污泥生物质-堆肥发酵试验报告

1实验目的针对中试反应釜装置亚临界水处理污泥混合生物质经过软体造立机得到的预处理样品，接种成熟的发酵菌剂进行好氧堆肥实验，考察预处理样品进行好氧堆肥的发酵周期和发酵条件。2实验材料2.1灭活生物质混和污泥生物质与污泥按体积比1:0.6在170℃下处理30min，经过软体造立机干燥处理，得到三批预处理样品，堆体编号依次是:20130321、20130325、20130326。初始含水率为依次为65.12%、65.96%和69%。2.2堆肥腐熟剂市场购买。2.3试验辅助工具温度计，红蓝帆布，铁锹，粉碎机。3实验方案预处理污泥混合生物质接入腐熟剂并充分混合，堆放在厂区地面，外界温度低时上面盖着红蓝帆布保温。每隔24h翻堆一次，并且每天上、下午用水银温度计各测温一次，隔天取样测其含水量。4试验结果与分析4.1有机肥发酵过程堆体温度变化接种前，预处理污泥混合生物质呈褐色，咖啡味浓。由于外界温度在10℃以上，接种后料温升得很快，高温期持续时间皆在12d左右。具体料温变化如图1～图3所示。由图1～图3知，20120321批次在接种24h后堆温就升到了30℃，不到48h就进入了高温期，高温期一共持续了10d，料温开始下降进入腐熟期。20130325批次也是在接种48h后进入高温期，高温期持续了11d后料温下降进入腐熟期。20130526批次大约在接种36h后进入高温期，高温期持续约13d，之后料温下降进入腐熟期。图120130321批次堆体料温变化图220130325批次堆体料温变化图320130326批次堆体料温变化注：横坐标为堆肥天数(d)，纵坐标为堆肥温度(℃)4.2有机肥发酵过程含水量变化由于外界温度较高，这次堆肥试验是在室外进行的。当堆体处在高温期内，由于微生物呼吸强度大，水分蒸发速度也较快，堆体水分随着时间而降低，到了堆肥结束后含水率可以降至35%以下。具体堆体含水率变化如图4～图6所示：图420130321批次堆体含水率变化图图520130321批次堆体含水率变化图图620130321批次堆体含水率变化图由图4～图6可知，三个批次堆体的含水率变化趋势是一致的，都是随着堆体发酵的进行而降低，均可降至35%以下。4.3有机肥发酵堆体气味和颜色的变化由于在堆肥之前，预处理样品的含水率均在65%以上，故堆体开始升温前皆有酸臭味，随着堆肥的进行、温度的升高，在高温期间三批堆体皆有较淡的氨味，很重的霉味。高温期过后，霉味等气味皆较淡。这是因为当时外界温度很低，堆体含水率又过高，导致厌氧菌繁殖，散发出酸臭味。随着高温菌的大量生长，就释发出氨味。当高温期过后，氨味就渐淡，霉菌生长就有霉味了。堆体颜色先是棕色，在高温菌大量繁殖期间，堆体中下部有较多的白色菌体，表面长有菌毛；高温期结束后，堆体呈褐色。4.4干物质损失分析三批堆体干物质损失如表1所示：表1三批堆体干物质损失率编号堆肥前干物质量(kg)堆肥后干物质量(kg)损失率(%)20130321/25101.579.4821.692013032666.7449.0626.46由表1可知，污泥生物质好氧堆肥干物质损失率在20%以上，即20130321和20130325两个批次混合后干物质损失率达到21.69%，20130326批次干物质损失率更是达到26.46%，试验数据与华农陈正军老师介绍的实验值相符。这是因为好氧菌在大量的繁殖过程中需要消耗O2放出CO2，即好氧菌每消耗1分子O2就要多放出1分子C，故干物质会减少。又由于堆体含水率较高，堆体O2不能充分的流动,从而导致厌氧菌大量繁殖产生挥发性酸，也能使一部分干物质损失，故20130326批次的干物质损失比20130321和20130325两个批次的干物质损失要多。堆肥过程中的问题与建议1)含水率高的原料堆肥过程中产生挥发性的有机酸，不但污染空气，而且还导致干物质的损失。这是由于堆体O2供应不足，厌氧菌大量繁殖所引起。解决的方法基本上有两种：一是降低原料的初始含水率，在堆肥过程中多翻堆几次：二是改变堆肥方式，往堆体中通空气保证堆体不缺氧即可。2)由于我们原料是市政污泥，那么在堆肥过程中必然会招致大量的苍蝇，堆体里面也就会孵化出蛆蛆，给人一种不好的感觉。解决的方法是在堆体中添加球形芽胞杆菌等既能杀灭苍蝇又不影响成品肥品质的生物农药。3)由于我们的原料得特殊性，在堆肥过程中会结成团状结构，故我们在翻堆时应将大的团状物料捣碎便于发酵。翻堆应将表面和底部的物料翻到中间，将中间的物料翻至表面。含水率高时(大于60%)，温度超过50℃即要翻堆；含水率低时(小于60%)，温度超过70