名稱：垃圾處理的堆肥技術
垃圾處理垃圾堆肥技術發(fā)展很快。自20世紀so年代起，我國應用“二次發(fā)酵工藝”，堆肥生產趨向于工廠化。但是這種垃圾處理技術應以垃圾分類為前提。因為從垃圾處理和利用角度看，未經分揀的垃圾成分相當復雜，僅僅靠機械篩分的辦法，許多有害物質就會隨著堆肥產品進人土壤，造成二次污染。目前在我國常用的生活垃圾堆肥技術可分為兩類:
(1)簡易高溫堆肥技術。這類技術的特征是:工程規(guī)模較小，機械化程度低。采用靜態(tài)發(fā)酵工藝，環(huán)保措施不齊全，投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術在中、小型城市應用較多。 (2)機械化高溫堆肥技術。這類技術的特征是:工程規(guī)模相對較大，機械化程度較高，一般采用間歇式動態(tài)好氧發(fā)酵工藝，有較齊全的環(huán)保措施，投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術。機械化高溫堆肥技術在我國曾有輝煌時期，從20世紀80年代初期到90年代中期，北京、上海、天津、武漢、杭州、無錫、常州等城市均建有這類堆肥廠。但由于堆肥質量不好、產品銷路不佳、收不抵支等原因，到1995年大多數(shù)已關閉。
堆肥化綜合處理工藝中，分選是關鍵，好氧發(fā)酵是主體，配制有機復混肥是目的。目前已建的幾個生活垃圾堆肥化處理廠之所以堆肥產品達不到農用標準，關鍵在于分選處理不徹底和有機廢物發(fā)酵因素控制欠科學化。至于制肥系統(tǒng)，只要腐熟堆肥符合農用標準，則以它為基料配制高效系列有機復混肥的技術是成熟可靠的。分選技術及其機械設備的科學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、表面潤濕性)而定，以達到回收可利用物質和分離不利堆肥物料為目的。
分選技術是整個堆肥化綜合處理工藝中的關鍵。中國各城市生活垃圾為混合袋裝收集，圾組成十分復雜，因此分選處理難度較大，必須開發(fā)將多種分選設備進行科學組合，集篩分、選、重力分選、選擇性破碎等技術方法為一體的專用分選工藝。實際上生活垃圾分選處理的機械設備并不復雜，主要是篩分機、皮帶輪磁選機、風力分選機、破碎機等，再配以給料機、運輸機、裝載機、通風機等。問題在于如何根據(jù)各城市生活垃圾組成的不同去選擇恰當?shù)姆诌x設備，如何把這些分選設備科學地組成分選能力強、效率高、能耗低、不堵塞、易維修的分選系統(tǒng)。生活垃圾堆肥化過程的分選處理分前分選處理(預處理)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，同時除去粗大的非堆肥的物料，以提高發(fā)酵倉容積系數(shù);后者用于一次發(fā)醉之后，目的是分離堆肥中不合農用標準的物料，因此分選設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)酵物一磁選一風力分選一雙層滾動篩分一往復剪切式破碎機”相組合的工序。一些垃圾處理廠忽視后分選處理的工藝，以致堆肥產品中仍有不合農用標準的物質未去除而影響堆肥質量，不合格的堆肥產品仍屬于垃圾范疇，在肥料市場上毫無競爭力。
生活垃圾好氧發(fā)酵過程是依靠生活垃圾中含有的各類微生物(細菌、放線菌、真菌)在分解有機物中交替出現(xiàn)，使堆肥溫度上升、下降，并分解有機廢物，使之轉化為腐殖質的生物化學過程。該過程通常分兩步完成，即第一次發(fā)酵(初級堆肥)和第二次發(fā)酵(熟化堆肥)。目前在施行這兩個發(fā)酵過程中存在如下一些問題有待解決。中國城市生活垃圾一次發(fā)酵大多是在發(fā)酵倉內進行靜態(tài)好氧發(fā)酵，采用機械強制通風，發(fā)酵10天左右，其中60℃高溫保持5天。影響有機廢物發(fā)酵的因素主要是有機質含量、濕度(含水率)、碳氮比、堆肥過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，必須調整好上述影響發(fā)酵的因素。但廠家在執(zhí)行過程中往往未嚴格監(jiān)控上述因素的變化，于是也就未及時予以調整，以致一次發(fā)酵未達預期效果。生活垃圾適于堆肥的有機物含量為20%一80%，以40%一60%為佳。
