名稱：垃圾處理的堆肥技術(shù)
垃圾處理垃圾堆肥技術(shù)發(fā)展很快。自20世紀(jì)so年代起，我國(guó)應(yīng)用“二次發(fā)酵工藝”，堆肥生產(chǎn)趨向于工廠化。但是這種垃圾處理技術(shù)應(yīng)以垃圾分類為前提。因?yàn)閺睦幚砗屠媒嵌瓤�，未�?jīng)分揀的垃圾成分相當(dāng)復(fù)雜，僅僅靠機(jī)械篩分的辦法，許多有害物質(zhì)就會(huì)隨著堆肥產(chǎn)品進(jìn)人土壤，造成二次污染。目前在我國(guó)常用的生活垃圾堆肥技術(shù)可分為兩類:
(1)簡(jiǎn)易高溫堆肥技術(shù)。這類技術(shù)的特征是:工程規(guī)模較小，機(jī)械化程度低。采用靜態(tài)發(fā)酵工藝，環(huán)保措施不齊全，投資及運(yùn)行費(fèi)用均較低。簡(jiǎn)易高溫堆肥技術(shù)在中、小型城市應(yīng)用較多。 (2)機(jī)械化高溫堆肥技術(shù)。這類技術(shù)的特征是:工程規(guī)模相對(duì)較大，機(jī)械化程度較高，一般采用間歇式動(dòng)態(tài)好氧發(fā)酵工藝，有較齊全的環(huán)保措施，投資及運(yùn)行費(fèi)用均高于簡(jiǎn)易高溫堆肥技術(shù)。機(jī)械化高溫堆肥技術(shù)在我國(guó)曾有輝煌時(shí)期，從20世紀(jì)80年代初期到90年代中期，北京、上海、天津、武漢、杭州、無(wú)錫、常州等城市均建有這類堆肥廠。但由于堆肥質(zhì)量不好、產(chǎn)品銷路不佳、收不抵支等原因，到1995年大多數(shù)已關(guān)閉。
堆肥化綜合處理工藝中，分選是關(guān)鍵，好氧發(fā)酵是主體，配制有機(jī)復(fù)混肥是目的。目前已建的幾個(gè)生活垃圾堆肥化處理廠之所以堆肥產(chǎn)品達(dá)不到農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵在于分選處理不徹底和有機(jī)廢物發(fā)酵因素控制欠科學(xué)化。至于制肥系統(tǒng)，只要腐熟堆肥符合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，則以它為基料配制高效系列有機(jī)復(fù)混肥的技術(shù)是成熟可靠的。分選技術(shù)及其機(jī)械設(shè)備的科學(xué)組合視生活垃圾組成的物性(如粒度、比重、磁性、電性、摩擦性、彈性、表面潤(rùn)濕性)而定，以達(dá)到回收可利用物質(zhì)和分離不利堆肥物料為目的。
分選技術(shù)是整個(gè)堆肥化綜合處理工藝中的關(guān)鍵。中國(guó)各城市生活垃圾為混合袋裝收集，圾組成十分復(fù)雜，因此分選處理難度較大，必須開發(fā)將多種分選設(shè)備進(jìn)行科學(xué)組合，集篩分、選、重力分選、選擇性破碎等技術(shù)方法為一體的專用分選工藝。實(shí)際上生活垃圾分選處理的機(jī)械設(shè)備并不復(fù)雜，主要是篩分機(jī)、皮帶輪磁選機(jī)、風(fēng)力分選機(jī)、破碎機(jī)等，再配以給料機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、裝載機(jī)、通風(fēng)機(jī)等。問(wèn)題在于如何根據(jù)各城市生活垃圾組成的不同去選擇恰當(dāng)?shù)姆诌x設(shè)備，如何把這些分選設(shè)備科學(xué)地組成分選能力強(qiáng)、效率高、能耗低、不堵塞、易維修的分選系統(tǒng)。生活垃圾堆肥化過(guò)程的分選處理分前分選處理(預(yù)處理)和后分選處理(精分選)，前者用于一次發(fā)酵前，目的是回收可利用物資(如易拉罐、塑料制品、鐵塊等等)，使其循環(huán)再生利用，同時(shí)除去粗大的非堆肥的物料，以提高發(fā)酵倉(cāng)容積系數(shù);后者用于一次發(fā)醉之后，目的是分離堆肥中不合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的物料，因此分選設(shè)備的選擇和組合更為重要，其中最棘手的是塑料薄膜和重金屬的去除。