随着我国农业和工业的快速发展以及城市生活水平的提高,我国有机固体废弃物的产量逐年增加。有机固废来源十分广泛,种类繁多,成分复杂,产生量巨大。有机固废乱堆乱排乱放,得不到合理有效的处理处置,一方面会造成大量土地资源被占用和有机资源的浪费,另一方面会造成严重的环境污染以及对人体健康的危害。好氧堆肥是目前国内外应用比较广泛的污泥处置方式,是解决可生物降解有机固废的有效途径之一。好氧堆肥化过程是一个较为复杂的生物发酵过程。不同有机物转化过程中,由于其本身物质组成的不同和C/N的不同,产生的中间产物种类和量也会有所不同。pH值对参与发酵过程的微生物区系组成和作用效率均有较大影响,通过对原料的合理配置从而将pH值控制在合理的范围内不仅影响到发酵的过程,也会影响到产物的性质特别是包括产物的pH,但有关这方面的研究很少。本文通过以下三个不同规模的试验对有机固废好氧发酵过程的pH变化规律进行了探究。(1)在实验室条件下对三种具有不同C/N比的有机固废材料(小麦秸秆、毛豆叶、牛粪)进行的单独好气矿化培养试验:将麦秸秆、毛豆叶和牛粪三种材料分别以1:20质量比与石英砂充分混合均匀,加入相同体积的土壤提取液,调至最大持水量的50%,于恒温30℃进行为期30天的培养试验,测定培养过程中的pH、全氮、铵态氮、硝态氮、CO2释放速率。(2)利用木屑、水稻秸秆、玉米秸秆与污泥混合进行小堆体好氧发酵试验:设置污泥与材料的湿重比为6:1,好氧发酵全过程60天,发酵过程中测定温度、pH、TOC、DOC、全氮、铵态氮、硝态氮。(3)工厂化生产条件下进行的药渣与污泥不同混合比发酵试验:设置药渣与污泥的体积比分别为0.5:1、1:1、1.5:1和2:1共四个处理,发酵堆肥全长58天,测定堆肥过程中的温度、pH、铵态氮、硝态氮、有机碳等。通过三个不同规模的试验,初步得到以下结论:(1)试验室单独好气培养发现,有机碳的矿化与有机材料本身总有机碳和可溶性有机碳的含量有关。高含量总有机碳和可溶性有机碳会增加材料的有机碳分解和CO2释放量。有机材料的氮释放与含氮量及C/N比有一定的联系:较高的氮含量和较低的C/N比会促进氮的释放,并且在培养初期释放量最多,释放速率最快。(2)试验室单独好气培养结果显示,在好气培养过程中,C/N比较小的牛粪与毛豆叶处理的铵态氮和硝态氮呈现此消彼长的状态,意味着铵态氮向硝态氮的转化。但C/N比较大的麦秸秆在培养过程中,其铵态氮和硝态氮之间这种关系不够明显。材料在培养初期发生的氨化作用会导致pH的上升,随后的铵态氮向硝态氮的转化会导致pH值的下降。C/N最低的毛豆叶在培养结束时的pH增加最多。(3)由于矿化过程中有机酸的脱羧作用属于消耗H+的过程,会导致pH值的升高,因此材料体内的DOC含量和有机酸含量对产物pH有着极大的影响。试验的结果证实,三种材料最终pH的升高程度是毛豆叶>麦秸秆>牛粪,这与它们体内可溶性有机碳与有机酸的含量顺序是一致的。(4)三种材料的小堆体污泥发酵试验表明,由于堆体中的污泥部分含氮量较高,其中的氮释放后最终会大部分转化成硝酸根,释放出大量H+,因此添加三种材料后的污泥堆肥的最终堆体pH均低于最初的堆体pH。(5)小堆体好氧发酵试验显示,随着铵态氮的下降和硝态氮的上升,堆体的pH呈现相应的下降趋势。堆体的最终pH是玉米秸秆处理>水稻秸秆处理>木屑处理,这与它们体内的有机酸含量顺序一致,与实验室单独材料培养试验的结果也一致,再次证实了原料中可溶性有机酸根的含量越高,由于脱羧基的过程的存在,最终产物的pH也越高。(6)工厂化生产条件下有机物料好氧堆肥过程中pH的变化与铵态氮和硝态氮的产生和转化有关,氨化作用较强时,铵态氮上升,pH上升;硝化作用较强时,铵态氮转化为硝态氮,pH下降。堆肥起始阶段的原料pH影响最终的产物pH,但堆肥过程的进行总体上缩小了它们之间的差异。