Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc điểm của quá trình ủ compost nhanh bằng chất thải từ chợ rau bằng Fourier transform-infrared (FT-IR) và các nghiên cứu nhiệt trong ba mùa khác nhau
Tóm tắt
Nghiên cứu về Fourier transform-infrared (FT-IR), nhiệt độ phân tích (TG), phân tích nhiệt độ vi sai (DTA) và phân tích nhiệt độ vi sai trọng lực (DTG) đối với hỗn hợp chất thải thực vật, bụi gỗ, lá cây và phân bò cho hoạt động vi sinh vật (nguyên liệu) và phân compost của chúng đã được thực hiện trong ba mùa khác nhau, tức là mùa đông, mùa xuân và mùa hè. Mối tương quan giữa các phân tích quang phổ và thành phần phân compost cung cấp thông tin về độ ổn định và mức độ trưởng thành trong quá trình ủ phân. Quang phổ FT-IR đã được sử dụng để xác định các nhóm chức năng và cường độ của chúng, trong khi TG, DTG và DTA được áp dụng để phân tích sự mất trọng lượng, tỷ lệ mất trọng lượng và biến thiên enthalpy trong phân compost. Sự giảm trọng lượng ở nguyên liệu thô và phân compost tại hai nhiệt độ khác nhau 250–350 và 350–500°C được ghi nhận là 38,06, 28,15% cho khu vực đầu vào và 14,08, 25,67% cho khu vực đầu ra vào mùa hè, trong khi số liệu này cho khu vực đầu vào là 50,59, 29,76% và 18,08, 25,67% cho khu vực đầu ra trong mùa xuân, cao hơn (5–10%) so với mùa đông. Nhiệt độ tương ứng trong DTA trong các mẫu từ khu vực đầu vào đến khu vực đầu ra là; endoterm (100–200°C) do sự mất nước, exoterm (300–320°C) do mất cấu trúc peptide, và exoterm (449–474°C) do mất cấu trúc aromatic đa hạch, mà cao hơn 4°C và 10–20°C và tỷ lệ mất trọng lượng cao hơn 5–10% trong mùa xuân và mùa hè so với quá trình ủ mùa đông, được báo cáo mà không phụ thuộc vào độ tuổi trưởng thành của phân compost. Cường độ tương đối của các exoterm (300–320/449–474°C) đã cung cấp các phân đoạn hợp chất hữu cơ ổn định hơn về mặt nhiệt. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng quá trình ủ compost bằng trống quay đối với các nguyên liệu hữu cơ vào mùa xuân và mùa hè mang lại độ phức tạp và độ ổn định phân tử cao hơn so với mùa đông.
Từ khóa
#Ủ compost #FT-IR #nghiên cứu nhiệt #chất thải thực vật #hoạt động vi sinh vật #mùa đông #mùa xuân #mùa hèTài liệu tham khảo
Adani F, Lozzi P, Genevini P (2001) Determination of biological stability by oxygen uptake on municipal solid waste and derived products. Compost Sci Utili 9:163–178
Bellamy LJ (1975) Infrared spectra of complex molecules. Chapman and Hall, London
Chefetz B, Hatcher PG, Hadar Y, Chen Y (1996) Chemical and biological characterization of organic matter during composting of municipal solid waste. J Environ Qual 25:776–785
Chen Y (2003) Nuclear magnetic resonance, infrared and pyrolysis: application of spectroscopy methodologies to maturity determination of composts. Compost Sci Util 11(2):152–168
Chen Y, Inbar Y (1993) Chemical and spectroscopic analysis of organic matter transformations during composting in relation to compost maturity. In: Hoitink HAJ, Keener HM (eds) Science and engineering of composting: design, environmental, microbiological and utilization aspects. Renaissance, Washington, pp 551–600
Dell’Abate MT, Benedetti A, Sequi P (2000) Thermal methods of organic matter maturation monitoring during a composting process. J Therm Anal Calorim 61:389–396
Diaz-Burgos MA, Polo A, Calcinai M, Masciandaro G, Ceccanti B (1994) Use of pyrolysis-gas chromatography to evaluate sludge humification. In: Senesi N, Miano TM (eds) Humic substances in the global environment and implications on human health. Elsevier, Amsterdam, pp 1285–1289
