【开题报告】厨余垃圾好氧堆肥过程腐殖质变化规律研究

开题报告环境工程厨余垃圾好氧堆肥过程腐殖质变化规律研究一、选题的背景与意义厨余垃圾是家庭、宾馆、饭店及机关企事业等所产生的食物残余的通称。与其他垃圾相比，具有水分、有机物、油脂及盐分含量高，易腐烂、营养元素丰富等特点。其高达70%的含水量不能满足垃圾焚烧的发热量要求；如果填埋则会产生大量渗滤液以及恶臭问题，因而也不利于填埋；焚烧和填埋还会造成有机物质的大量浪费。厨余垃圾好氧高温化堆肥是一种有发展前景的新处理方法。相比传统堆肥处理工艺的投资大，生产周期长和产品质量不稳定等特点，高温好氧堆肥处理工艺不仅能提高降低投资、缩短生产周期、提高产品质量，提高堆肥处理工艺利用价值，还有利于增加堆肥处理工艺在城市垃圾处理中的应用比重，进而节省资源、降低环境污染。厨余垃圾高温好氧堆肥过程可以看成是垃圾腐殖化的一个快速进程，垃圾中的大分子有机物在高温有氧情况下，被微生物有效降解成为相对稳定的腐殖质的过程。而腐殖质的生成及动态变化与堆肥的稳定性、腐熟程度密切相关。腐熟度高的堆肥不但可以改良土壤，促进土壤中磷的活化性，减少土壤养分淋洗，增强植物对土壤中养分的吸收，还可以有效地转换重金属形态，钝化、固定重金属，降低其有效性。但未腐熟的堆肥进入土壤后，由于有机物的强烈分解，会大量消耗根际土壤中的氧气，且产生有机酸等物质，抑制植物生长。所以，分析堆肥腐殖质的生成及动态化对于促进堆肥效果以及改良土壤等具有重要意义。堆肥过程中产生的腐殖质包括胡敏酸（HA,只溶于碱而不溶于酸)﹑富里酸(FA,既溶于酸又溶于碱)和胡敏素（既不溶于酸又不溶于碱)，其中HA与FA是腐殖质中起主要作用的两种物质。胡富比（H/F）则作为判断腐熟度的重要依据之一。胡敏素则是堆肥降解过程中产生的小分子、难降解的惰性腐殖质。为了有效研究厨余垃圾好氧高温堆肥过程中物料腐殖化过程，本次毕业论文将选取胡敏酸(HA)﹑富里酸(FA)﹑胡敏素等参数作为直接研究对方，探讨其浓度或量与堆肥时间变化规律。与此同时，考虑与腐殖化相关参数含水率﹑TOC﹑水溶性有机碳﹑pH﹑水溶性氮等，研究其对腐殖化过程的影响。二、研究的基本内容1.掌握好氧堆肥的基本原理，了解好氧堆肥过程控制因素﹑影响因子；2.了解厨余垃圾的物理﹑化学性质,掌握固体样品取样﹑破碎方法,掌握固体样品前处理步骤和方法；3.熟练掌握腐殖质(腐殖酸﹑富里酸﹑胡敏酸﹑水溶性腐殖酸﹑游离腐殖酸等)的测定方法及表征；4.能够准确分析腐殖化过程及相关参数随堆肥时间的演变规律；5.能够准确分析相关影响因子对厨余垃圾高温好氧堆肥腐殖化过程的影响。三、研究方法与技术路线（1）研究方法：自行设计厨余垃圾高温堆肥处理设备；选取宁大学生食堂里产生的厨余垃圾作为好氧堆肥的原料，利用太阳能加热，鼓风机输氧实现高温好养堆肥。主要任务为：研究好氧堆肥中各类腐殖质的生成动态及其变化规律。（2）技术路线四、计划进度：2010年11月26日――2010年12月15日，完成开题报告和文献综述，进行开题；2010年12月16日――2011年5月6日，实验设备的设计和加工，实验的开展，数据的处理以及论文的撰写;2011年5月7日――2011年5月12日，完成论文的撰写工作，定稿，准备答辩;2011年5月13日，答辩。五、主要参考文献[1]贺琪,李国学,张亚宁,等.高温堆肥过程中的氮素损失及其变化规律[J].农业环境科学学收集查找国内外相关研究资料高温好氧堆肥反应装置设计调试样品的采集、处理设备运行过程中厨余垃圾的相关数据测定及数据统计处理建立堆肥过程中各参数随时间变化规律完成“厨余垃圾好氧堆肥过程腐殖质变化规律研究”报,2005,24(1):169～173.[2]魏自民,王世平,席北斗,等.生活垃圾堆肥过程中腐殖质及有机态氮组分的变化[J].环境科学学报,2007,27(2):235～240.[3]张雪英,黄焕忠,周立祥.堆肥处理对污泥腐殖物质组成和光谱学特征的影响[J].环境化学,2004,23(1):96～101.[4]唐景春,孙青,王如刚,等.堆肥过程中腐殖酸的生成演化及应用研究进展[J].环境污染与防治,2010.5,32(5):73～78.[5]袁忠伟,孙力平,路远,等.草炭腐殖酸的提取研究[J].市政术,2008,26(2):154～156.[6]熊雄,李艳霞,韩杰,等.堆肥腐殖质的形成和变化及其对重金属有效性的影响[J].农业环境科学学报,2008,26(6):2137～2142.[7]李吉进,郝晋珉,邹国元,等.高温堆肥碳氮循环及腐殖质变化特征研究[J].生态环境,2004,13(3):332～334．[8]路远,孙力平,王建伟,等.腐殖酸纯度测定及影响因素分析[J].市政技术,2008.3,26(2):160～162.[9]单德臣,张多英,王帅,等.牛粪堆肥腐殖质的动态变化研究[J].污染防治技术,2010.6,23(3):11～14.[10]BrunoO.Dias,CarlosA.Silva,FabioS.Higashikawa,etal.Useofbiocharasbulkingagentforthecompostingofpoultrymanure：Effectonorganicmatterdegradationandhumification[J].BioresourceTechnology,2010,101(4):1239～1246.[11]M.A.Sanchez-Monedero,A.Roig,J.Cegarra,etal.Relationshipsbetweenwater-solublecarbohydrateandphenolfractionsandthehumificationindicesofdifferentorganicwastesduringcomposting[J].BioresourceTechnology,1999.12,70(2):193～201.