3.4.1 堆肥腐熟度评价方法
堆肥腐熟度是反映有机固体废物中有机物降解和生物化学稳定程度的指标,腐熟度判定对堆肥工艺和堆肥产品的质量控制以及堆肥使用后对环境的影响都具有重要意义。国内外对各种物料堆肥腐熟度做过大量研究,提出了各种评定腐熟度的指标与方法。但是堆肥过程是有机物的生化转化过程,由于有机物降解过程的复杂性,单一指标无法全面反映实际堆肥过程的腐熟特征(中国土壤学会农业化学专业委员会,1989)。物理学指标可作为经验判断,定性描述堆肥过程所处状态,但作为唯一指标则缺乏可比性;化学指标可信度比较高,能客观地表征堆肥过程,但单个化学指标评价很难克服因化学指标之间的相互影响而导致评价偏差;生物学指标可靠性较好,但针对性太强,缺乏普遍性。
采用多种分析方法测定堆肥的多个指标,然后对这些指标进行综合分析,能更加实际地反映出堆肥腐熟状况,同时由于影响堆肥腐熟度的众多因素具有不确定性和模糊性,所以鉴于当前未形成一个合理的腐熟度评价方法,模糊评价法不失为腐熟度评价的一种较好的分析方法。模糊评价法是把模糊数学应用到判别事物和系统优劣领域的方法,所揭示的是客观事物之间差异的中介过渡性引起的划分上的一种不确定性,根据给出的评价标准和实测值,经过模糊变换后对事物或系统做出综合评价。
(1)建立评价因子及确定等级
考虑到本研究是通过对8个不同堆肥工艺的评价获得较优的堆肥工艺,所以研究过程中,结合实测数据、经验值和专家评分,建立评价因子以及相应因子的分级数据。
(2)建立评价因子的隶属度
本研究采用的隶属度模型是:
(模型3-1)
(模型3-2)
(模型3-3)
(模型3-4)
将各项评价因子实测值代入相应的隶属函数,m个评价因子隶属于n个不同级别的隶属度组成隶属度矩阵R(R为m×n阶)。
(3)权数确定
Wi=(Ci/Si)/∑(Ci/Si) (3-1)
式中 i——各项评价因子;
Wi——某项指标的权重;
Ci——第i个因子的实测值;
Si——第i个因子的分级均值;
对表观指数、高温持续时间等数值越大表示程度越好的权重取倒数,为了进行模糊运算,各项权重应归一化:
Wi归=Wi/∑Wi
(4)确立隶属关系,获得模糊评判矩阵
采用模糊统计方法,由专家和资深人士对各因素进行评分,统计并归一化,从而获得模糊评判矩阵:
R=(R1,R2,…,Rn)T
式中 Ri——Ri=(ri1,ri2,…,rim)T,第i个因素的模糊评判向量,所以单因素的模糊评判向量构成多因素模糊评判矩阵。
(5)模糊复合运算及结果评定
将隶属度矩阵R与权重矩阵W进行模糊复合运算,再根据复合运算结构判定相应工艺堆肥产品的等级。其中模糊复合运算按下式计算:
B=W×R