【正文】 工藝 厭氧生化處理工藝 是在缺氧情況下，利用自然界固有的微生物厭氧菌（特別是甲烷菌），將垃圾中有機(jī)物作為它的營(yíng)養(yǎng)源，經(jīng)過(guò)甲烷菌的新陳代謝生理功能，將垃圾中 有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼肥 的整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程，通稱(chēng) “有機(jī) 物垃圾厭氧消化作用 ”。 ① 在液化階段 ，厭氧菌種利用胞外酶對(duì)垃圾有機(jī)物進(jìn)行 酶解 ，使固態(tài)物變成 可溶于水的物質(zhì) ； ②在 產(chǎn)酸階段 ，則依靠產(chǎn)酸菌將上述可溶物生成 酸性中間物 ； ③ 產(chǎn)甲烷階段 ，最后由甲烷菌利用酸性中間物、以及物料中的其他碳類(lèi)化合物轉(zhuǎn)化為 甲烷 ，即我們經(jīng)常所說(shuō)的沼氣。其中：有機(jī)質(zhì) ≥30%；全氮 ≥%；其它肥效均超過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 1倍以上。 采用本工藝時(shí)，其系統(tǒng)設(shè)備投資僅為同樣規(guī)模（指同樣的垃圾日處理量）的熱解工藝設(shè)備投資 50％左右，故經(jīng)濟(jì) 效果顯著，其投資利潤(rùn)率約為 10～ 15%，投資回收期約為 8～ 10年。 2 異 ： ① 條件不同。 ③ 降解能力不同，好氧發(fā)酵能降解的有機(jī)物種類(lèi)比較有限， 厭氧情況有助于一些好 氧 情況下難降解的有機(jī)物的降解 。堆肥技術(shù)在歐美國(guó)家起步較早，目前已經(jīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的水平。但就我國(guó)垃圾的具體情況來(lái)看，生活垃圾 中的易腐有機(jī)物含量較高，采用堆肥技術(shù)可以達(dá)到比較好的處理效果。但是這與我們所講的垃圾堆肥技術(shù)相去甚遠(yuǎn)，因?yàn)樵谶@些地方僅僅是將生活垃圾填埋，靠自然發(fā)酵，若干年后再挖掘出來(lái)，篩去其中的塑料等不腐爛的物質(zhì)后就當(dāng)作肥料出售。實(shí)踐證明，用 混合收集的城市垃圾 生產(chǎn)出來(lái)的堆肥，肥效低、雜質(zhì)多、成本高，不便用于農(nóng)田生產(chǎn)，也影響其市場(chǎng)發(fā)展。 降低堆肥成本，提高堆肥產(chǎn)品質(zhì)量，開(kāi)辟市場(chǎng)渠道 是發(fā)展城市垃圾堆肥處理技術(shù)的關(guān)鍵因素，而 影響這些因素的重要條件是 實(shí)現(xiàn)有機(jī)垃圾的分類(lèi)收集 垃圾堆肥處理技術(shù)不應(yīng)盲目推廣 目前，國(guó)內(nèi)已上馬的大多數(shù)垃圾堆肥處理場(chǎng)，都沒(méi)有對(duì)限制堆肥應(yīng)用的垃圾成分和變化以及市場(chǎng)作認(rèn)真分析，很難說(shuō)前途如何。 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)開(kāi)發(fā)了機(jī)械化程度較高的動(dòng)態(tài)堆肥技術(shù)。 其實(shí)，垃圾堆肥化技術(shù)在我國(guó)城市發(fā)展空間有局限，主要的不是技術(shù)的因素，而是 非技術(shù)的經(jīng)濟(jì)因素 。在黏性土壤地區(qū)，特別是南方的紅黃粘土、磚紅黏土、紫色土地區(qū)有較好的銷(xiāo)路。