥的有机物含量为2080，以40一60较好。当有机物含量低于20时，不能提供足够热能供嗜热菌繁殖，难以维持高温发酵；当有机物含量高于80，堆肥过程需氧气，在供氧不足时会发生厌氧过程。微生物的生长速度与堆肥物料的CN有关，微生物自身的CN为430，因此，作营养基的有机物的CN也最好处于该范围内。CN为L025时
6、，有机物的降解速度最大9。在好氧高温堆肥过程中，氧气是影响堆肥过程的关键因素之一10，与微生物生命活动、温度、臭气释放、堆肥质量等物理、生物、化学过程关系密切。因此通风的好坏直接影响到堆肥产品的好坏。在堆肥过程中，通风的作用主要有三个方面11（1）为堆体内的微生物提供氧气。（2）调节温度。（3）散除水分。以重庆市城市生活垃圾为研究对象12，通过供气方式、通风量和通风频率对好氧堆肥温度、有机质降解的对比试验，确立了竖向通风水平供气、小风量高频率的通风模式，提出应根据不同的季节设定不同的高温好氧堆肥通风量。电导率则反映了溶液中含盐量的多少13。在堆肥成品中，如果电导率较高，其所含无机盐离子较多，施
7、用于土壤后则容易被作物根际吸收，有利于作物生长。PH值是直接影响微生物生长繁殖的环境条件，适宜的PH值使得好氧堆肥过程中的微生物能最大限度的发挥其活性，对厨余垃圾进行生化降解。研究表明堆体內多数有益微生物都适于在中性或微偏碱性条件下进行活动，在PH50时底物的降解速率几乎为0，PH70比PH60时底物有更大的降解能力，PH90时底物的降解速率降低。可以看到，现今的研究者从影响堆肥效果的理化性质参数上出发，利用实验设计研究，得出了各参数对堆肥效果的影响，为我们设计出理想的堆肥设施提供了依据。国外研究者利用多元线性回归14通过对堆肥最后成熟度的研究也确定了堆肥初期各参数指标的重要性。而通过填料的调
8、理剂15可有效地调整堆料的含水率、有机质含量、C/N比和堆肥接种，促进堆肥过程的启动，提高堆肥质量。研究表明利用草坪碎屑作为堆肥的调理剂16，草屑发酵后可转化为易被微生物利用的外加碳源，有利于低有机质污泥的堆肥；将发酵青草按15的质量比加到低有机质污泥中，混合后在强制通风条件下进行好氧堆肥，能使污泥堆肥温度升至55，并维持3D以上，使污泥达到无害化和稳定化；对腐熟后的污泥进行植物栽培试验，证明了其可作为有机肥使用，并具有良好的效果。又如腐熟秸秆17和低有机质含量污泥混合堆肥能有效调理堆料CN比，满足微生物生长繁殖条件，使堆料快速升温，实现污泥的资源化、无害化和稳定化。3、存在的问题随着对好氧堆
9、肥的规模使用，设计者越来越发现传统好氧堆肥占地面积大，处理时间长，易产生大量臭气；以混合收集为主，分选效果差，厨余垃圾中杂质多，不易分解，肥料质量差；病原微生物未彻底消除，肥料中重金属高，销路不畅。厨余肥料含盐高也是一个突出问题18。施用厨余肥料后，土壤全盐含量升高，且与施用量成正相关，因此中度盐渍土不适合使用垃圾堆肥。而且，当用厨余堆肥作为容器育苗基质时，用量也不宜过高。且堆肥前厨余垃圾也必须水洗脱盐。4、好氧堆肥的发展由好氧堆肥引申出一些类似的方法，如蚯蚓堆肥19是近年来发展起来的一项新技术，利用蚯蚓吞食大量厨余垃圾，并将其与土壤混合，通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用将有机物转
10、化为自身或其他生物可以利用的营养物质。蚯蚓体内可分泌多种酶类，对绝大多数厨余垃圾有较强的分解作用，同时还能有效抑制堆肥过程中产生的臭味。2000年悉尼奥运会期间，利用4000条蚯蚓处理奥运村包括厨余在内的生活垃圾，做到了垃圾不出村就地消纳。除此之外，针对厨余垃圾具有产生相对集中的特点，目前国内外出现了一种小型的厨余垃圾生化处理机，特别适用于食堂、饭店等场所。厨余垃圾与特定的优势菌种以及麦麸等辅料按照一定比例倒人处理机中反应，反应器内设有加热、搅拌以及抽气装置。1224H后，一部分有机物在微生物作用下分解为CO和水蒸气，经抽气装置排出，剩余的有机物烘干后制成肉松状的有机肥料。在探讨堆肥对难溶性磷