Garcia C, Hernandez T, Costa F (1992) Characterization of humic acids from uncomposted and composted sewage sludge by degradative and non-degradative techniques. Bioresour Technol 41:53–57
Gea T, Barrena R, Artola A, Sanchez A (2004) Monitoring the biological activity of the composting process: oxygen uptake rate (OUR), respirometric index (RI), and respiratory quotient (RQ). Biotechnol Bioeng 88:520–527
Gomez X, Cuetos MJ, Garcı′a AI, Mora′n A (2005) Evaluation of digestate stability from anaerobic process by thermogravimetric analysis. Thermochim Acta 426:179–184
Grube M et al (2006) Evaluation of sewage sludge-based compost by FT-IR spectroscopy. Geoderma 130:3–4
Hesse M, Meier H, Zeeh B (1995) Spektroskopische methoden in der organischen chemie. Georg Thieme Verlag, Stuttgart
Hsu JH, Lo SL (1999) Chemical and spectroscopic analysis of organic matter transformations during composting of pig manure. J Environ Pollut 104:189–196
Huang GF, Wu QT, Wong JWC, Nagar BB (2006) Transformation of organic matter during co-composting of pig manure with saw dust. Bioresour Technol 97:1834–1842
Iannotti DA, Grebus ME, Toth BL, Madden LV, Hoitink HAJ (1994) Oxygen respirometry to assess stability and maturity of composted municipal solid waste. J Environ Qual 23:1177–1183
Inbar Y, Chen Y, Hadar Y (1989) Solid-state carbon-13 nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy of composted organic matter. Soil Sci Soc Am J 153:1695–1701
Inbar Y, Hadar Y, Chen Y (1993) Recycling of cattle manure: the composting process and characterization of maturity. J Environ Qual 22:857–863
Jimenez EI, Garcia VP (1992) Determination of maturity indices for city refuse composts. Agric Ecosyst Environ 38:331–343
Jouraiphy A, Amir S, El-Gharous M, Revel J-C, Hafidi M (2005) Chemical and spectroscopic analysis of organic matter transformation during composting of sewage sludge and green plant waste. Int Biodeterior Biodegrad 56:101–108
Kalamdhad AS, Pasha M, Kazmi AA (2008) Stability evaluation of compost by respiration techniques in a rotary drum composter. Resour Conserv Recycl 52:829–834
Lardinois I, Van de Klundert A (1993) Organic waste-options for small-scale resource recovery. Urban solid waste series 1. In: van de Klundert A (ed) Technology transfer for development tool. WASTE Consultants, Amsterdam
Melis P, Castaldi P (2004) Thermal analysis for the evaluation of the organic matter evolution during municipal solid waste aerobic composting process. Thermochim Acta 413:209–214
Mondini C et al (2003) An integrated chemical, thermal, and microbiological approach to compost stability evaluation. J Environ Qual 32:2379–2386
National Solid Waste Association of India (2003) Urban Municipal Solid Waste Management. Special bulletin of the national solid waste association of India, Mumbai
Otero M, Calvo LF, Estrada B, Garcia AI, Moran A (2002) Thermogravimetry as a technique for establishing the stabilization progress of sludge from wastewater treatment plants. Thermochim Acta 389:121–132
Smidt E, Lechner P (2005) Study on the degradation and stabilization of organic matter in waste by means of thermal analyses. Thermochim Acta 438:22–28
Smidt E, Lechner P, Schwanninger M, Haberhauer G, Gerzabek MH (2002) Characterization of waste organic matter by FT-IR spectroscopy–application in waste science. Appl Spectrosc 56:1170–1175
Smith B (1999) Infrared spectral interpretation. CRC Press, Boca Raton/London/New York/Washington/DC
Tandy S et al (2010) FT-IR as an alternative method for measuring chemical properties during composting. Bioresour Technol 101:5431–5436