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村镇易腐垃圾堆肥过程优化及表征

谭昊  
【摘要】:堆肥技术因其处理工艺简单和运行成本低等优点,被广泛的应用于易腐垃圾的处理,但在实际应用的过程中,常存在堆肥过程调控不清、堆肥产物无法满足标准需求等系列问题。基于此,本研究围绕村镇易腐垃圾特征、堆肥反应器结构特性、堆肥过程调控等三大问题,依次通过采样分析、反应器模拟及调控运行等手段,探究村镇易腐垃圾堆肥过程优化。首先,通过对新港村和尚阳村易腐垃圾组分特性进行研究,发现新港村和尚阳村易腐垃圾组分占比稳定,有机质年平均含量在80%左右,C、N元素含量分别为40.23-44.74%和2.78-4.85%,具有非常大的堆肥潜力。但存在含水率过高(61.67-88.04%),C/N不稳定(13.60-56.14),纤维素含量过高的问题,需考虑原料的调理。其次,探究反应器运行对温度场和氧气场,发现供试四种反应器内部温度场和氧气场均匀分布,并通过负载反应器试验对空载反应器结论的验证,得到外环境50℃、曝气速率0.42m~3/(min·m~3)、四周曝气、中心曝气和斜顶结构都有利于反应器温度场均匀分布。最终,针对易腐垃圾分批次进行四次堆肥试验,对堆肥产物进行堆肥效果和产物质量进行评价,发现在四周曝气和中心曝气的反应器并添加功能菌剂,使温度、电导率(EC)、种子发芽指数(GI)分别达到52.5℃和52.5℃、2.17 m S/cm和1.91 m S/cm、123.40%和90.26%,比底部曝气反应器具有更优的无害化水平、稳定度和腐熟度,且堆肥产物的品质也更高。本研究获得的相关结果可为村镇易腐垃圾堆肥过程的优化提供重要科学依据。


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