堆肥调理剂研究进展

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1、张军等：堆肥调理剂研究进展247堆肥调理剂研究进展张军1,2，雷梅1，高定1*，郑国砥1，陈同斌1，岳波1,2，刘斌1,2，杜伟11.中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心，北京100101；2.中国科学院研究生院，北京100049摘要：调理剂是堆肥过程中的重要辅料。通过添加调理剂，可以改善堆肥物料的理化条件，达到好氧微生物对生长环境的要求。文章综述了堆肥调理剂的分类，讨论了它在堆肥工程中的作用，并对研究方向进行了探讨。大量研究表明，调理剂在堆肥过程中起到调节物料w(C)/w(N)比、含水率、堆体自由空域、减少堆

2、体臭气、改善堆肥养分和调控重金属等作用。目前，调理剂的研究重点在于其在堆肥过程的作用，而对复合型调理剂的开发、调理剂的作用机理及其在工程中的应用等问题关注较少。关键词：堆肥；调理剂；w(C)/w(N)比；含水率；自由空域中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1672-2175（2007）01-0239-09张军等：堆肥调理剂研究进展247有机废弃物包括城市生活垃圾、污水污泥、畜禽粪便、造纸污泥和园林废弃物等，其每年的产生量很大[1-2]。如果不能有效进行处理，会严重影响生态环境甚至危害人体健康[2-3]。堆肥是

3、处理有机废弃物的有效手段[4-5]。好氧堆肥利用好氧菌进行高温发酵，使有机废弃物分解，具有处理时间短、无害化比较彻底等特点[6]。在高温好氧堆肥工艺中，堆料通常不能满足堆肥过程所需的理化条件，需要进行预处理，使其能满足好氧微生物生长的要求[7]。在预处理过程中，需要向物料中加入的辅料，包括膨胀剂、调节剂等调理剂[8-9]。调理剂是快速堆肥中必不可少的添加剂，它可以起到调节物料w(C)/w(N)比[10]、含水率[11]、自由空域[12]、堆肥养分[13-14]等作用，保证堆肥的快速高效进行。1调理剂的种类根据调理剂的

4、作用不同，可将其分为调节剂、膨胀剂和重金属钝化剂[8-9]。本文从调理剂是否参与发酵过程的角度，将调理剂分为活性调理剂和惰性调理剂。活性调理剂指的是本身含有易降解有机物，在堆肥过程中参与有机质降解过程的调理剂；惰性调理剂与之相对，在堆肥过程中不被微生物降解，起到调节堆体的物理结构和改善堆肥品质的作用。1.1活性调理剂常用的活性调理剂包括稻草、秸秆、树叶、木片、锯末和回流堆肥等，主要成分为有机物，能够在堆肥过程中被微生物分解。其主要作用是对物料的化学成分进行调节，调整物料的w(C)/w(N)比，同时起到调节物料物理结构

5、的作用。用于堆肥的污泥、畜禽粪便和厨余垃圾等物料通常w(C)/w(N)比偏低，含水率较高，而稻草、秸秆、树叶、木片和锯末等具有较高的w(C)/w(N)比和较低的含水率，可以作为调理剂对物料成分进行调节(见表1)。除了调节w(C)/w(N)比和含水率外，还有一些有机调理剂物理结构蓬松，有较好的孔隙率，可以用于改善堆体的物理结构，比如木片、秸秆、树叶等。McCartney[15]比较木片和树叶与污泥混合的堆肥后发现，木片比树叶有更好的抗压实性能，在同样的压力条件下，木片能产生的自由空域更大。但是，活性调理剂降解后，会形成

6、碎片，给后续操作如筛分等带来一定的难度。2.2惰性调理剂在文献中报道的惰性调理剂有碎轮胎[26]、粉煤灰[27-29]、斜发沸石[30-32]、铝土矿渣[33-34]、合成调理剂(塑料)[35-36]和CTB调理剂[37-39]等。目前关于惰性调理剂的研究不多，主要集中在改善堆肥产品品质和钝化重金属上，也有少量调理剂如CTB调理剂、碎轮胎等用于调整物料的自由空域和含水率(见表2)。高定等[37-41]研究的CTB调理剂属于无机调理剂，有较高的强度，其饱和吸水率为65.7%，与城市污泥混合后吸水平衡时间为8h。与传统的

7、活性调理剂相比，具有吸水能力强、成本低廉、易于筛分和重复利用率高等特点。碎轮胎能够对堆体起到支撑作用，避免物料的压实作用，增大堆体的孔隙率[26]。粉煤灰张军等：堆肥调理剂研究进展247能够增加堆肥产品的养分，同时还能起到钝化重金属的作用[27-29]。天然沸石和铝土矿渣的作用在于通过吸附和络合作用，降低重金属的可交换态和碳酸盐态，钝化重金属[30-32]。Das等[36]研究的合成调理剂(塑料)具有轻质、多孔的特点。相比传统的调理剂木片，在用量较少的情况下也能得到高品质的堆肥，而且回收利用率高达98.9%±0.7%

8、。但是，惰性调理剂普遍的缺点是不能调节物料的w(C)/w(N)比，以达到微生物生长所需的营养条件。表1常见堆肥物料与调理剂w(C)/w(N)比和含水率Table1w(C)/w(N)ratioandmoisturecontentofcommonmaterialsandamendmentsincomposting物料w(C)/w(N)比含水率/%规