传统堆肥过程中理化性质的动态研究开题报告

 2021-09-13 22:23:45

1. 研究目的与意义

利用银杏叶中的特殊成分,将银杏叶提取残留物和农业有机废弃物作为堆肥的主要原料。研制出一种新型微生物有机肥,通过对其基本理化性质(温度、含水率、pH、含氧量、有机质、碳氮比、孔隙度、容积密度)的动态测定,了解各项影响堆肥效果因素的动态变化,找出主要影响因素。更好的了解堆肥的工艺和机理。为以后堆肥产业化,商品化打下基础。

2. 国内外研究现状分析

世界范围内系统地研究堆肥工艺是最近几十年的事情。在国外,堆肥技术正在向着机械化、自动化的方向发展,而为了防止对环境的二次污染,堆肥也趋向于采用密闭的发酵仓方式。国内研究内容主要集中在堆肥工艺条件、影响因素等应用效果方面。堆肥制作中复杂的物质转化规律及生物化学特性等方面的基础理论研究主要在实验室模拟条件下进行,通过室内模拟堆制,研究以秸秆和禽畜粪为主体材料的堆肥制作过程中的生物化学变化特征。

国内外的研究表明,各种农业废弃物中对作物营养来源潜力最大的是牲畜粪和作物秸秆。因此,如何充分利用这些废弃物,积制高质量的有机肥仍是有待研究的课题。据统计,美国、日本等国家的城市垃圾、动植物残体等除了采用工厂化处理外,野外堆制处理十分普遍,这些国家60%以上的有机肥都是堆肥。国内堆肥的发展几经曲折,始终未能得到很好的推广,没有质量高的有机肥品种是有机肥施用日趋减少的根本原因。因此,研究优质堆肥制作过程中的生化作用机理及其调控技术对指导有机肥的积制有重要意义。通过室内模拟堆制,研究有机肥堆制过程中多种生物物质的转化特征,旨在为快速、高效积制有机肥料提供理论依据。

(1)陈世和介绍了中国大陆城市生活垃圾的堆肥技术概况,将堆肥工艺分为一次性发酵工艺和二次性发酵工艺,或者分为静态发酵和动态发酵。陈世和等进行了城市生活垃圾动态堆肥工艺及其装置特性的研究,研制了dano实验模型,研究了dano堆肥反应器的特性,提出了dano堆肥动态工艺的特点和参数。(2)通过对包括挥发性物质、淀粉、纤维素、碳氮比、温度、水分和耗氧速率等堆肥过程控制指标的综合研究,张所明等认为耗氧速率是一个合理可行、易于工程应用的堆肥腐熟度指标。在堆肥达到发酵腐熟时,其耗氧速率的变化与堆肥中有机物的含量有关。(3)卢杰等用发酵罐进行中温消化污泥和生活垃圾混合堆肥的研究,结果显示:最佳污泥投配率为35%左右,一次发酵周期为7~10天,二次发酵周期为一个月左右,堆肥温度控制在50~65℃,碳氮比为30~40:1。(4)马瑛等采用好氧堆肥法,分别在常温和高温条件下研究了人工模拟有害固体废弃物降解的动态过程。结果表明:以石油烃为污染基质的固体废弃物,其适宜的堆肥条件为:温度50~60℃,水分60%左右,碳氮比35左右,高温停留时间7天。(5)通过消化污泥间歇式堆肥小试,张永豪等建立了消化污泥间歇式堆肥阶段无害化温度时间标准,并提出了气量与消化污泥堆肥平均反应速率的函数关系式。他依此标准建立了一种新型的堆肥操作气量控制方式:依照无害化温度时间标准调整气量,使物料在堆肥过程中恰好满足此标准的最大气量为该控制方式的工艺气量,即以工艺气量作为堆肥过程的气量控制方式。

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3. 研究的基本内容与计划

1、研究内容

传统堆肥过程中堆肥工艺的最优选择;

明确不同银杏叶添加比例堆肥过程中理化性质的动态变化;

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4. 研究创新点

明确不同银杏叶添加比例堆肥过程中理化性质的动态变化,通过对其基本理化性质(温度、含水率、pH、含氧量、有机质、碳氮比、孔隙度、容积密度)的动态测定,了解各项影响堆肥效果因素的动态变化,找出主要影响因素。为快速、高效积制有机肥料提供理论依据,更好的了解堆肥工艺,为以后堆肥产业化,商品化打下基础。

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