國(guó)內(nèi)新近上馬的多數(shù)堆肥化處理場(chǎng)，普遍缺乏對(duì)堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力進(jìn)行認(rèn)真、科學(xué)的分析。 上世紀(jì)九十年代以來(lái)，我國(guó)先后建成了一大批垃圾堆肥廠；由于種種原因，許多堆肥廠要么早已關(guān)閉、設(shè)備閑置，要么時(shí)開(kāi)時(shí)停、垃圾處理受堆肥銷(xiāo)售的制約；堆肥廠普遍存在的問(wèn)題有：廠區(qū)環(huán)境差，堆肥質(zhì)量差、存在異地污染 (砂化土壤 和重金屬污染 )問(wèn)題，致使銷(xiāo)售不暢、堆肥產(chǎn)品積壓，經(jīng)濟(jì)效益差等。大中型企事業(yè)單位的混裝垃圾，可裝入道路清掃垃圾的垃圾箱，運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)填埋，避免其進(jìn)入垃圾堆肥廠。 4）加強(qiáng)科學(xué)研究，指導(dǎo)垃圾堆肥的實(shí)際工程，進(jìn)行 工藝技術(shù)改造 等。堆肥 廠建設(shè)工期指標(biāo)控制在 6～ 10 個(gè)月。處理城市生活垃圾，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化、減量化和再資源化，消 除城市生活垃圾的污染已成為我國(guó)必須解決的重大問(wèn)題。據(jù)研究表明，優(yōu)質(zhì)堆肥施用適量，一般均有較好的增產(chǎn)作用，尤其用于中低肥力的菜地或新菜地，增產(chǎn)效果更好，而且可提高蔬菜品質(zhì)，降低爛菜率，增加蔬菜中鈣、鉀含量，明顯降低硝酸鹽、亞硝酸鹽含量。采用 通風(fēng)管道自然通風(fēng) ，發(fā)酵過(guò)程中溫度控制在 50～ 70℃ 進(jìn)行好氧發(fā)酵，約 15天后第一階段的發(fā)酵完畢，起堆。城市垃圾的微生物數(shù)量，隨垃圾的性質(zhì)不同，差 別很大。 ② 養(yǎng)成分微生物 生長(zhǎng)繁殖需要一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，即碳、氮、磷、鉀和微量元素。適宜于微生物生長(zhǎng)繁殖的碳氮比，應(yīng)在 30～ 35∶ 1，氮磷比 100∶ 1為宜。碳氮比值越高，堆肥周期越長(zhǎng)。水分低于 10％，有機(jī)物分解就會(huì)停止。因此可以加入一些石灰，鈣鎂磷肥或其他物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié) pH值。垃圾堆肥有 自然發(fā)酵 和 強(qiáng)制通風(fēng) 兩種方法。倉(cāng)中設(shè)有 專(zhuān)門(mén)通氣孔道 ，通氣孔直徑 15～20毫米不等，倉(cāng)頂設(shè)有可開(kāi)啟的塑料或水泥密封蓋。為此要求堆肥必須 充分腐熟 ，顏色成 棕褐色或棕黑色 ， 無(wú)惡臭 ， 殺死蟲(chóng)卵、致病菌和雜草種子 ， 無(wú)塑料 、玻璃、金屬、磚瓦、石塊 等有害物。為了便于運(yùn)輸、保管和使用，應(yīng)該把堆肥的水分含量控制在適當(dāng)?shù)姆秶? 垃圾糞便處理，多采用物理和化學(xué)等多種方法結(jié)合進(jìn)行除臭，主要方法有： 水洗法 充填塔、噴霧塔、水通氣 冷卻法 濃縮 ① 物理方法 吸附法 活性炭、離子交換、表面活性劑 空氣稀釋 法 藥劑處理 法 酸堿、次氯酸鹽、臭氧、鋅鹽、銅鹽、掩蓋劑 ②化學(xué)方法 生物化學(xué)分解法 土壤凈化法 四 經(jīng)濟(jì)效益 和結(jié)論 施用無(wú)害化處理的優(yōu)質(zhì)垃圾堆肥，對(duì) 改善 土壤 物理性狀有明顯作用。由于垃圾堆肥質(zhì)地為砂性，在粘重土壤上施用，對(duì)改善土壤的效果更好。