农村垃圾蚯蚓堆肥处理工艺及其温室气体排放特征

论文摘要

畜禽粪便、作物秸秆和菜叶等有机废弃物在农业废弃物中占相当的比例,此类有机废弃物的堆存引起的环境污染已成为一个亟待解决的问题,利用蚯蚓处理有机废弃物是公认的比较好的处理方法。蚯蚓堆肥处理有机废弃物将传统的堆肥法与蚯蚓处理相结合,通过蚯蚓的新陈代谢作用,将有机废弃物转化为物理、化学和生物学特性俱佳的蚯蚓粪。由于新鲜粪便、作物秸秆和菜叶等混合垃圾的初始条件不太适合蚯蚓的生长繁殖,且蚯蚓也难以忍受垃圾堆肥过程中可能产生的高温,因此,畜禽粪便、秸秆和菜叶等有机垃圾在进行蚯蚓堆肥时需先进行堆肥预处理。本文以牛粪、玉米秸秆、小麦秸秆和菜叶等混合垃圾为实验材料,研究了适于蚯蚓堆肥的物料组合以及堆肥过程中各个参数的变化,同时检测分析蚯蚓堆肥过程中温室气体的排放特征,并探讨温室气体的控制和减排策略。研究表明:（1）一系列比例的8组混合物经过39天堆肥处理后,物料的C/N由最初的35左右下降到25以下,有机质的含量也有所下降;总氮的浓度比处理前略有升高,其质量百分比由最初的1%左右上升到1.11%左右,物料中氨氮的浓度在处理过程中呈现先增加后降低的趋势,最后浓度在200300 mg/kg之间。（2）堆肥处理后的8组堆肥物料接种蚯蚓30天后,含有小麦秸秆的4组混合物在接种蚯蚓第11天后,蚯蚓全部死亡,存活率为0,而含有玉米秸秆的4组混合物接种蚯蚓30天后存活率在62.5%以上,其中,牛粪、玉米秸秆和菜叶垃圾的物料比例为1:3:1（干重比）的混合物蚯蚓的存活率最高,为87.5%。（3）物料比例为1:3:1（牛粪:玉米秸秆:菜叶垃圾）的混合垃圾分别经过通风堆肥和翻堆堆肥预处理后,物料的有机质含量和C/N均有所下降,总氮的含量略有升高,总磷含量变化不明显;接种蚯蚓后,物料的有机质含量和C/N继续下降,总氮、总磷和有效磷的含量明显升高,总氮的质量分数由1.09%分别上升到1.30%和1.25%,总磷的质量分数分别由0.490%和0.475%上升到0.612%和0.607%,有效磷的浓度分别由2.00 mg/kg和1.44 mg/kg上升到2.10 mg/kg和1.95 mg/kg。（4）物料在通风堆肥预处理过程中前期排放CO2较多,后期减少,而翻堆堆肥预处理过程则恰好相反,前期CO2排放较少,后期增加;接种处理后,堆肥箱内CO2的浓度先降低后增加,处理结束时又降到最低。（5）蚯蚓的引入减少了废弃物处理过程中CO2的排放;翻堆堆肥是蚯蚓堆肥处理较好的预处理方式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 0 前言
• 1 绪论
• 1.1 农村废弃物的处理现状
• 1.1.1 农村垃圾的分类
• 1.1.2 农村垃圾污染的特点
• 1.1.3 农村垃圾污染的危害
• 1.1.4 农村固体废弃物处理现状及存在的问题
• 1.2 蚯蚓堆肥处理废弃物的研究
• 1.2.1 蚯蚓处理废弃物的原理
• 1.2.2 蚯蚓处理废弃物的应用
• 1.2.3 蚯蚓堆肥处理的优势
• 1.2.4 蚯蚓堆肥处理废弃物的国内外研究现状
• 1.3 废弃物处理过程中温室气体的排放
• 1.3.1 温室气体的排放与全球变暖
• 1.3.2 国内外研究现状
• 1.4 课题的研究背景、目的和意义
• 1.4.1 选题背景和研究内容
• 1.4.2 研究目的和意义
• 2 混合垃圾的堆肥处理及其产品对蚯蚓生长的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 分析方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 堆肥过程中物料性状的变化
• 2.2.2 堆肥过程中堆体温度的变化
• 2.2.3 堆肥过程中物料有机质的变化
• 2.2.4 堆肥过程中物料总氮的变化
• 2.2.5 堆肥过程中物料C/N 的变化
• 2.2.6 堆肥过程中物料氨氮的变化
• 2.3 蚯蚓在堆肥产品中的存活率
• 2.4 本章小结
• 3 垃圾的预堆肥-蚯蚓堆肥处理及其温室气体排放
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验设计与运行
• 3.1.3 分析方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 3.2.1 接种蚯蚓的时间
• 3.2.2 处理过程中堆体性状的变化
• 3.2.3 处理过程中pH 的变化
• 3.2.4 处理过程中有机质的变化
• 3.2.5 处理过程中总氮的变化
• 3.2.6 处理过程中碳氮比的变化
• 3.2.7 处理过程中氨氮的变化
• 3.2.8 处理过程中总磷和有效磷的变化
• 3.2.9 处理过程中温室气体的排放特征
• 3.3 蚯蚓堆肥工艺温室气体的控制及减排效果探讨
• 2 的减排效果'>3.3.1 蚯蚓堆肥处理过程中C0₂的减排效果
• 3.3.2 蚯蚓堆肥处理过程中其他温室气体的控制措施探讨
• 3.4 本章小结
• 4 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文与研究成果