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堆肥稳定程度的确定

堆肥稳定程度的确定

如之前提到的,我们很难通过直观或者单一参数分析法确定堆肥样品的稳定度和腐熟 度。无论是变成黑色,还是具有泥土气味都不能作为指示特征,因为在达到稳定之前就会出 现这样的特征。C/N低手20/1 也不能作为指示特征。例如,新鲜粪便的 C/N 很可能低于20/1。千燥度也不能和稳定度混淆。虽然当水分含量低于 15%~20%时,微生物活动很少, 并且产品有了稳定化的外观特征,但是实际上一日材料中水分含量上升,材料就会变为脱水 之前的稳定度。虽然将稳定化和脱水等同明显是个嘐论,但仍然被一些企业家当做证据 使用。

己经进行的大量测试,很多都因为存在缺陷而大大降低了其实用性。每个测试在实用价 值上的缺陷具有普遍性。有机质(挥发物)浓度就是一个例子。通常可以假设所有物质都有 相似的有机固体浓度,并且具有相似的生物稳定性。但是这个假设不完全恰当,含有不易降 解的有机固体的物质比含有同等浓度的易降解有机固体的物质稳定得多。

早期提出的判定稳定度的方法有:温度的最终下降(Golueke 和 McGauhey, 1953); 自加热能力的程度 (Niese,1963);材料中容易降解的和不易降解的有机质的数量 (Rolle 和 Orsanic, 1964);氧化还原电位的上升 (Moller, 1968);氧气摄人量 (Schulze, 1964); 纤细毛壳真菌的生长 (Obrist, 1965);淀粉测试 (Iossin, 1970)

温度最终下降的原理是易降解的(不稳定)材料耗尽时,温度会下降,该方法的优点是 应用中的普遍性,但是温度的上升和下降曲线《即温度曲线形状)从本质上讲都忽略了堆肥 材料的性质。

Niese 的关于自加热能力的分析是由温度最终下降这一参数演变而来的 (Niese, 1963)。 在他的方法中,将需要测试的样品放人包裹着多层棉絮的杜瓦瓶中,并且将杜瓦瓶放人孵化 器中进一步减少热量损失,通过温度的上升来指示稳定的程度。该方法也具有温度最终下降 法的普遍性。但是他的缺点就是完成的周期很长,可能会需要很多天。

Rolle 和 Orasnic(1964) 的方法是测量有代表性的样品中的可降解材料的量。他们的方 法的基本原理是末处理的废物中和测试样品中的可降解材料的浓度之差可以指示出后者的稳 定化程度。稳定化和堆肥整体中剩余的可氧化物质所占的比例有关。因此,稳定化程度可以 反映出可氧化部分的比例大小。通过测试中使用的氧化剂的量可以测定可氧化部分的量。 Rolle 和 Orasnic 的测试包括在重铬酸钾-硫酸溶液中处理样品。反应后,过量的重铬酸钾将 有机质全部氧化,反应后剩余的氧化剂的量可以通过硫酸亚铁铵反滴定来确定。可降解有机 质的计算公式如下:

DOM=(mL)N(1-T/S)×1.34

在上式中,DOM代表干燥物质中可降解有机质的质量分数,mL 是重铬酸钟溶液的亳 升数,N 是重铬酸钟的当量浓度,工是用于反稀释的硫酸亚铁饺溶液的毫升数,S是硫酸亚 铁铵用于空白测试的毫升数。在数值上,不易降解的有机质的量等于燃烧反应中的总重损失 和氧化反应中降解的量的差值。

Moller 的测试(Moller,1968)基础是未完成堆肥的材料中会有人类病原体和奇生虫, 而在完成的产物中则不再存在。理论上,可降解材料可以使微生物活动聚集化,因此氧气摄 人量会上升,最终导致了氧化还原电位的下降。堆肥材料中无机化作用的增加和氧化还原电 位位的上升同时进行。根据 Moller 的研究,如果料堆核心区域与外部区域的氧化还原电位差 在50mV以下,说明堆肥已经达到稳定。他没有提供测试机械反应器中材料的方法。在这 样的反应器中,不会有区域的概念,使用氧化还原电位的一个重要问题是缺乏精确性 和容易 受到很多因素千扰。

Obrist (1965)的研究内容是底物稳定度对纤细毛充菌类的子实体的生长和产生速度的 點响。根据他的研究,菌类的生长优赖于没物整体的化学性质。他的测试是在一个加人了粉碎的堆肥样品的固体培养基中培养纤细毛壳菌,并在38°C 下培养 12天。在培养完成后,统 计子实体的数量。根据 Obrist 的理论,如果皮物的稳定程度越大,产生的子实体数量就越 少。除了测试周期长这个缺点外,还非常需要一个微生物技术非常娴熟的分析员。

根据 Lossin(1970)的研究,淀粉测试的假设条件是所有废物都含有淀粉,且随着稳定 化程度上升,淀粉浓度下降。Lossin 表示废物中有三类碳水化合物 糖类、淀粉和纤维 素。毫无异议的是,堆肥过程中最先消失的是糖类,随后是淀粉,最后是纤维素。 Lossin 的理由是淀粉比较容易降解,并且所有废物都含有淀粉,如果堆肥进人稳定阶段,则没有淀 粉剩余。该分析的原理是在堆肥材料的酸性提取液中会形成淀粉碘化物。这个测试需要格外 注意,因为很容易得到错误的结果。这个测试也没有普遍的实用价值。

研究方法由一些比较可靠的测试方法组成(Wylie,1957)。这些研究的最初目的之一都 是寻找可以快速、容易测定堆肥降解程度的方法,这些方法的“可转移性”和普遍性是需要 确定和比较的。研究发现,在这些方法中,自加热、氧气消耗(4天)以及氧气消耗量和化 学需氧量比值的方法提供了较可靠的结果。

此后,很多出版物中都提出或者描述了其他测试方法。虽然其中很多方法都是近几年开 发的,但 Niese 的关于自加热能力的分析仍然被广泛应用着。

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堆肥稳定程度的确定.txt · 最后更改: 2021/09/26 15:26 由 admin

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