為此，建議在后分選處理中采用“一次發(fā)酵物一磁選一風(fēng)力分選一雙層滾動(dòng)篩分一往復(fù)剪切式破碎機(jī)”相組合的工序。一些垃圾處理廠忽視后分選處理的工藝，以致堆肥產(chǎn)品中仍有不合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的物質(zhì)未去除而影響堆肥質(zhì)量，不合格的堆肥產(chǎn)品仍屬于垃圾范疇，在肥料市場(chǎng)上毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力。
生活垃圾好氧發(fā)酵過(guò)程是依靠生活垃圾中含有的各類微生物(細(xì)菌、放線菌、真菌)在分解有機(jī)物中交替出現(xiàn)，使堆肥溫度上升、下降，并分解有機(jī)廢物，使之轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過(guò)程。該過(guò)程通常分兩步完成，即第一次發(fā)酵(初級(jí)堆肥)和第二次發(fā)酵(熟化堆肥)。目前在施行這兩個(gè)發(fā)酵過(guò)程中存在如下一些問(wèn)題有待解決。中國(guó)城市生活垃圾一次發(fā)酵大多是在發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行靜態(tài)好氧發(fā)酵，采用機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)，發(fā)酵10天左右，其中60℃高溫保持5天。影響有機(jī)廢物發(fā)酵的因素主要是有機(jī)質(zhì)含量、濕度(含水率)、碳氮比、堆肥過(guò)程的氧濃度和溫度以及PH值。欲使一次發(fā)酵如期順利完成，必須調(diào)整好上述影響發(fā)酵的因素。但廠家在執(zhí)行過(guò)程中往往未嚴(yán)格監(jiān)控上述因素的變化，于是也就未及時(shí)予以調(diào)整，以致一次發(fā)酵未達(dá)預(yù)期效果。生活垃圾適于堆肥的有機(jī)物含量為20%一80%，以40%一60%為佳。
有機(jī)物含量低于20%，則不能提供足夠熱能供嗜熱菌繁殖，難以維持高溫發(fā)酵;但若有機(jī)物含量高于so%，則堆肥過(guò)程需大量供氧，而往往供氧不足發(fā)生厭氧過(guò)程。中國(guó)各城市生活垃圾的有機(jī)物含量不盡相同。同一城市因生活能源不同，垃圾中有機(jī)物含量也有差別。即使生活能源相同的城鎮(zhèn)，因季節(jié)不同，垃圾中有機(jī)物含量也有變化;因此為了有效控制發(fā)酵因素，垃圾處理廠進(jìn)料時(shí)必須有垃圾的有機(jī)物含量數(shù)據(jù)。此外，生活垃圾用于堆肥的最適合的含水率為50%一60%(尤以55%為佳)，這種濕度最適宜嗜熱微生物的生長(zhǎng)繁殖和對(duì)氧的要求。若生活垃圾含水率高于65%，則易導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物滲出和造成通氣空隙不足，這會(huì)抑制需氧微生物的生長(zhǎng)繁殖，甚至發(fā)生不良的厭氧分解，堆溫下降;而含水率低于 40%也不利于需氧微生物生長(zhǎng)，好氧分解速率緩慢�？傊罾蔬^(guò)高或過(guò)低均需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通常分解有機(jī)廢物的微生物，其生長(zhǎng)繁殖過(guò)程每利用30份碳就需要1份氮。