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蚯蚓堆肥与人工曝气堆肥处理尼尔玛雅固体废物的比较研究

帕拉维·s·查科尔1*和D.B. Jasutkar1

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.9.2.23

寺庙废弃物通常含有花祭、树叶和奶制品,即“阿比舍克废水”,由于倾倒场地的短缺和严格的环境立法,这种固体废弃物的管理是世界上重要的问题之一。现在,由于人口的增加,“nirmalyas固体废物”大量产生,通常使用不同类型的垃圾箱,通过堆肥或蚯蚓堆肥的方法进行处理。固体废物的蚯蚓堆肥可以通过使用不同类型的蚯蚓提供自然和人工曝气以及牛粪和土壤的混合物来完成,人工曝气通过提供扩散曝气器或穿孔管进行。对C/N比、温度、含水率等参数进行了测试。本研究的主要目的是通过蚯蚓堆肥处理nirmalya固体废物,并通过人工曝气和自然曝气堆肥的比较,提出哪种方法在短时间内可以获得较好的堆肥质量,从而最大限度地减少固体废物管理问题。


Nirmalya固体废物;Vermicomposting;人工曝气。

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李建军,李建军,李建军,等。蚯蚓堆肥与人工曝气堆肥处理固体废弃物的比较研究。当代世界环境2014;9 (2)DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.9.2.23

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李建军,李建军,李建军,等。蚯蚓堆肥与人工曝气堆肥处理固体废弃物的比较研究。生态学报,2014;9(2)。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=6295


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收到: 2014-05-13
接受: 2014-06-20

介绍

固体废物和废水收集自那格浦尔的“Ganesh Tekadi寺庙”。一般来说,每天在“Ganesh Tekadi”会产生500公斤的nirmalya固体废物,其中含有鲜花、树叶和200至300升的“Abishek废水”,其中含有牛奶、糖和奶制品。产生的nirmalya废物收集在垃圾箱中并转移到收集点;从那里,废物被NMC车辆收集并转移到处理厂。

固体废物基本上是不需要的或丢弃的物质,不是液体或气体;它可以包括有机废物,纸张,金属,玻璃,布料,砖和岩石,庭院废物等如今,由于人口的增加,寺庙越来越多,每天产生的花、叶、水果、糖、牛奶和奶制品、谷物等成吨的寺庙废物被排入露天垃圾场或河流,产生恶臭,并成为致病微生物的滋生中心。考虑到废物处置不当对环境的有害影响,应重视好氧堆肥,将废物转化为富含植物营养的有机肥,对这些废物提供的常见处理方法是堆肥和蚯蚓堆肥。

为了最大限度地减少对健康的危害和环境问题,堆肥的方法是把一堆潮湿的有机物质(树叶,“绿色”食物垃圾)放在一起,等待这些物质在几周或几个月后分解成腐殖质。在现代技术中,堆肥是一个多步骤,密切监控的过程,需要测量水,空气和富含碳和氮的物质的输入,分解过程通过粉碎植物物质,加水和通过定期转动混合物来确保适当的通风来辅助。

现在人们对蚯蚓堆肥越来越感兴趣,因为它增加了废物的价值,并且进一步减少了体积,使其更容易应用。城市固体废物本质上是高度有机的;因此,蚯蚓堆肥已成为一种安全、卫生和经济有效的城市生活垃圾处理方法。蚯蚓堆肥被认为是宏量和微量营养素、植物生长激素和酶的可持续来源(Kale和Karmegam, 2010),不仅可以增加微生物数量,还可以长时间保持营养(Ndegwa和Thompson,2001)。由于这些有益的特性,蚯蚓堆肥可以直接施用于土壤中,通过使用不同种类的蚯蚓,即蚯蚓,来增加土壤的结构和容量。Eisenia fetida或爱森尼亚,爱森尼亚或威尼斯石斛。Vermicompostingis the method which, recyclesthe crop residues and significantly increases theamount of N, P and K concentration in compost. The important role ofearthworms in ecosystem is in nutrient recycling,particularly nitrogen. Thus, they affect the physicochemicalproperties of soil.

