【摘要】：近年來,農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量不斷加大,成分日趨復(fù)雜,給農(nóng)村地區(qū)的土壤、水體以及空氣等環(huán)境均造成了巨大的壓力,其處理問題已經(jīng)成為全面建設(shè)小康社會過程中的突出矛盾。因此,探究一種經(jīng)濟(jì)性好、適應(yīng)性強(qiáng)的處理方式以解決廣大農(nóng)村"垃圾圍村"的難題,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義,符合綠色可持續(xù)發(fā)展的時代潮流。本文立足農(nóng)村實(shí)際,自行設(shè)計了一種高效率、低能耗的好氧堆肥反應(yīng)器,引入太陽能作為輔助能量來源,采用鼓熱風(fēng)供氧的方式,有效解決了常規(guī)堆肥處理過程受低溫限制較大的問題。論文在研究好氧堆肥反應(yīng)器處理效能的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)探究了最佳通風(fēng)工藝條件,優(yōu)化反應(yīng)器運(yùn)行,并分析了不同堆肥條件下微生物的演替規(guī)律;同時,依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對堆肥產(chǎn)品的腐熟情況和肥效質(zhì)量進(jìn)行了評價,并結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目的初步設(shè)計作了簡單的工藝成本分析。論文依托實(shí)驗(yàn)室小試和工程實(shí)踐,從減量化和資源化角度論證了該工藝在農(nóng)村生活垃圾原位處理中推廣應(yīng)用的可行性,以期為大型好氧生物發(fā)酵倉工程的運(yùn)行提供有力的參數(shù)依據(jù)和理論支撐。本論文的主要研究成果如下:1、實(shí)驗(yàn)選取富陽市永昌鎮(zhèn)生活垃圾分類處理場的物料為研究對象,其中廚余及庭院垃圾的含量約占76%,容重基本維持在347.72kg/m~3～417.96kg/m~3,性質(zhì)較為穩(wěn)定。控制自行設(shè)計的好氧堆肥反應(yīng)器通風(fēng)量為0.1m~3/min·m~3,通風(fēng)頻率為10min/1h,以自然堆肥為空白對照,進(jìn)行了運(yùn)行效能試驗(yàn)。通過對溫度、pH、EC、E4/E6、C/N、含水率、有機(jī)質(zhì)與灰分、種子發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)的研究表明,利用反應(yīng)器堆肥可顯著促進(jìn)好氧堆肥反應(yīng)速率,加快分解進(jìn)程,提高堆肥的腐熟效果,且30天減重和減容情況分別比自然對照組提高了22.95%和18.54%。2、對不同通風(fēng)量、通風(fēng)頻率、通風(fēng)溫度等條件下的反應(yīng)器處理效果進(jìn)行了對比研究,優(yōu)化通風(fēng)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最佳運(yùn)行條件為0.2m~3/min·m~3的通風(fēng)量,20min/2h的通風(fēng)頻率,堆肥結(jié)束時該堆體pH為7.89,EC小于2mS·cm~(-1)，含水率降低了25.02%,C/N和有機(jī)質(zhì)含量分別下降至14.78和47.83%,溫度、吸光度、BDM和三氮等指標(biāo)的變化均表現(xiàn)良好,且減重和減容率分別可達(dá)54.36%和66.14%。此外,在冬季低溫環(huán)境中,采用將空氣加熱至30～40℃再通風(fēng)供氣的方式解決堆肥處理低溫低效的問題是完全可行的,堆體可持續(xù)50℃以上高溫8天,減重減容率分別高達(dá)64.89%和68.57%,種子發(fā)芽指數(shù)達(dá)到120%以上,其余指標(biāo)所反映的反應(yīng)程度和處理效果均好于不加熱的處理組,堆肥具有較好的腐熟性。3、高通量測序結(jié)果顯示,各堆體微生物種群的多樣性均隨堆肥反應(yīng)逐步增加,且通熱風(fēng)組最為明顯。高溫階段,厚壁菌(Firmicutes)和子囊菌(Ascomycota)大量富集,均為各堆體最主要的優(yōu)勢菌種,但程度上略有差異。