據(jù)此，一次發(fā)酵適宜的碳氮比定為(25:1)一(35:l)為佳，碳氮比過(guò)低或過(guò)高都不利于嗜氧菌的生長(zhǎng)繁殖，難以達(dá)到穩(wěn)定的最佳堆肥。中國(guó)一些大中城市生活垃圾的碳氮比大多高于35:1，因此往往要添加糞便或氮肥水進(jìn)行調(diào)節(jié)，使碳氮比達(dá)到或接近35:l。生活垃圾堆肥過(guò)程還需要適宜的氧濃度 (14%一17%)，若過(guò)低(<10%)，則用強(qiáng)制性通風(fēng)，以不斷補(bǔ)給氧氣，激發(fā)好氧菌的活性;否則氧不足將使好氧菌生長(zhǎng)受抑制，使好氧發(fā)酵停止。反之若氧濃度高于20%，應(yīng)減少風(fēng)量至氧濃度適宜為止。
另外，垃圾堆肥過(guò)程也需要適宜發(fā)酵溫度和州值，發(fā)酵溫度以35一55℃為宜。若發(fā)酵溫度低于15℃或高于70℃，微生物將進(jìn)人休眠狀態(tài)或大量死亡，發(fā)酵緩慢甚至停止。有機(jī)廢物發(fā)酵過(guò)程適宜的州值為6 .5一7 .5，這是微生物(尤其是細(xì)菌和放線菌)生長(zhǎng)最合適的酸堿度;但是它們可在州值為6一8范圍內(nèi)繁殖，一般不必調(diào)整pH值;只有當(dāng)pH值過(guò)高(困>9)或過(guò)低(州<4) 而減緩微生物降解速度時(shí)才調(diào)整堆肥的哪值。由上述可見，生活垃圾堆肥過(guò)程必須定時(shí)監(jiān)控影響有機(jī)廢物好氧發(fā)酵的諸因素，如垃圾進(jìn)人儲(chǔ)集庫(kù)時(shí)有機(jī)物含量、含水率、碳氮比的分析測(cè)定數(shù)據(jù)，發(fā)酵過(guò)程碳氮比、氧濃度、溫度以及州值的變化數(shù)據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)其中某一因素偏離上述適宜范圍，則必須及時(shí)調(diào)整，以使有機(jī)廢物生物降解過(guò)程能順利進(jìn)行�？墒牵壳耙恍├逊蕪S并未嚴(yán)格實(shí)施碳氮比、氧濃度、溫度、州值的監(jiān)控任務(wù)，某些偏離適宜值的因素未予糾偏，以致微生物活性受抑制而造成初堆(一次發(fā)酵)時(shí)間延長(zhǎng)，而且腐熟度偏低。
一次發(fā)酵初期，生括垃圾中易分解的水溶性有機(jī)廢物(糖類和淀粉)受嗜溫性菌類作用而迅速分解，堆肥溫度急劇上升，經(jīng)一周左右堆溫達(dá)60一70℃，同時(shí)微生物種群發(fā)生變化，嗜溫菌受抑制，而嗜熱菌活性增加，纖維素受嗜熱菌作用而分解;但一次發(fā)酵后仍殘留不少難降解的有機(jī)物(纖維素和木質(zhì)素為主)，需要進(jìn)行二次發(fā)酵，其目的是為了使堆肥達(dá)到充分腐熟。但是，如果二次發(fā)酵順其自然進(jìn)行，難分解的纖維素和抗分解的木質(zhì)素還是難以徹底腐解，因?yàn)樽匀唤缰挥猩贁?shù)種類微生物能分解木質(zhì)素，要徹底分解需數(shù)月甚至一二年;因此二次發(fā)酵后依然有一部分木質(zhì)素殘留于堆肥產(chǎn)品內(nèi)，堆肥產(chǎn)品中腐殖質(zhì)低。于是如何加速纖維素和木質(zhì)素徹底腐解，充分提高堆肥腐熟度(腐殖化穩(wěn)定程度)，便成為二次發(fā)酵的關(guān)鍵。·為此，可以通過(guò)微生物接種(添加苗劑)來(lái)提高熟化堆肥的發(fā)酵效率，使堆肥充分腐熟。具體做法是:將篩選出分解纖維能力強(qiáng)、生長(zhǎng)快、易繁殖的菌株制成堆肥添加菌劑，均勻撒于一次發(fā)酵后經(jīng)傳送帶送往二次發(fā)酵倉(cāng)的初級(jí)堆肥上，接種菌劑的濃度按堆肥重量比的0.05一0.1配制。經(jīng)過(guò)上述菌株接種后的二次發(fā)酵能得到無(wú)明顯纖維的熟化堆肥，其腐殖質(zhì)含量可高于8%。