蚯蚓在废物的蚯蚓堆肥过程中的作用是物理和生化的。物理过程包括底物曝气、混合和实际研磨,而生化过程受蚯蚓肠道内底物的微生物分解的影响。各种研究表明,有机废物的蚯蚓堆肥加速了有机物的稳定。对餐厨垃圾、农家院垃圾和寺庙垃圾进行了为期120天的蚯蚓堆肥试验,通过对C/N、TK、电导率的分析,得出寺庙垃圾采用蚯蚓堆肥的结果Eisenia fetida与其他两个废物(Akanksha Singh等)相比,这是好的。, 2013)。

材料与方法

固体废物

固体废物主要包括纸张、塑料、食物、庭院垃圾、鲜花、树叶等。在目前研究中使用的这些“Nirmalya废物”中,它主要由不同类型的花和叶子组成。nirmalya废物是从“Ganesh Tekadi”那格浦尔收集的。一般每天产生500公斤的nirmalya废物。本研究共收集了6400克垃圾,并将其分为两个垃圾箱,每个垃圾箱中含有3200克nirmalya垃圾。对该固体废物进行了初步分析。用pH计测定固体废物的pH值;用烘箱干燥法和固体废物的密度计算了固体废物的含水量。

废水

“Abishek废水”是从Ganesh tekadi寺庙收集的。基本上每天产生200到300立方米的废水,为了检查水的质量,进行了初步分析。每隔两天采集三份样品,并对该阿比舍克水进行化学表征。测试参数为pH值、化学需氧量(COD)和硬度。用pH计测定pH值,用COD消化器测定COD,用简单滴定法测定硬度。每个样品经过三次分析,得到准确的结果。

堆肥

在对nirmalya废弃物进行分析后,实际设置了两个尺寸为50 cm × 28 cm的塑料箱,用于堆肥,有自然孔,两个箱中一个有自然通风,另一个有穿孔管提供人工通风,管道入口端关闭,出口连接鼓风机。箱子里装有nirmalya废物和牛粪,它们交替排列,最后覆盖一层土壤。它由总共5000克废物组成,其中包含(3200克nirmalya废物+ 1500克牛粪+ 300克土壤)。每个料仓全部进料后,每隔一段时间进行水分含量的初步分析。在整个堆肥过程中,通过烘箱干燥法每天计算水分含量,使其保持在60%以上,如果增加到60%以上,则通过洒水来降低水分含量。堆肥期45 ~ 60 d后进行分析。测试参数为每日温度计测温,马弗炉测碳,凯氏法测氮。

蚯蚓

成虫锁骨虫;Eisenia fetida,长度从4到8厘米不等,收集于那格浦尔的“Gorakshan Kendra”wardha路。垃圾部分分解60 ~ 65天后,通过发育的裂缝向每个垃圾箱中添加25 ~ 30 no。添加蚯蚓后,在特定的时间间隔内进行分析,以检查有机废物的稳定程度。蚯蚓种类Eisenia fetida(红虫)在本研究中使用。

Vermicomposting

它是利用蚯蚓分解有机废物的过程。在这项工作中,蚯蚓种类,即Eisenia fetida被用作堆肥,被用作蚯蚓的即时食物来源。添加蚯蚓后,在特定的时间间隔内对废弃物进行了理化表征。检查废物稳定性的重要参数是总凯氏氮(TKN)、总有机碳(TOC)、C/N比和ph。为防止堆肥过程中发生的热反应,当VC准备好时停止施肥,呈均匀的深褐色至黑色颗粒状结构。三天后,堆肥连同蠕虫一起收获,蠕虫通过筛分除去。对分离出来的成虫数量进行称重。

图1:堆肥仓布局
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结果与讨论

废水

对“亚比谢克废水”进行分析,结果见表1。

表1:“亚比谢克废水”分析

参数

样本

1

示例2

样本

3.

pH值

6.51

6.36

6.71

鳕鱼(毫克/点燃)

616

628

600

硬度(毫克/点燃)

140

120

124


固体废物

“Nirmalya废物”是从Ganesh寺庙收集的,并对这些废物进行了初步分析。考察了固体废物的pH值、含水率和密度。结果如表2所示。

表2:从Ganesh寺庙分析中收集的“Nirmalya废物”
参数

结果

pH值

6.54

水分含量

16.34

密度

66.96公斤/米3.


