第四章实验结果与讨论
堆肥过程是在一定的温度、湿度和pH条件下,利用微生物的作用使有机物发生生物化学降解,把废弃有机质转化为类腐殖质的生化过程。本试验考察了各因素在堆肥过程中的变化。
对数据分析如下:
当物料比为73:25:2时
K11=19.25+14.59=33.84
K11平均=33.84÷2=16.92
当物料比为84.5:12.5:3时
K12=22.41+17.94=39.9
K12平均=39.9÷2=19.95
所以极差R1=K11平均-K12平均=19.95-16.92=3.03
同理:
R2=4.79, R3=0.13
其中,R1、R2、R3分别代表物料比、通风量、含水率的极差。
因为R2值最大,所以得出通风量是最主要因素。
4.1.温度
温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。对堆肥过程来讲,温度是其状态的表观体现。所有过程参数的控制都是为了使堆肥时堆体的温度最快上升、维持适当的堆腐温度及顺利地下降。因为堆体的高温才能杀死其中的病原菌,在堆体适当的温度范围内有机质降解最快,同时在适当的情况下进行水分的去除和堆肥温度的下降,结束堆肥。试验中堆肥的温度随堆肥时间的变化情况如规下图1所示。
堆肥经历了18天的时间。
从堆肥的温度变化情况看,堆肥都经历了完整的升温、恒温和降温阶段。从开始发酵,堆体温度持续升高,在1-7天,温度由17℃升至55℃;保持恒温 55~60℃,持续18天左右;随后堆体温度下降到30℃。24天以后,堆体温度保持平稳,继续监测温度,未见温度有上升。说明堆肥已达稳定。
堆肥过程中,寄生虫和病原菌被杀死,在12天测定细菌数,结果见表4。实验表明,污泥堆肥经过9、10、11三天的55℃高温,即可杀灭决大多数的病原菌符合堆肥的卫生学指标,可以安全施用。
4.2.水分
在堆肥生态系统中,水分含量是一个重要的物理因素。水分对于有机物的分解和微生物的生长繁殖是不可缺少的。堆肥中水分的主要作用在于:1.溶解有机物,参与微生物的新陈代谢;2.水分蒸发时带走热量,起调节堆肥温度的作用。堆肥原料水分的多少,直接影响好氧堆肥反应速度的快慢,影响堆肥的质量,甚至关系到好氧堆肥工艺过程的成败,因此堆肥中水分的控制十分重要。在堆肥过程中,取污泥样品,在105~110℃的烘箱中烘干4小时,称量以烘干损失重量作为水分含量[1.2]。
堆肥过程中平均水分含量变化见图2。
从图中总的水分变化趋势可以看出,水分的变化不大,在69—75%之间变化,这也是微生物活动的适宜条件。从图2可以看出,在达到高温44℃后,即第5天,大量微生物开始进行有机质的降解,出现了水分含量升高的现象,这一现象完全符合有机质的好氧分解会有水分产生的原理。C10H19O3N+12.5O2→10CO2+8H2O+NH3 随后堆肥达到高温55℃,水分含量基本保持不变。这说明,好氧微生物在适宜条件下,能迅速繁殖,进行有机物的降解,放出热量,以维持堆体高温,同时也分解生成水分。到第17天,堆肥温度开始下降,堆体的水分也略有降低,堆肥过程结束。
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