堆肥过程中湿度及相关参数的空间变异与调控
文献类型：学位论文
| 作者 | 罗维 |
| 答辩日期 | 2004-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 陈同斌 |
| 关键词 | 堆肥 湿度 相关参数 翻堆 湿度调控 微波炉 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 水分是堆肥微生物生命活动的基础，也是堆肥中重要的工艺控制参数。弄清楚堆肥湿度及相关参数的变化规律和调控措施，有利于优化堆肥工艺参数、提高堆肥效率以及降低投资和操作成本。 利用半变异函数和Kriging插值法对城市污泥与猪粪混合堆肥过程中堆体内湿度的空间变异进行了研究。结果发现，升温、降温和腐熟期堆体内3个剖面的等湿线呈不同的分布特征，但高温期都呈“n”形分布。升温、高温及腐熟期，仓门附近的湿度变化较大，降温期中轴线附近湿度变化较大。从高温期开始，堆体中下部出现高湿区且不断缩小，顶部和侧壁出现低湿区，并向中下部扩展。升温期到降温期，湿度空间变异不断增大，腐熟期开始减小。 升温期堆体湿度为50.8％～60.9％，高温期为38.7％～52.2％；升温和高温期堆体内湿度层次效应不明显，仓门、内壁以及堆体深度对湿度层次效应的影响较小；降温期湿度为24.5％～49.4％，湿度层次效应非常明显，仓门、内壁及堆体深度对湿度层次效应产生明显影响；腐熟期湿度为19.2％～49.3％，湿度层次效应减弱，仓门和内壁是导致湿度层次效应减弱的重要原因。不同堆肥期湿度差异由大到小为：腐熟期>降温期>高温期＝升温期，堆体内湿度由大到小为：下部>中部>上部。堆肥过程中湿度随时间的变化满足二级动力学方程。升温和高温期堆体的容重分别为0.82g.cm-3和0.66g.cm-3，氧气仍能满足微生物生长所需；降温和腐熟期容重分别为0.58g.cm-3和0.54g.cm-3，堆体通风充分。升温和高温期仓门附近堆料的容重具有层次效应，降温期大部分堆料的容重具有层次效应，腐熟期堆体容重的层次效应减弱。在升温期堆体的中轴线附近、高温期的仓内壁附近、降温期的整个堆体、腐熟期的仓门和中轴线附近，堆体深度对容重具有显著影响。升温和腐熟期，仓门对容重产生显著影响。容重随深度的增加而呈增大的趋势，容重随堆肥时间的变化满足二级动力学方程。升温期和高温期堆体上部有机物降解的差异较大，降温期下部各层有机物降解的差异较大、堆体内VS含量已形成明显的层次效应，腐熟期堆体中部有机物降解的差异较大，堆体内VS含量的层次效应仍很明显；不同堆肥期堆体内VS含量的差异由大到小分别为：降温期≥腐熟期>高温期>升温期，不同部位有机物降解程度由大到小为：上部>中部>下部；VS含量随堆肥时间的变化满足一级反应动力学方程。 升温和高温期堆体内FAS分别为42.3％和26.2％，堆体上部的FAS明显高于下部，空气能满足微生物的需求；降温期FAS为52.4％，堆体上部的FAS高于中部，中部高于下部，FAS呈明显的层次效应；腐熟期FAS为54.7％，FAS的层次效应减弱，堆体上部和中部的通气性明显好下部；不同堆肥期FAS的差异由大到小分别为：降温期>高温期>后熟期>升温期，堆体内FAS由高到低为：上部>中部>下部；FAS随堆肥时间的变化满足二级动力学方程。 翻堆堆肥处理能提高堆肥的减容率和种子发芽指数(GI)，降低pH、电导(EC)、VS、水溶性有机碳（DOC）含量，使堆体上下的湿度、VS、DOC和GI分布均匀。由于10d翻堆的处理高温持续时间长达15d，再次升温速率为4℃·d-1，翻堆后最高温为60.5℃，堆体减容率高达29％，且堆肥脱水效果明显，pH和EC的减少相对较大，堆肥产品的VS、DOC含量低，GI最大，因此高温期翻堆的堆肥处理有利于提高堆肥效率和堆肥产品的质量。 湿度约为60％时，增大堆体下部调理剂比例，堆体各部位都能达到高温堆肥的要求，且有利于堆温反馈鼓风控制。湿度约为70％时，增大通风强度会增大堆体中、上部堆温的差异；城市污泥、猪粪混合堆肥各部升温缓慢，堆体下部与其他部位堆温差异相对较大。升温速率由高到低分别是：堆体上半部的城市污泥：调理剂=1:0.5（V/V），下半部为1:1.5（V/V）的堆肥处理>整个堆体内城市污泥：调理剂=1:1（V/V）的堆肥处理>增加通风强度的堆肥处理>城市污泥与猪粪混合堆肥处理；高温期由长到短分别是：堆体上半部的城市污泥：调理剂=1:0.5，下半部为1:1.5的堆肥处理>增加鼓风强度的堆肥处理>城市污泥与猪粪混合堆肥处理>整个堆体内城市污泥：调理剂=1:1的堆肥处理。微波干燥可简便、快速地测定城市污泥的湿度。为提高微波辐照测定湿度的准确性，应减少采样量，进行重复辐照，在辐照过程中不能闻到烧焦气味。根据相邻两次辐照后的质量变化逐次缩短辐照时间，辐照至刚好恒重为止。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 142 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/410]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 罗维. 堆肥过程中湿度及相关参数的空间变异与调控[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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