【文章內(nèi)容簡介】 上升 ,最大可達 7. 8左右。 隨著有機質(zhì)的分解基本完成 , pH 值又逐漸下降 ,最終 穩(wěn)定在中性范圍 內(nèi)。 3. 3 堆制過程中 有機質(zhì)的變化 圖 3 有機質(zhì)與時間的變化曲線 從圖 3可知 ,有機質(zhì) 總趨勢是逐漸減少 ,在堆肥 0～ 10天 ,有機質(zhì) 下降幅度小 ,在 11～ 15天 ,有機質(zhì)的 下降幅度增大 ,減少了 23% ,在 16～ 25天 ,有機質(zhì) 下降幅度減少 ,最終有機質(zhì)含量基本穩(wěn)定在 50%左右 。這是因為堆肥升溫期 ,微生物數(shù)量相對較少 ,有機物降解緩慢。在堆肥高溫階段 ,有機物降解迅速。堆肥降溫期 ,微生物活性下降 ,有機物降解緩慢。 3. 4 堆制過程中 全氮含量的變化 圖 4 全氮與時間的變化曲線 從圖 4 可知 ,全氮的含量隨著堆肥的進行 ,呈逐漸下降的趨勢 。在堆肥 0～ 10天下降幅度較小 。在 10～ 20天 ,下降得最多 ,總氮的損失較多 。堆肥后期逐漸穩(wěn)定。在堆肥過程中發(fā)現(xiàn)滲出水的產(chǎn)生 ,因此可以造成氮素一定量損失。氮素的損失主要是 有機氮 不斷轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮 , 氨態(tài)氮的累積引起 NH3揮發(fā)造成的。 3. 5 堆制過程中 氨氮、硝態(tài)氮含量的變化 圖 5 氨態(tài)氮、硝態(tài)氮與時間的變化曲線 從圖 5可知生活垃圾堆制后 ,堆制樣品中氨氮含量呈現(xiàn)下降的趨勢 ,尤其在 10～ 20天 氨氮含量 下降 幅度較大 ,之后基本趨于穩(wěn)定。 硝態(tài)氮 含量呈現(xiàn) 上升 的趨勢 ,尤其在 0～ 15天硝態(tài)氮含量上升幅度較大 ,之后基本趨于穩(wěn)定。 3. 6 堆制過程中 C /N比的變化 圖 6 C /N與時間的變化曲線 從 圖 6可以看出 , C /N比的 下降趨勢不明顯 ,并且在堆肥后期 C /N比沒有穩(wěn)定趨勢 。這可以有 兩個原因 : ⑴好氧堆肥過程中 ,氮的損失影響著 C /N,試驗的 pH值變化范圍基本維持在7～ 8的范圍內(nèi) ,基本可以保持使微生物有效發(fā)揮作用的 C /N,因而 C /N的下降趨勢均不明顯。⑵由于進行的是 好氧堆肥試驗 ,微生物需要在氧氣充足的條件下才能保持較高的活性 ,使得微生物的新陳代謝活動旺盛 ,分解碳量和氮量的速率比較一致。 4 結(jié)論 ⑴堆肥的溫度總趨勢是先上升后下降 ,明顯地呈現(xiàn)出堆肥的三個溫度階段 : 0 ～ 11 天為升溫期 。 12～ 19天為高溫期 , 20～ 25天為降溫期 ,并且溫度在 55℃以上的時間為 8 天 ,符合國家堆肥衛(wèi)生標準。 ⑵ pH值總趨勢先下降后上升再下降 ,最終穩(wěn)定在中性范圍內(nèi)。 ⑶有機質(zhì)總趨勢是逐漸減少 ,在 11 ～ 15天 ,有機質(zhì)的下降幅度最大 ,下降了 23% ,堆肥后期有機質(zhì)含量基本穩(wěn)定在 50%左右。 ⑷全氮含量呈逐漸下降的趨勢 。在 10～ 20天 ,下降得最多 。堆肥后期逐漸穩(wěn)定。 ⑸氨氮含量呈下降的趨勢 ,在 10～ 20天氨氮含量下降幅度較大。硝態(tài)氮含量呈上升的趨勢 ,在 0～ 15天硝態(tài)氮含量上升幅度較大。 ⑹ C /N比下降趨勢不顯著。 (四 ) 典型 好氧堆肥工藝系統(tǒng) （ 1） 條垛式 系統(tǒng) 條 垛式是堆肥系統(tǒng)中 最簡單最古老 的一種。它是在露天或棚架下，將堆肥物料以長狀條垛或條堆堆放，在好氧條件下進行發(fā)酵。垛的斷面可以是梯形、不規(guī)則四邊形或三角形。條垛式堆肥的特點是通過定期翻堆來實現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。條垛式堆肥一次發(fā)酵周期為 1～ 3 個月。這種堆肥化由預(yù)處理、建堆、翻堆和儲存四個工序組成。 