11、20的转化能力后,一方面为部分堆肥产品替代化学磷肥,减少磷肥的生产成本提供研究依据另一方面,可为解决生活垃圾堆肥资源化产品中植物可利用磷含量偏低的难题,开拓一条生物学途径。在解决好氧堆肥目前存在的问题上，有研究表明可以用水作溶剂降低厨余垃圾中过高的油脂含量和食盐含量，同时还可以在厨余堆肥中加入无机肥，进一步降低盐分的影响；有机肥与无机肥结合，可以促进脱盐，抑制返盐。5、结论与展望本次课题论文将结合高温好氧堆肥相关原理，以及好氧堆肥反应器系统22具有堆体温度高、发酵时间短、有机物分解彻底、有效防止病原菌的传播和异味散发等优点，在传统好氧堆肥工艺基础之上，借助螺旋搅拌方式进行翻堆,借助太阳能供能提
12、供高温堆肥过程所需能量，研究此种方式对好氧堆肥的影响。在堆肥处理器下装上一水箱，利用太阳能可以有效地控制堆肥的温度，再加上电动搅拌机，使堆体与氧气充分接触，保证好氧反应的进行。通过测定好氧堆肥过程中各参数（PH、CW/NW、CW/P、含水率、有机质含量、TP、BDM、温度、NH3N、NO3N、DOC、TNW、电导率）随堆肥时间的变化规律。来研究此反应器对堆肥效果的影响。可以预见，随着我国经济增长，我国一些城市近些年已着手对高温好氧堆肥进行研究，培养和使用优化菌种群落，同时注重解决堆肥生产过程中的环境问题，开发新的受市场欢迎的肥料，堆肥技术将会得到更快的发展21。参考文献1严太龙，石英国内外厨余
13、垃圾现状及处理技术J城市管理与科技，2010,642梁政，杨勇华，樊洪，等厨余垃圾处理技术及综合利用研究J中国资源综合利用,200483杨延梅,席北斗,刘鸿亮,等餐厨垃圾堆肥理化特性变化规律研究J环境科学研究,2007,20272774姜莹高温好氧发酵堆肥处理技术研究J黑龙江农业科学,201031061075韩涛，任连海餐厨垃圾好氧堆肥工艺条件优化J环境卫生工程，2007,15（6）6黄建东,杜伟,陈同斌,等造纸污泥工厂化堆肥过程中理化性质的动态变化J生态环境,2007,L65138613897任连海,钱枫,曹栩然,等餐厨垃圾好氧堆肥过程参数的变化规律分析J北京工商大学学报自然科学版,2007
14、3,252148CLIANG,KCDAS,RWMCCLENDONTHEINFLUENCEOFTEMPERATUREANDMOISTURECONTENTSREGIMESONTHEAEROBICMICROBIALACTIVITYOFABIOSOLIDSCOMPOSTINGBLENDJBIORESOURCETECHNOLOGY,2003,8621311379李海清，罗世田城市垃圾好氧堆肥化处理技术J煤炭技术，2006,25（11）10王辉,刘斌,高定,等粪渣污泥好氧堆肥过程中主要理化性质的动态变化J生态环境,2006,15596696811文昊深生活垃圾高温好氧堆肥工艺优化研究D重庆大学，20041
15、2文昊深,彭绪亚重庆城市生活垃圾高温好氧堆肥试验研究J四川建筑,2004,24（25）848613王顺利,许廷武,王爱伟,等鸡粪槽式动态堆肥物料理化性质变化研究J江苏农业科学,2007,321922214TAKESHISUZUKI,YOSHIOLKUMI,SYOTAROOKAMOTO,ETALAEROBICCOMPOSTINGOFCHIPSFROMCLEARCUTTREESWITHVARIOUSCOMATERIALSJBIORESOURCETECHNOLOGY,200412,95212112815尚谦城市生活垃圾好氧堆肥过程参数的探讨D湖南大学，200416张勤，姚天举，胡坚,等城市低有机质污
16、泥的好氧堆肥研究J中国给水排水，2006，22（13）17李纪周，姚天举秸秆与城市低有机质含量污泥好氧堆肥试验研究J安徽农业科学，2007，352993169317。18谢炜平，梁彦杰，何德文，等餐厨垃圾资源化技术现状及研究进展J环境卫生工程，2008,16（2）19张振华，汪华林，胥培军,等厨余垃圾的现状及其处理技术综述J厨余垃圾的现状及其处理技术综述,2007520魏自民,王世平,席北斗,等生活垃圾堆肥对难溶性磷有效性的影响J环境科学,20073,28367968321张锐，韩鲁佳好氧堆肥反应器系统在废弃物处理中的应用J农机化研究,2006,101022秦莉,李玉春,尹莉,等城市生活垃圾工厂化堆肥过程中理化指标的变化研究J农业环境科学学报,2006,252501506
