2 原理与方法

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1、2实验原理与方法2.1利用餐饮废渣生产生物有机肥的原理2.1.1概述以城市生活垃圾为主要原料生产生物有机肥料，是采用垃圾堆肥技术，利用微生物的作用先将垃圾中的易腐有机物质分解，转变成富含有机质和含有一定量氮、磷、钾等营养元素的粗肥，然后根据土壤自然生态结构特点和农作物的生长需要以及微生物对农作物的增产作用，按比例添加农作物生长所必需的营养元素、微量元素和具有固氮、解钾、溶磷等活性作用的有益微生物，制成多元素颗粒生物有机复混肥。生物有机肥料效具有综合效应，除了肥料本身所提供的植物营养元素和微量元素外，还通过微生物活动表现出固氮、解钾、溶

2、磷以及对矿物质营养转化、保氮、保钾等功能，实现对植物营养元素的有效供应量和供应总量的提高。2.1.2堆肥原理及条件2.1.2.1堆肥原理堆肥是利用微生物人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的微生物反应过程。在生物化学反应过程中,垃圾中的有机物与氧气和细菌相互作用,析出二氧化碳、水和热,同时生成腐殖质,用作土壤改良剂或肥料。堆肥按需氧程度一般分为厌氧堆肥与好氧堆肥两种。厌氧堆肥是依靠专性和兼性厌氧细菌的作用降解有机物的生化过程。此法有机物的分解速度缓慢,发酵周期长,占地面积大。而好氧堆肥是依靠专性和兼性好氧细菌的作用降解有机物

3、的生化过程。此法有机物的分解速度快,堆肥所需天数短,臭气发生量少,因此采用较多。在好氧堆肥发酵过程中,微生物分解有机物过程总的表达式如下:CSHtNuOvaH2O+bO2→CwHxNyOzcH2O+dH2O(液)+eH2O(气)+fCO2+gNH3+Q（热量）熟堆肥中有机物与堆肥原料中有机物的比值(CwHxNyOzcH2O/CSHtNuOvaH2O)在0.3～0.5。以城市生活垃圾为主要原料生产生物有机肥料，是采用垃圾堆肥技术，利用微生物的作用先将垃圾中的易腐有机物质分解，转变成富含有机质和含有一定量氮、磷、钾等营养元素的粗肥，然后根

4、据土壤自然生态结构特点和农作物的生长需要以及微生物对农作物的增产作用，按比例添加农作物生长所必需的营养元素、微量元素和具有固氮、解钾、溶磷等活性作用的有益微生物，制成多元素颗粒生物有机复混肥。2.1.2.2堆肥的条件堆肥过程的关键就是如何更好地满足微生物生长和繁殖所必须的条件。其条件可归纳如下:（1）供氧通风是好氧堆肥工艺中很重要的环节。其目的是向堆层中好氧微生物不断供氧,保证堆肥反应以最高速率进行。据资料研究,为保证微生物足够的氧浓度,缩短堆肥发酵的周期,在操作时应控制垃圾堆层中气相的氧浓度在10%以上。（2）水分堆肥中有机物的分解

5、,微生物的生长繁殖,水是不可缺少的条件。含水量最大值取决于物料的空隙容积。据研究,对于含纸高的城市垃圾堆肥,50%～60%的含水量最有利于微生物分解。水分超过70%,温度难以上升,分解速度明显降低,这是由于水分过多,使堆肥物质粒子之间充满水,有碍于通气而造成厌氧状态,不利于好氧微生物生长并产生Ｈ2Ｓ等恶臭气体。水分低于40%,不能满足微生物生长需要,有机物难以分解。根据国外研究结果,在进行有机物与污泥混合堆肥时,仍能保证堆肥过程顺利进行的最低含水量为40%。因此,堆肥正常进行的含水量下限为40%～50%。当含水量降到20%以下时,生物

6、活性就基本停止。（3）C/N比微生物的生长速度与堆肥物料的C/N有关。微生物自身的C/N为4～30,因此,作营养基的有机物的C/N也最好处于该范围内。C/N为10～25时,有机物的降解速度最大。在堆肥过程中微生物以碳作能源,并构成细胞膜,随后以CO2形式释放出来,氮则用于合成细胞原生质。因此发酵后物料的C/N值将会减少,一般下降6%～14%,最高则可下降27%以上。在成品堆肥施用时,如果其C/N值过高,易引起土地氮饥饿,影响土壤肥力。因此,要求成品堆肥C/N值为10～20。据此可推算出,城市垃圾堆肥原料配制的最佳C/N值为25～30。

7、（4）C/P比除碳和氮外,磷对微生物的生长也有很大的影响。有时,在垃圾中添加污泥进行混合堆肥,就是利用污泥中丰富的磷来调整堆肥原料的C/P。堆肥原料适宜的C/P为75～150。（5）pH值理论上,pH值对城市垃圾堆肥过程没有影响,而且pH值会随堆肥过程发生变化,其本身就是由于物料降解的结果。在堆肥初期,由于酸性细菌的作用,pH值降到5.5～6.0,使堆肥物料呈酸性;随后,由于以酸性物为养料的细菌的生长和繁殖,导致pH值上升,堆肥过程结束后,物料的pH值上升到8.5～9.0。2.1.3工艺流程利用城市生活垃圾生产生物有机复混肥是根据城市

8、生活垃圾本身的特性，在堆肥中按不同农作物的生长需要加入相应比例的N、P、K及微量元素，并引入固氮菌、解磷菌、解钾菌等有益微生物，生产出富含有机质和有益微生物的肥料。由于目前使用的固氮、解磷、解钾等微生物均为常温菌，不能经