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粪便与生活垃圾混合堆肥氮转化与腐熟度

摘要：采用静态仓强制通风进行粪便和生活垃圾混合堆肥，以玉米秸和石灰为调理剂，考察堆肥过程的氮转化与腐熟度。试验结果表明：堆肥中氮的损失量为26%~49%，堆体高温期持续时间长，导致氮的损失增加。添加石灰使堆肥前期的氮损失率增加，但加快了堆肥过程，总氮的损失没有加大。水溶性氨氮含量在堆肥升温期出现峰值5.61mg/gdw，堆肥结束时氨氮含量小于0.34mg/gdw；堆肥中硝态氮主要在降温期和腐熟期形成，达到1.84~4.05mg/gdw。氨氮和硝态氮之比小于0.16和水溶态有机碳与总氮之比小于1.10，较适合作为粪便与垃圾的混合堆肥腐熟指标。
关键词：粪便；垃圾；堆肥；氮转化；腐熟度
　　我国城市粪便清运量逐年上升，2009年达到0.21亿t。目前，国内外城市粪便的处理场，大多采用粗过滤、除砂、除泥脱水等程序与市政管网排放相结合的工艺。脱水机排出的干渣由堆肥厂收购，制成有机肥回收利用。从有机质、氮磷等作物营养含量，原料来源和生产成本看，粪便堆肥优势明显。粪便的碳氮比低，可以与生活垃圾混合堆肥。杨天学等研究表明：生活垃圾与畜禽粪便联合好氧堆肥有利于堆肥的进行和堆肥产品品质的提高。贾随堂等用少量人粪便调理垃圾堆肥获得相近结果。
　　减少氮素损失一直是堆肥研究中的热点之一。通过采用合适的堆肥系统和调理剂可以减少氮的损失。如加土和炉渣可以降低鲜牛粪堆肥中氮素的损失。固相和水浸提液的C/N比和无机氮、小分子有机酸等指标也广泛应用于堆肥腐熟度的研究。以人粪便为主要堆肥原料的相关研究较少。本研究采用强制通风静态仓为堆肥试验系统，进行粪便和生活垃圾混合堆肥。考察堆肥过程氮素的转化，并探讨相关指标用于粪便和垃圾混合堆肥的腐熟度评价的可行性。
1试验材料与方法
1.1试验装置
　　强制通风静态仓采用具有保温外层的UPVC圆柱筒，直径300mm，高度1.2m，有效容积84L，下部设有渗滤液排放口，上部设有锥形集气罩。使用布气板和鼓风机进行正压鼓风。采用时间—温度反馈的控制方式，设定温度60℃。当主发酵期结束，堆体温度降至环境温度时，堆料进入后腐熟仓。后腐熟仓直径400mm，高度0.5m，有效容积60L，不通风，约一周翻堆一次。
1.2试验材料
　　堆肥用垃圾取自居民区。经手工分选去除金属，塑料袋，玻璃瓶和石块等杂物，破碎至2~3cm小块。粪便取自哈尔滨市露天公厕，基本性质如下，COD：23193~41039mg/L，BOD：16735~16957mg/L，TN：3060~4370mg/L，pH：7.9~8.1，脱水后含水率约80%。
　　首先用稻草在强制通风静态仓底部穿孔板上铺设10cm的垫层。按照表1所示的堆肥原料配比将堆肥原料按比例混合后装入静态仓。在堆体顶部铺设3cm的熟堆肥，起到保温和除臭的作用。

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