有機物含量低于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;但若有機物含量高于so%，則堆肥過程需大量供氧，而往往供氧不足發(fā)生厭氧過程。中國各城市生活垃圾的有機物含量不盡相同。同一城市因生活能源不同，垃圾中有機物含量也有差別。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，垃圾處理廠進料時必須有垃圾的有機物含量數(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繁殖和對氧的要求。若生活垃圾含水率高于65%，則易導致營養(yǎng)物滲出和造成通氣空隙不足，這會抑制需氧微生物的生長繁殖，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，好氧分解速率緩慢�？傊�，生活垃圾含水率過高或過低均需要進行調節(jié)。
通常分解有機廢物的微生物，其生長繁殖過程每利用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，碳氮比過低或過高都不利于嗜氧菌的生長繁殖，難以達到穩(wěn)定的最佳堆肥。中國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行調節(jié)，使碳氮比達到或接近35:l。生活垃圾堆肥過程還需要適宜的氧濃度 (14%一17%)，若過低(<10%)，則用強制性通風，以不斷補給氧氣，激發(fā)好氧菌的活性;否則氧不足將使好氧菌生長受抑制，使好氧發(fā)酵停止。反之若氧濃度高于20%，應減少風量至氧濃度適宜為止。
另外，垃圾堆肥過程也需要適宜發(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℃，微生物將進人休眠狀態(tài)或大量死亡，發(fā)酵緩慢甚至停止。有機廢物發(fā)酵過程適宜的州值為6 .5一7 .5，這是微生物(尤其是細菌和放線菌)生長最合適的酸堿度;但是它們可在州值為6一8范圍內繁殖，一般不必調整pH值;只有當pH值過高(困>9)或過低(州<4) 而減緩微生物降解速度時才調整堆肥的哪值。由上述可見，生活垃圾堆肥過程必須定時監(jiān)控影響有機廢物好氧發(fā)酵的諸因素，如垃圾進人儲集庫時有機物含量、含水率、碳氮比的分析測定數(shù)據(jù)，發(fā)酵過程碳氮比、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，則必須及時調整，以使有機廢物生物降解過程能順利進行�？墒�，目前一些垃圾堆肥廠并未嚴格實施碳氮比、氧濃度、溫度、州值的監(jiān)控任務，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)時間延長，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，經一周左右堆溫達60一70℃，同時微生物種群發(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物(纖維素和木質素為主)，需要進行二次發(fā)酵，其目的是為了使堆肥達到充分腐熟。但是，如果二次發(fā)酵順其自然進行，難分解的纖維素和抗分解的木質素還是難以徹底腐解，因為自然界只有少數(shù)種類微生物能分解木質素，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素殘留于堆肥產品內，堆肥產品中腐殖質低。于是如何加速纖維素和木質素徹底腐解，充分提高堆肥腐熟度(腐殖化穩(wěn)定程度)，便成為二次發(fā)酵的關鍵。·為此，可以通過微生物接種(添加苗劑)來提高熟化堆肥的發(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、生長快、易繁殖的菌株制成堆肥添加菌劑，均勻撒于一次發(fā)酵后經傳送帶送往二次發(fā)酵倉的初級堆肥上，接種菌劑的濃度按堆肥重量比的0.05一0.1配制。經過上述菌株接種后的二次發(fā)酵能得到無明顯纖維的熟化堆肥，其腐殖質含量可高于8%。