提供自然和人工曝气的湿度和温度分析

在实际设置稳定后,采用自然曝气和特定时间间隔的人工曝气对温度和含水率进行连续分析,通过增加或减少曝气时间和连续洒水,使含水率保持在60%至70%左右,因为堆肥过程中对水分的要求并不高,它总是在可控范围内。自然曝气与人工曝气的对比结果如图2所示。

图2:人工与人工的对比
自然曝气堆肥

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从上面的图表中可以看出,人工曝气比自然曝气提供更少的水分,它有助于将水分保持在所需的水平。在水分含量为重量的40-60%时,堆肥效果最好。在较低的湿度水平下,微生物的活动是有限的。在更高的水平上,这个过程可能会变得厌氧和恶臭。混合堆肥成分时,测量水分含量。堆肥进行后,不需要重复此测量,因为您可以观察是否保持适当的湿度水平。

堆肥和蚯蚓堆肥分析

初步进行了自然曝气堆肥和人工曝气堆肥的理化性质试验,在特定时间间隔后进行了pH、TOC、TKN和C/N比的参数测试,进行了相同的化学特性测试,结果表明蚯蚓堆肥前后pH、TOC、TKN和C/N比发生了显著变化。自然与人工堆肥法堆肥前后理化特性的比较
图3(a): NAC的TKN折线图
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图3 (b): NAC的TKN柱状图
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图3 (c): AAC的TKN折线图
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图3 (d): AAC的TKN柱状图
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图3堆肥前后氮含量变化

从上图自然曝气堆肥的图中可以看出,与添加蚯蚓相比,初始氮含量很低,为0.48,加速了堆肥过程,增加了两个仓的氮含量,但人工曝气堆肥的效果最大。蚯蚓堆肥中总氮含量的增加高于堆肥,其中牛粪的增加导致了养分含量的增加。许多作者报告说,有机碳的损失可能是氮升级的原因。

图4 (a): NAC的TOC折线图
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图4(b): NAC的TOC柱状图
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图4 (c): AAC的TOC折线图
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图4 (d): AAC的TOC柱状图
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图4:堆肥前后碳含量变化

结果表明,自然和人工曝气堆肥的初始碳含量都很高,分别为22.04和20.45,因为在堆肥过程中氮浓度较低,在相同的时间间隔内,人工曝气堆肥的碳含量下降到有利于堆肥的15.82,而自然曝气堆肥的碳含量为16.34。微生物的呼吸作用可通过co导致快速的碳损失2接种蚯蚓从基质中产生和消化碳水化合物、木质素、纤维素和其他多糖,可能在有机废物分解过程中导致碳减少。
图5(a): NAC碳氮比折线图
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图5(b): NAC的碳氮比柱状图
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图5(c): AAC的c /N比折线图
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图5(d): AAC的C/N比柱状图
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图5:堆肥前后碳氮比变化

牛粪是一种很好的氮源,在本研究中,通过减少牛粪的掺入来降低碳氮比,使废物混合物适合利用蚯蚓进行分解。自然曝气和人工曝气堆肥的C/N值持续下降,初始为45.91,堆肥后为19.45,而人工曝气堆肥在相同的时间间隔内,添加蚯蚓后的C/N值从37.18下降到17.38,最终C/N值均小于20,说明有机废物得到了稳定。
图6(a): NAC的pH折线图
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图6(b): NAC的pH值柱状图
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图6(c): AAC的pH折线图
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图6 (d): AAC的pH值柱状图
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图6:堆肥前后pH值变化

可以看出,初始堆肥的pH值在两个垃圾桶中都很低,而在垃圾桶中加入蚯蚓后,pH值有所增加。人工曝气堆肥的pH值更高,即8.48,而自然曝气堆肥的pH值为7.94。Kadam, 2004报道了蚯蚓在pH值为5和9时生物量和茧产量最小,而pH值低于5和高于9时蚯蚓死亡,生物量和茧产量最大大肠fetida并使堆肥过程更快。
图7(a): TKN折线图
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图7(b): TKN柱状图
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图7:自然曝气与人工曝气的氮含量比较

自然与人工曝气堆肥理化特性比较
在蚯蚓存在的情况下,自然曝气堆肥和人工曝气堆肥的总凯氏体氮含量均随时间显著增加。在初始阶段,氮含量为0.48,两种堆肥方法的氮含量都有所增加,但人工曝气堆肥的氮含量高于自然曝气堆肥,在不同的饲料混合物中,在蚯蚓堆肥周期结束时,氮含量为0.91,即0.84,这可能是由于有机物矿化的原因。
图8(a): TOC折线图
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图8(b): TOC柱状图
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图8:自然与人工曝气堆肥碳含量对比