條垛式系統(tǒng)的優(yōu)點是： 這是一種 經(jīng)濟式堆肥系統(tǒng) 所需設(shè)備簡單， 操作方便 ,成本投資相對較低；翻堆使堆肥易于干燥，填充劑易于篩分和回用；長時間的堆腐使產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對較好 ,適合于對環(huán)境要求較低的地區(qū)使用 。 條垛式系統(tǒng)的 缺 陷 是：占地面積大，堆腐周期長，需要大量的翻堆機械和人力，需要更頻繁的監(jiān)測，才能保證通氣和溫度要求。由于條垛式堆肥是開放系統(tǒng)，翻堆會造成臭味的散發(fā)，影響周圍環(huán)境。運行操作受氣候影響大，雨季會破壞堆體結(jié)構(gòu)。冬季則造成堆體熱量大量散失、溫度降低等問題。 （ 2） 強制通風(fēng)靜態(tài)垛 系統(tǒng) 強制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)不同于條垛式系統(tǒng)之處在于堆肥過程中 不是通過物料的翻堆 而是 通過強制通風(fēng)方式向堆體供氧 ，它能更有效地確保高溫和病原菌滅活。在此系統(tǒng)中，在堆體下部設(shè)有一套管路，與風(fēng)機連接。 穿孔通風(fēng) 管道可置于堆肥場地表面或地溝內(nèi)，管路上鋪一層木屑或其他填充料，使布氣均勻。然后在這層填充料上堆放堆肥物料，成為堆體，在最外層覆蓋上過篩或未過篩的堆肥產(chǎn)品進行隔熱保溫。 強制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)的 優(yōu)點 是：設(shè)備投資相對較低；與條垛式系統(tǒng)相比，溫度及通風(fēng)條件得到更好的控制；堆腐時間相對較短，一般為 2～ 3 周；產(chǎn)品穩(wěn)定性好，能更有效的殺滅病原菌及控制臭味；由于堆腐期相對較 短 、填充料相對較少，因此占地也相對較少。但是通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)堆肥 易受氣候條件的影響 。例如，雨天會破壞堆體的結(jié)構(gòu)。與條垛式系統(tǒng)相比，在足夠大體積、合適 的堆腐條件下，通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)受寒冷氣候的影響較小。 （ 3） 反應(yīng)器 系統(tǒng)（發(fā)酵倉系統(tǒng)） 裝置式堆肥系統(tǒng)，是將堆肥物料 密閉在發(fā)酵裝置 （如發(fā)酵倉、發(fā)酵塔等）內(nèi)，控制通風(fēng)和水分條件，使物料進行生物降解和轉(zhuǎn)化。也稱反應(yīng)器系統(tǒng)、發(fā)酵倉系統(tǒng)等。發(fā)酵裝置的種類繁多，除了結(jié)構(gòu)形式不同外，主要差別在于攪拌發(fā)酵物料的 翻堆機 不同，大多數(shù)翻堆機兼有運送物料的作用，目前國內(nèi)外各類發(fā)酵裝置有：池型（箱式）發(fā)酵池、立式發(fā)酵設(shè)備、筒倉式發(fā)酵設(shè)備、水平式發(fā)酵設(shè)備、組合式發(fā)酵系統(tǒng)等。 同條垛式系統(tǒng)和強制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)相比，反 應(yīng)器堆肥系統(tǒng)設(shè)備 占地面積小 ，能進行 很好的過程控制 ，堆肥過程 不受氣候條件的影響 ，可對 廢氣進行統(tǒng)一收集處理 ，防止環(huán)境的二次污染，解決了臭味問題。但也存在明顯的不利因素：首先是堆肥的投資和運行費用及維護 費用很高 。由于堆肥周期較短，堆肥產(chǎn)品會有潛在的不穩(wěn)定性，堆肥的后熟期相對延長，由于機械化程度高，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，堆肥過程即受影響。 通過以上分析可知， 強制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng) 操作運行費用較反應(yīng)器系統(tǒng)（發(fā)酵倉系統(tǒng)）低，堆肥周期及占地小于傳統(tǒng)條垛式系統(tǒng)，因而 比較適合西部小城鎮(zhèn) 地區(qū)經(jīng)濟、技術(shù)水平現(xiàn)狀，值得在這些地區(qū) 進行推廣。 (4)隧道式堆肥系統(tǒng) 混合垃圾通過全自動化進出料裝置進入封閉式高效發(fā)酵隧道，由計算機軟件控制發(fā)酵過程，整個發(fā)酵過程分一次發(fā)酵和二次發(fā)酵，全部在隧道中進行，最大限度地使營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)化為氮磷鉀等形式，具有占地面積小、用人少、無臭味散發(fā)、全天候工作、處理量大、效率高等特點，處理能力可達 100， 000720， 000 噸 /年。 (5)集裝箱式堆肥系統(tǒng) 用于處理生活垃圾、工業(yè)垃圾、污泥和園林垃圾中的有機組分，將其轉(zhuǎn)化為高級腐殖質(zhì)產(chǎn)品。由計算機控制處理過程中的溫度、濕度、通風(fēng)系統(tǒng)和廢氣凈化系統(tǒng) ，大大縮短腐期。模塊化的系統(tǒng)設(shè)計使設(shè)備的處理能力可達 30， 000 噸 54， 000 噸 /年。適合于小城市小規(guī)模的垃圾處理，同時具有移動性，利于回收投資。 (五 ) 案例 案例一 國內(nèi)最大的垃圾堆肥廠 ——南宮堆肥廠 南宮堆肥廠 是一座國內(nèi)高自動化、大規(guī)模的現(xiàn)代垃圾堆肥廠。南宮堆肥廠占地面積 63000 平米， 南 宮堆肥廠采用先進的 強制通風(fēng)隧道式耗氧發(fā)酵 技術(shù)處理垃圾。日處理垃圾能力為 400 噸，每年可處理垃圾 14 萬噸，垃圾主要來源于馬家樓垃圾轉(zhuǎn)運站，每天約 300 噸、小武基轉(zhuǎn)運站的 15—60 毫米的堆肥垃圾，每天約100 噸。 堆肥垃圾進廠后進行稱重計量，布料機把垃圾送入 30 個主發(fā)酵隧道，每個發(fā)酵隧道 200 立方米，垃圾經(jīng)過 2 個星期的高溫發(fā)酵后，垃圾體積可降解 30—40%，傳送系統(tǒng)把發(fā)酵的垃圾轉(zhuǎn)送到后熟化區(qū)，再進行 3 個星期的熟化，經(jīng)過篩分分成垃圾肥和殘渣，殘渣運到安定填埋場填埋，垃圾肥轉(zhuǎn)入最終熟化區(qū)再進行 3 個星期的熟化，再經(jīng) 過一系列篩分制成 0—12 毫米的 成品垃圾肥 。 南宮堆肥廠在生產(chǎn)過程中對產(chǎn)生的 氣體 ，如氨氣、硫化氫等有害氣體通過生物過濾有效地加以控制；生產(chǎn)中產(chǎn)生的 污水 ，在生產(chǎn)中循環(huán)使用；生產(chǎn)車間采用全封閉式作業(yè)，避免了噪聲和粉塵對環(huán)境的污染；環(huán)境和垃圾肥定期進行檢測，有關(guān)指標都符合國家標準。 三 厭氧生化處理工藝 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），將垃圾中有機物作為它的營養(yǎng)源，經(jīng)過甲烷菌的新陳代謝生理功能，將垃圾中 有機物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼肥 的整個生產(chǎn)工藝過程，通稱 “有機 物垃圾厭氧消化作用 ”。 近年來 ，歐洲各國 如德國的林德公司、法國的瓦洛嘎公司都是 采用厭氧消化技術(shù)處理生活垃圾 。 2020 年 8 月至 10 月，上海市先后在上海寶山區(qū)和普陀區(qū)正式動工兩座日處理量600 噸和 800 噸的 生活垃圾處理廠 ，都是采用國際先進的干式或濕式 厭氧生化技術(shù) ，經(jīng)分揀后的有機垃圾經(jīng)過厭氧罐內(nèi) 20～ 25 天的厭氧消化工藝，可將有機垃圾進行資源化、能源化處理，轉(zhuǎn)化為 生活燃氣（沼氣） 和 有機肥 （沼液和沼渣經(jīng)過生物菌的再次生化反應(yīng)，可以產(chǎn)生肥效較高的 復(fù)合有機肥 或 活性有機肥 ）。 垃圾中有 機物經(jīng)過微生物厭氧菌分解發(fā)酵過程分為 液化、酸化、產(chǎn)甲烷 三個階段。 ① 在液化階段 ，厭氧菌種利用胞外酶對垃圾有機物進行 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