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随着人民生活水平的提高和咖啡文化的普及,在各大中城市,咖啡馆大量的涌现,与之相伴的是大量的咖啡渣的产出。因咖啡馆分布零散,且单馆所产咖啡渣量小,使得常规咖啡渣的资源化利用方案难以有效实施。目前对咖啡馆产咖啡渣的处置,大多作为市政固废倾倒,加剧了城市日益严重的环境压力。为了实现咖啡馆产咖啡渣的资源化利用,本文以城市咖啡馆所产湿咖啡渣为主要原料,采用高温好氧堆肥工艺,通过系列实验,确定影响咖啡渣高温好氧堆肥的最佳工艺参数及通风方式,并根据所堆咖啡渣肥的特点,将其应用于花卉施肥和驱虫等特殊用途。主要研究方法和内容如下:1.咖啡渣高温好氧堆肥工艺参数的确定及腐熟度评价体系的确立通过正交试验确定咖啡渣高温好氧堆肥基础工艺条件的最优组合为通风速率0.45[L·(min·kg)-1]、含水率55%、碳氮比25、膨松剂添加9%。咖啡渣高温好氧反应器堆肥腐熟度评价标准:堆体温度高于55℃维持5d以上;堆肥成品1:10浸提液pH值在6.827.06范围内,EC在1.0671.345 mS·cm-1范围内;水溶性NH4+-N浓度低于0.43 mg·g-1;C/N<16,T值<0.6;GI>85%。2.咖啡渣高温好氧堆肥通风方式优化通过对咖啡渣好氧堆肥不同温度阶段一个通风周期内O2浓度变化的分析,优化确定D-T(通风时间-温度)通风控制方式为:T≤25℃,不通风;升温阶段(25℃<T≤55℃)通风5min休息9min;高温阶段(55℃<T≤60℃)通风5min休息5min,同时设定温度上限为60℃,超过60℃进行通风降温;降温阶段(25℃<T≤55℃)通风5min休息15min。在此控制条件下,D-T通风控制方式堆肥产物符合咖啡渣好氧堆肥腐熟度要求,其腐熟效果与通风时间控制和T-C(温度-O2浓度)控制相当,但其通风能耗较传统的通风时间控制减少26.9%,NH3排放减少11.2%,具有显著的节能减排效果。采用T-C控制虽然能进一步降低7.8%通风能耗,减少2.2%的NH3排放,但T-C控制需要更为精密和昂贵的在线分析和控制仪表,从工程实用角度,并不经济。3.咖啡渣高温好氧堆肥应用研究有机废弃物经过高温腐熟后最终目的是要获得肥料,通过施加咖啡渣有机肥的百合栽种实验得知,最佳咖啡渣有机肥添加量为20%,可以增加百合株高27.4%。在观赏方面可延长百合33.3%的花期,增加花朵数量26%,花冠直径增大38.2%,较传统鸡粪有机肥有明显优势。同时咖啡渣特殊的多孔结构在酸化土壤和盐渍化土壤修复方面有较高利用价值。对比蜗牛和蚂蚁在不同比例咖啡渣有机肥条件下的反应,证实咖啡渣有机肥具有一定的驱离昆虫作用。80%咖啡渣有机肥即可有效驱离蜗牛21.4h、驱离蚂蚁13.3h,100%咖啡渣有机肥具有最佳驱虫效果,可有效驱离蜗牛24.8h、驱离蚂蚁27.9h。研究结果表明,采用咖啡渣高温T-C控制好氧堆肥工艺,可高效腐熟咖啡渣,并有效降低堆肥能耗,减少氨的排放。所产咖啡渣肥是一种具有驱虫特性的有机肥土壤改良剂。本研究可为城市咖啡渣的无害化处置和资源化应用提供一种高效节能的可行的方法,降低城市咖啡渣产生的环境压力,也为花卉种植提供一种低成本的复合型有机土壤改良剂。