根據(jù)真菌與細(xì)菌的演替規(guī)律分析可得,通風(fēng)作用可有效促進(jìn)好氧微生物的繁殖和降解作用,加熱可明顯提高堆肥的反應(yīng)進(jìn)程和后期物料的腐熟程度,可能與高溫階段產(chǎn)生的OPB54、Sphingobacteriia、Flavobacteriia等具有降解木質(zhì)纖維素和多糖能力的細(xì)菌以及耐堿酵母菌(Galactomyces)、糞殼菌(Sordariales)和畢赤酵母菌(Pichia)等可促進(jìn)物料腐熟的優(yōu)勢真菌有關(guān)。4、通過物理、化學(xué)、生物等指標(biāo)的綜合判定和肥效測定結(jié)果顯示,好氧堆肥反應(yīng)器出料已達(dá)到了較好的腐熟狀態(tài),且總體肥效質(zhì)量較好�？傪B(yǎng)分含量高達(dá)8.08%,有機(jī)質(zhì)含量在50%左右,各類重金屬指標(biāo)和糞大腸桿菌含量較低,蛔蟲死亡率達(dá)100%,除含水率指標(biāo)偏高外其余均能達(dá)到《有機(jī)肥料國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》(NY 525-2002)和《城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8172-1987)的限值要求,完全可以用作有機(jī)肥料或園林綠化用土以實(shí)現(xiàn)資源化。5、結(jié)合實(shí)際工程初步設(shè)計對堆肥工藝的推廣應(yīng)用進(jìn)行可行性分析表明,本實(shí)驗(yàn)采用的強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)微動力好氧堆肥系統(tǒng)的總運(yùn)行成本約為8972元/月,不計基建費(fèi)用的噸處理成本僅29.91元,若投資建設(shè)成本按15年折舊計約68.54元/t,完全在農(nóng)村可承受的范圍內(nèi),且還可產(chǎn)生90～120t/月的有機(jī)肥,兼具環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會效益,適用于廣大農(nóng)村地區(qū)。
【圖文】：

的開閉狀態(tài)、風(fēng)機(jī)和加熱器的運(yùn)行情況等的控制。反應(yīng)器內(nèi)部中知處和頂端分別逡逑裝有溫濕度傳感器和溫度傳感器，Ｗ便實(shí)時監(jiān)測實(shí)驗(yàn)過程中堆體內(nèi)部溫濕度和倉逡逑體溫度的變化情況，如圖２．２所示。逡逑W畫逡逑圖２．２邋ＰＬＣ控制系統(tǒng)裝置圖逡逑Ｆｉｇ．２．２邋Ｔｈｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＰＬＣ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑１８逡逑

Ｆｉｇ．２．４邋Ｔｈｅ邋ｖａｒｉａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｓｏｌｉｄ邋ｗａｓｔｅ邋ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇ逡逑溫度的變化情況是對堆肥過程最直觀的反映，是微生物活動及物料降解互作逡逑機(jī)制的宏觀表現(xiàn)。從圖２．４可ＬN(yùn)B看出，兩個實(shí)驗(yàn)組的堆體溫度變化總體趨勢一致，逡逑堆肥過程中均經(jīng)歷了典型的升溫期、高溫期、降溫期Ｓ個階段，，但程度上有所差逡逑異，具體如表２．２所示。逡逑表２．２生活括極堆肥過程中溫度變化的特性分析逡逑Ｔａｂｌｅ２．２邋Ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｃｏｍｐｏｓｔｉｎｇ邋ｏｆ邋ｓｏｌｉｄ邋ｗａｓｔｅ逡逑升溫速率ｒｃ／ｄ）邐＿邋，ｇ邐。逡逑實(shí)驗(yàn)姐邐（到５0°Ｃ或未ｉｉ邐ｔ高溫度ｒｃ）胃環(huán)境溫度逡逑邐到５（ＴＣ的最高溫）邐維持時間（ｄ）邐逡逑反應(yīng)器堆肥邐１８．９邐５３．４邐３．５逡逑２０°Ｃ左右逡逑自然堆肥邐７．７邐４５．１邐０逡逑實(shí)驗(yàn)期間環(huán)境溫度較為穩(wěn)定，基本保持在２（ＴＣ左右。顯然，利用好氧堆肥逡逑反應(yīng)器試驗(yàn)組的升溫情況要明顯好于自然對照組。在堆化反應(yīng)初期，生活垃圾中逡逑的有機(jī)質(zhì)等焉降解組分在微生物的作用下快速分解釋放熱量，促使堆體溫度迅速逡逑上升
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X799.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2536006