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。因為從垃圾處理和利用角度看，未經(jīng)分揀的垃圾成分相當(dāng)復(fù)雜，僅僅靠機械篩分的辦法，許多有害物質(zhì)就會隨著堆肥產(chǎn)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(shù)可分為兩類:
(1)簡易高溫堆肥技術(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(shù)在中、小型城市應(yīng)用較多。 (2)機械化高溫堆肥技術(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(shù)。機械化高溫堆肥技術(shù)在我國曾有輝煌時期，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，配制有機復(fù)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(chǎn)品達不到農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)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(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復(fù)混肥的技術(shù)是成熟可靠的。分選技術(shù)及其機械設(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、表面潤濕性)而定，以達到回收可利用物質(zhì)和分離不利堆肥物料為目的。
分選技術(shù)是整個堆肥化綜合處理工藝中的關(guān)鍵。中國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。實際上生活垃圾分選處理的機械設(shè)備并不復(fù)雜，主要是篩分機、皮帶輪磁選機、風(fēng)力分選機、破碎機等，再配以給料機、運輸機、裝載機、通風(fēng)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(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、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(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(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)力分選一雙層滾動篩分一往復(fù)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(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(xì)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(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的生物化學(xué)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(nèi)進行靜態(tài)好氧發(fā)酵，采用機械強制通風(fēng)，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(zhì)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(diào)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(yán)格監(jiān)控上述因素的變化，于是也就未及時予以調(diào)整，以致一次發(fā)酵未達預(yù)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(dǎo)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(diào)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(diào)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(fēng)，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(yīng)減少風(fēng)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(xì)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(nèi)繁殖，一般不必調(diào)整pH值;只有當(dāng)pH值過高(困>9)或過低(州<4) 而減緩微生物降解速度時才調(diào)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(diào)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(yán)格實施碳氮比、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(jīng)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(zhì)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(zhì)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(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(jīng)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(jīng)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(zhì)含量可高于8%。
