2.1物理化学指标
1)含水率的变化
从图1中可以看出,夏秋两季的原垃圾含水率大约在60%左右,基本达到堆肥的含水率要求;而春冬两季的原垃圾含水率大约在45%左右,未达到堆肥含水率要求。因此这两个季节的垃圾进入隧道后,通过喷洒渗滤液补充水分不足,最终使水分达到60%左右。但是在隧道发酵2周过程中,为了控制堆肥温度在55~60℃,堆肥过程中需持续不断地进行强制通风,过量通风和高温蒸发过程会造成大量水分散失,因此,需要不断地向堆肥垛中鼓入已加湿的空气以补充水分。尽管如此,堆肥过程中水分损失还比较大,在堆肥发酵2周后,堆肥的含水率从堆肥发酵前的60%下降到42%~47%,在后熟化和最终熟化两个阶段完成时,堆肥含水率已降到30%左右。这说明堆肥过程中由于高温和通气作用,随着热量损失和气体排放,将有一部分水分损失掉,所以,堆肥过程中水分含量是下降的。

图1堆肥过程中含水率的变化
2)pH值变化
许多研究者提出,pH值可以作为评价堆肥腐熟度的一个指标。一般认为pH值在7.8-8.5时,可获得最大堆肥速率。从图2中可以看出,不同季节堆肥,pH值的总体变化均呈上升趋势。堆肥原料和发酵初期,pH值为弱酸性到中性,一般为5-7。夏秋两季堆肥原料的pH值比冬春两季堆肥原料的pH值要低得多,但随着堆肥的进行,该两季pH值升高却较快。这是因为这两个季节产生的垃圾含有大量的蔬菜和水果废弃物,使堆肥过程中微生物生长和繁殖较快,同时含氮有机物质剧烈分解,产生大量氨态氮,同时一部分有机酸氧化分解和挥发而使pH值升高较快。随着堆肥的进行,发酵2周后的夏秋两季的堆肥pH值分别达到了7.5和7.8;而冬春两季pH值升高较慢,在7左右。随着堆肥的进行,氨释放量减少,同时有机质分解产生的有机酸又起中和作用,使pH值增幅减少,在后熟化3周后,由于易分解有机物的分解趋近完全,在堆肥结束时,4个季节的pH值大致维持在8.0左右。其中夏秋两季pH值分别7.60和7.75,冬春两季pH值分别为8.36和7.76,基本达到腐熟堆肥呈弱碱性的标准。

图2堆肥过程中pH值的变化
3)电导率(EC)的变化
从图3可以看出,对于4个季节的堆肥处理,EC值的变化趋势基本上是一致的,都在逐渐下降,这是由于随着CO2、NH3的挥发,以及胡敏酸物质含量的升高和阳离子交换量的升高,使得EC值下降。在堆制5周后,4个季节的EC值就降到了作物受抑制的限定值(0.4×104μS/cm)以下,所以最终堆肥产品施入土壤后,不会产生盐分毒害问题。

图3堆肥过程中EC值变化
4)有机质的变化
从图4中可以看出,在堆肥过程中,四个季节的有机碳含量随着堆肥时间的延长均呈下降趋势。此外冬季堆肥的有机碳明显低于夏季堆肥的有机碳,春秋居中,这是由于夏季堆肥的原料中瓜皮、菜叶等有机垃圾较多,而冬季堆肥的原料中以无机煤灰或其他无机物较多。该垃圾是来自宣武区、丰台区和大兴区的源头混合垃圾,虽然经马家楼分拣站筛分处理,但没有按有机和无机密度差进一步进行分选,因此15~60mm的部分中仍含有一些不能降解的物质,如炉灰、砖瓦、塑料、玻璃、金属和废电池物质仍然存在,总含量在冬季达到31.7%。(表1)。

图4堆肥过程中总有机碳(TOC)的变化
表1冬季垃圾及其堆肥过程中物理组成的变化(湿基%)