从上图可以清楚地看出,由于氮量的增加,提供人工曝气的总有机碳含量比自然曝气少。由于自然曝气堆肥的碳含量为16.32,比人工曝气堆肥的碳含量(15.82)高,有利于堆肥,废弃物分解速度更快。
图9(a):碳氮比折线图
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图9(b):碳氮比柱状图
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图9:自然与人工曝气堆肥的C/N比比较

人工曝气蚯蚓堆肥效果最好,其C/N比低于自然曝气,且寺庙垃圾C/N比最低时,其分解速度更快。碳氮比降低的主要原因是部分碳以二氧化碳(CO)的形式释放2),原因是蚯蚓的呼吸活动。通过两种堆肥方法的比较,人工曝气堆肥在相同时间间隔下的C/N比低于自然曝气,为17.38。因此,当C/N值小于20时,有机质稳定程度较好,表明有机废物的成熟度较好
图10(a): pH值折线图
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图10(b): pH值柱状图
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图10:自然与人工曝气堆肥的pH值比较

最初,两种方法的pH值都是微酸性的,但两种成熟蚯蚓堆肥的最终pH值都在中性范围内,即7.90至8.48,非常有利于蠕虫在pH值5-9范围内存活。据报道,VC的pH值与底物有关,蚯蚓将蚯蚓堆肥的pH值维持在中性范围内。寺庙废物的轻微碱性可能是由于有机废物在生物转化过程中形成的中间产物。

结论

本研究的证据显示,寺庙废物是一种潜在的资源材料Eisenia fetida生物量和养分丰富的均质蚯蚓堆肥生产。因此,从目前的研究可以得出结论,采用穿孔管形式人工曝气,自然曝气和人工曝气,在短时间间隔内比自然曝气蚯蚓堆肥效果好,这是由于人工曝气蚯蚓堆肥所获得的堆肥具有更好的理化特性。因此,Nirmalya的废物可以以堆肥的形式重新利用,同时也增加了废物的价值。因此,利用人工曝气技术进行粪虫堆肥是一种很好的技术,可以最大限度地减少短间隔固体废物管理问题,也可以作为植物生长,施肥和调节土地的优质堆肥。

确认

对于我的导师,他对我学习的鼓励和一直以来的支持,我表示诚挚的敬意和感谢。Ganesh tekadi的人民提供了必要的信息和支持。我还要感谢GHRCE实验室和支持工作人员提供必要的化学品和设施以及目前的工作。

参考文献
  1. Akanksha Singh等人,废物管理,Vol 33, 1113-1118(2013)。
  2. Kaleet al.,纽约州,苹果。环绕。土壤科学,56,41-43(2010)。
  3. Ndegwa, P.M.等,生物资源技术,76卷,107-112(2001)。
  4. 李建军,刘建军,等。资源与环境保护,Vol . 55, 719-729(2011)。
  5. 李建军,张建军,张建军,等。环境科学与技术,Vol . 1, 182-192(2011)。
  6. J.A.John Paul et al.,生物资源技术,Vol 10, 6769-6773(2011)。
  7. Jaya Nair, et .,生物资源技术,Vol 97, 2091-2095(2006)。
  8. 马丽娜等,生物资源技术,Vol . 102, 2842-2852(2011)。
  9. 张海燕,生物资源技术,Vol . 97, 391-395(2006)。
  10. 李强,王晓春,生物资源技术,Vol . 137, 270 - 277(2013)。
  11. 李海峰等,生物资源技术,Vol . 101, 6692-6698(2010)。
  12. 《资源保护与循环利用》,Vol . 55, 548-553(2011)。
  13. Singh, A.等,《生物资源》。技术,卷85,107-111(2002)。
  14. 印度。B.V et al.,生物资源。技术,第25卷,259-260(1956年)。
  15. 苏萨,s.s。工程学报,Vol . 35, 914-920(2009)。
  16. Ubeyde Ipek等人,生物资源技术,Vol 84, 283-286(2002)。
  17. 李强,王晓超,生物资源技术,Vol . 37, 270-277(2013)。
  18. 张海燕,生物资源技术,Vol . 97, 391-395(2006)。