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用玉米秸秆代替木悄作为生态厕所反应基质的可行性研究

高龙君  
【摘要】:目前,我国应用最普遍的卫生设施有两种类型,即水冲式厕所和旱厕,但这两种设施都有很大的局限性,并不适合解决我国的环境卫生问题。日本环境友好型生态厕所利用木屑做微生物反应基质,使人的排泄物中包含的细菌在木屑中快速繁殖,并迅速分解排泄物。它与传统厕所相比主要有以下优点:①节约水资源;②不产生污染;③无臭味;④资源再生。 木屑是这种生态厕所中的关键材料。由于我国木材资源相当匮乏,在我国,木屑并不是理想的微生物基质。另一方面,我国玉米秸秆资源十分丰富,其中大部分均被闲置浪费或就地焚烧,造成了严重的环境污染。由于玉米秸秆的组成成分与木屑具有相似性,并且同样具有较高的孔隙度和较好的持水、排水性,代替木屑做反应基质具有现实和理论基础。 本文用玉米秸秆与木屑做对比实验,实验采用仿照日本生态厕所设计制造的生态厕所模拟反应器,实验内容主要有: 首先,采用常压105℃干燥法测定含水率和总重量,计算总干重的削减率。实验结果发现秸秆+粪便混合物总重量的最终削减率高于木屑+粪便混合物,结果分别是79.7%和70.2%。 其次分别采用微量开氏定氮法测定混合物总氮含量;采用钒钼黄比色法测定混合物总磷含量;采用重铬酸钾容量法测定混合物总有机质含量。实验结果发现秸秆+粪便混合物中氮的损失效率略大于木屑混合物,分别是33.8%和28.7%。但由于秸秆本身的含氮量高于木屑,使得秸秆混合物的最终含氮量为81.76g/kg,高于木屑50g/kg的数值。两种混合物的含磷量分别是10.2g/kg和8.6g/kg,同样是秸秆的数值大一些。 排泄物中有机物质在微生物的作用下积累和分解同时进行,秸秆混合物有机物累积和分解的过程基本平衡,数值变化不明显,木屑混合物有机质积累速率大于分解速率,有机质含量上升,达到平衡点后上升趋势减弱,在实验的第30天,两种混合物的有机质含量分别是776g/kg和815g/kg,木屑混合物略高。 最后用PH计测定混合物的PH值,结果发现两种混合物的PH值变化可分两个阶段:在反应的前10天,秸秆混合物的PH值始终小于7,在6.14-6.74范围变化,呈弱酸性,木屑的PH值在6.25-7.1范围变化,接近中性,秸秆混合物的PH值低于木屑混合物;在反应的后20天,秸秆混合物的PH值大于7,在7.55-8.25之间变化,呈弱碱性,木屑混合物的PH值在7.84-8.2范围变化,此时两种混合物的PH值十分接近。 综上,秸秆可以提供微生物生存繁殖的理想环境,用玉米秸秆代替木屑,可以增加人粪便减量效果,更好的达到生态厕所减量化的目的;同时反应产物富含氮磷元素和有机质,适于做有机肥料,达到资源化的目的;反应过程中PH值保持在6-8之间,可以较好的控制氨气挥发,达到无害化的目的。


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