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生活垃圾与城市污泥共堆肥控制参数
摘要:以桂林市生活垃圾和城市污泥为主要原料,另添加锯末作为调理剂,在智能化高温好氧堆肥发酵仓内利用时间反馈的连续通风策略进行高温好氧堆肥试验,选定生活垃圾与城市污泥配比、C/N、含水率和通风量4个参数分别进行单因素试验。结果表明,∶,每35 kg锯末;C/N为35;含水率为54%;~ m3/~ m3/h。 
关键词:生活垃圾;城市污泥;锯末;好氧堆肥;控制参数 
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:0439-811423-5726-04 
城市生活垃圾是指人们在日常生活中所产生的固体废弃物。随着社会经济的发展和城市化进程的加快,生活垃圾的产量正在逐步增加。,预计2020年将达20亿t[1]。在收集、运输和处理的过程中,垃圾中含有的致病菌、病毒和有机污染物将严重危害人类健康和生态环境。目前垃圾处理的方法主要有卫生填埋、焚烧和堆肥,其中高温好氧堆肥具有堆肥周期短、减量化效果明显、无害化程度高和稳定化效果好等优点,被国内外专家所关注[2-5],但对垃圾堆肥过程中控制参数的报道不多。本研究是在中试的水平上以生活垃圾和城市污泥为主要原料,另外添加锯末作为调理剂,在智能化高温好氧堆肥发酵仓内利用时间反馈的连续通风策略对堆肥过程进行研究,探索最佳的物料配比、含水率、C/N和通风量。
 
材料 
生活垃圾取自桂林市雁山区垃圾处理站。锯末取自桂林市雁山区丰良农场,取回后过筛。城市污泥为桂林市七里店污水处理厂的脱水污泥。堆肥物料的基本理化性质如表1所示。 
试验装置 
试验采用智能化高温好氧堆肥发酵装置,主要包括:发酵仓、通风系统、监测系统。其中发酵仓的直径为800 mm、高为1 300 mm,有效容积为250 L;发酵仓顶部设有温度、氧气探杆,可在线监测堆体中温度、氧气的实际值;通风系统由气泵、流量计、电磁阀组成。 
指标的测定方法 
发酵物料各指标的测定方法见表2。 
物料配比的确定
 
将生活垃圾与城市污泥按3∶1、2∶1、1∶1三种配比在20~25℃的环境温度下进行单因素试验。通风控制方式为上堆后24 h内不通风,24 m3/h的固定通风流量连续鼓风,堆肥持续时间为16 d。不同物料配比下堆体的含水率、有机质含量、C/N如表3所示。 
如图2所示,当生活垃圾与城市污泥配比为3∶1和2∶1时,堆体可更好地实现快速升温,3 d堆体温度即达到50 ℃以上,并且堆体维持50 ℃以上和55 ℃以上的高温期时间较长,超过了《粪便无害化卫生标准》[6]要求的50 ℃以上5 d或55 ℃以上3 d的要求,更有利于杀灭堆体中的致病菌及杂草种子,达到城市垃圾无害化的目的。物料配比为1∶1时,堆体升温缓慢,在第6天才达到50 ℃,而且维持时间短,达不到高温灭菌的要求。有研究表明,堆肥过程中合适的温度范围为35~50 ℃,高温堆肥的理想温度条件则是50~60 ℃[7-9]。当生活垃圾与城市污泥配比过低时,导致污泥的量偏多,使堆体的含水率过高,不利于堆体自由空域中的O2在物料内部的扩散,可能使好氧微生物出现缺氧甚至厌氧的状态[10]。因此,选取3∶1和2∶∶1作为本试验的最佳物料配比,%,C/,既可以保证堆体温度在较短时间上升至50
℃,又可维持较长时间的高温,对缩短堆肥周期、高温灭菌及保持堆肥质量均有良好的效果。 
碳氮比的确定 
碳氮比是指堆肥混合物料中碳元素与氮元素质量之比,是评价堆肥腐熟度的方法之一。在高温好氧堆肥过程中,微生物在利用碳源作为能量的同时,利用氮源合成细胞物质。国内外学者对堆肥的最佳碳氮比作了大量研究,Ekinci等[11]通过对初始碳氮比为15~49的物料进行堆肥试验发现,最佳碳氮比为30~38;李国学等[12]认为最佳的碳氮比应为25~35。为了确定最佳碳氮比,∶,%,C/。如表4所示,分别向处理1、处理2中加入一定量的锯末进行碳氮比的调节,设不加锯末的对照组,分析温度和VS含量在不同C/N下的变化规律。通风控制方式及通风量与“”相同,堆肥持续时间为16 d。 
由图3、图4可知,处理2和对照较处理1能实现快速升温,且50 ℃以上的高温期持续时间要长,与VS含量的变化结果相符。其原因可能是因为处理1的C/N比相对较高,微生物在持续高温期出现
“氮