以畝施 3萬(wàn)公斤垃圾堆肥計(jì)算，鉀 (K2O)流失量比不施垃圾堆肥的處理增加外，硝態(tài)氮和酰胺態(tài)氮損失量分別減少 4％和 8％～ 10％。 垃圾肥用量以每年畝施 5～ 10噸效果較好，配合施用 20～40公斤化肥，效果更好。垃圾肥在蔬菜上增產(chǎn)效果較好，特別是葉類(lèi)蔬菜上增產(chǎn)效果更為顯著。由單施菌素的 274毫克 /公斤下降到 45～ 119毫克 /公斤?？梢?jiàn)，施用無(wú)害化處理的垃圾堆肥是安全可靠的。施用垃圾肥是否會(huì)導(dǎo)致土壤污染問(wèn)題，據(jù)各方面的試驗(yàn)表明，凡是經(jīng)無(wú)害化處理的垃圾肥，土壤重金屬污染，病原菌、寄生蟲(chóng)卵的污染均與不施垃圾肥的對(duì)照土壤相近。 施用垃圾堆肥不僅能增加作物產(chǎn)量，而且能 提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì) 。在中、低肥力土壤上的增產(chǎn)效果相當(dāng)可觀，配合少量化肥后，增產(chǎn)率可達(dá) 66％～ 79％。據(jù)北京朝陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)，利用垃圾肥種植蔬菜，西紅柿、柿子椒、大白菜增產(chǎn)幅度在 ％～ ％；可使玉米、水稻增產(chǎn) ％～％。土壤水流失量減少，土壤中養(yǎng)分流失量也隨之減少。連續(xù)兩年畝施 堆肥，可使容重下降 ～ /立方厘米，總孔隙度增加3％～ 6％，三相比中固相下降 3％～ 6％，液相增加 1％～ 5％，氣相增加 1％～ 6％。 技術(shù) 惡臭是垃圾糞便污染環(huán)境的重要方面，國(guó)外已把惡 臭列為環(huán)境污染的主要公害之一。各種重金屬含量不超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)酵倉(cāng)的容積為 50～ 100噸，發(fā)酵周期為 12～ 15天， 3天內(nèi)即可達(dá)到 70℃ ，出倉(cāng)時(shí)的溫度還在 50℃ 以上，達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論是南方還是北方，垃圾堆肥還是提倡強(qiáng)制通風(fēng)的設(shè)施為好。一般要求在堆肥過(guò)程中保持 50～ 70℃ 一個(gè)星期，才能殺滅常見(jiàn)病菌和寄生蟲(chóng)，并使有機(jī)物發(fā)酵腐熟。 ④ pH值 和 溫度 調(diào)控堆肥中主要微生物要求 pH值為 6～ 8，由于堆肥過(guò)程中，常常伴隨 有 機(jī)酸的生成而使 pH值小于 6，妨礙堆肥腐熟 。一般加入氮、磷肥水溶液，或摻入人糞、污水、污泥，都可達(dá)到調(diào)控碳氮比的目的。碳氮比大于 40∶ 1時(shí)， 氮明顯不足，不利于微生物生長(zhǎng) 。垃圾中缺乏的往往是 氮磷 。由于這些微生物的繁殖，使有機(jī)垃圾發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 2垃圾堆肥處理的必須條件及調(diào)控 ① 微生物 。 二 研究目的以及與其成果 為了有效的處理垃圾， 提高垃圾堆肥中的氮磷磷含量 ，將生活垃圾經(jīng) 人工初選 ，把 堆肥物 和 非堆肥物 分開(kāi)，回收非堆肥物中的廢紙、金屬、塑料、玻璃等，剩余的磚瓦、石塊送入填埋 場(chǎng)。經(jīng)過(guò)堆肥處理后，生活垃圾變成 衛(wèi)生的、無(wú)味的腐殖質(zhì) 。新建堆肥廠運(yùn)行 成本 指標(biāo)控制在 30～ 60 元 /噸。 