餐廚垃圾與水葫蘆聯合好氧堆肥生物質組分分類表征
摘要：為解決農村生活垃圾處理實踐中存在的問題,并對水葫蘆的堆肥化處理進行探索.利用自行設計的能量輸入式高溫好氧堆肥系統,以農村生活垃圾主要組成——餐廚垃圾及餐廚垃圾+水葫蘆混合物料為堆肥化對象,測定與分析了堆肥化過程中溫度、有機質的變化規律,并分類表征了總糖、還原糖、淀粉、脂肪、蛋白質5種生物質組分的演變趨勢.同時,借助C/N比值、CEC/TOC比值的變化及GI指數評估了堆肥的腐熟度.研究表明,在外界環境溫度小于8℃的情況下,與單一餐廚垃圾堆肥化處理相比,混合物料堆肥化升溫更快(1d即達40℃,3d達52℃),處于高溫堆肥化時間更長(8d),堆肥無害化程度更高,有機質降解更迅速且降解程度高;而且,混合物料有助于提高總糖、還原糖、淀粉、脂肪與蛋白質5種生物質組分的降解水平.腐熟度評估結果表明,在約11d的堆肥化時間內,能量輸入式好氧堆肥系統能夠使單一餐廚垃圾堆肥達到基本腐熟,餐廚垃圾與水葫蘆混合物堆肥達到完全腐熟.
關鍵詞：餐廚垃圾，水葫蘆，高溫好氧堆肥，能量輸入，生物質組分，腐熟度
研究表明,農村生活垃圾中易降解性有機垃圾組分含量約占垃圾總量的７０％,主要由餐廚垃圾組成,其含水率、有機物含量、油脂含量及鹽分含量高,易腐爛發臭.浙江省農村生活垃圾處理與處置工作以分類指導為原則,推行“村收集、鎮中轉、縣處理”的三級運行模式.根據這一模式,本課題組設計了農村生活垃圾生態處理技術流程與構筑物(圖１),將農村生活垃圾用生物堆肥法就地處理,已在寧波市幾百個村莊推廣應用.幾年的運行實踐表明,該技術對當地的環境保持有較好的作用,但還存在以下弊端:①垃圾基本處于靜態,養分和水分不能夠均勻分布;②
反應器為立方體,在生活垃圾降解過程中存在死角,不利于出料和人工翻堆;③缺少通風設施,生活垃圾出現厭氧降解過程中,易產生臭氣,需要經常更換吸附材料,增加了運行成本;④處理過程中垃圾愈來愈密實,回噴的滲濾液大部分在垃圾表面形成漫流,直接流回集液池;⑤反應器中無自動出料設施,增加操作人員勞動強度與不良工作環境.因此,急需要進行必要的改進,以使農村生活垃圾的處理更有效和更安全.
基于此,本文自行設計了一套能量輸入式好氧堆肥系統,利用太陽能/電能作為外加能源(以克服堆肥化物料初始性質的不利影響?如冬天進料時的低溫及物料進料時的低ｐＨ),輔以保溫、攪拌措施,以餐廚垃圾與水葫蘆＋餐廚垃圾為處理對象,測定與分析堆肥化過程中溫度、有機質、總糖、還原糖、淀粉、脂肪、蛋白質等參數,并利用碳氮比(Ｃ/Ｎ)、陽離子交換容量/總有機碳比率(ＣＥＣ/ＴＯＣ)的變化及種子發芽指數(ＧＩ)評估堆肥的腐熟度,為餐廚垃圾與水葫蘆＋餐廚垃圾好氧堆肥處理的新模式提供技術依據.
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