七 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其參考值 垃圾堆肥化的 建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用介于垃圾衛(wèi)生填埋和垃圾焚燒之間 。 3）加強(qiáng)堆肥過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)工作。同時(shí)政府應(yīng)向居民提供家庭垃圾分類(lèi)收集的裝置，保證垃圾 從源頭分類(lèi)收集，提高垃圾分類(lèi)收集率。 兩位專(zhuān)家進(jìn)一步指出，盡管發(fā)達(dá)國(guó)家 嚴(yán)格實(shí)行了垃圾分類(lèi)，杜絕了危險(xiǎn)廢物的混入 ，且政府配套法規(guī)部分 禁止使用化學(xué)肥料，鼓勵(lì)利用生物肥料 ； 但實(shí)際上，國(guó)外利用堆肥處理城市垃圾所占比例并不大，而且多數(shù)堆肥場(chǎng)主要是利用分類(lèi)收集的廚房廢物、庭院廢物、污水處理污泥和糞便作為原料，用混合垃圾堆肥的實(shí)例并不多。 此外，堆肥產(chǎn)品銷(xiāo)售有其 季節(jié)性 ，而垃圾 堆肥處理則是連續(xù)性的，生產(chǎn)與銷(xiāo)售之間存在的這種 “ 時(shí)間差 ” ，會(huì)增加生產(chǎn)成本。如果沒(méi)有政府的補(bǔ)貼，是很難正常運(yùn)行下去的。 據(jù)聶永豐、劉京媛兩位專(zhuān)家介紹，近兩年來(lái)，城市垃圾堆肥化作為實(shí)現(xiàn)垃圾資源化、減量化的重要途徑，在沉寂多年后又開(kāi)始引起人們注意。 垃圾堆肥處理 ，是指利用微生物的降解作用，通過(guò)好氧發(fā)酵及厭氧發(fā)酵，使垃圾穩(wěn)定化的過(guò)程，堆肥產(chǎn)品可作肥料或土壤改良劑。目前在我國(guó)應(yīng)用 較多的是一些機(jī)械化程度低、主要采用靜態(tài)好氧發(fā)酵技術(shù)的城市垃圾堆肥廠 。因此，堆肥技術(shù)必須是將新鮮的垃圾首先進(jìn)行分類(lèi)后再將易腐有機(jī)組分進(jìn)行發(fā)酵 ，才能有效地防止重金屬的滲入，從而保證有機(jī)肥產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)害化和資源化。因此 僅僅依靠堆肥處理仍然不能徹底解決垃圾問(wèn)題 。針對(duì)這一情況， 我國(guó)一些研究單位和企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了這方面的工作，并取得了一定的成績(jī)。這樣的降解徹底，污染小，效果好 。厭氧分為兩步（兩段論），第一步是酸化過(guò)程，分解成有機(jī)酸、醇類(lèi)等，第二步是甲烷化階段，生成 甲烷水 等，到了這一步會(huì)造成二次污染，甲烷是溫室氣體，且下一步的生物降解幾乎是不可能的了。在研究分析中發(fā)現(xiàn)，生活垃圾厭氧堆肥產(chǎn)氣中，甲烷產(chǎn)率并不是一開(kāi)始就高于二氧化碳產(chǎn)率，而是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，才在某一時(shí)間后高于二氧化碳產(chǎn)率的。 2 無(wú)害化 ：生產(chǎn)過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染。 垃圾處理采用這種工藝路線的 有利之處 ，有以下幾個(gè)方面： 1 其 經(jīng)濟(jì)價(jià)值較為可觀 ：產(chǎn)出物有 沼氣 ——每噸有機(jī)垃圾經(jīng)過(guò)發(fā)酵后，產(chǎn)沼氣 50～80M3(其中甲烷 CH4 含量 ≥50%)