【正文】 過程，需要微生物培養(yǎng)的條件，包括營養(yǎng)元素合理分配、溫度、pH等。厭氧堆肥過程中產(chǎn)氣量是一個很重要的指標(biāo)，為了更好地利用厭氧處理產(chǎn)生的氣體，本研究利用便攜式紅外分析系統(tǒng)對生活垃圾厭氧堆肥產(chǎn)氣進(jìn)行了分析。無灰渣生成，不需要填埋。并有殺菌殺蟲和刺激動植物生長和發(fā)育的“生物活性物質(zhì)”、“土壤營養(yǎng)液”等特殊功能。 每噸有機(jī)垃圾經(jīng)過發(fā)酵后，——它符合國家有機(jī)肥和綠色食品用肥標(biāo)準(zhǔn)：GB817287。其固態(tài)物沼渣經(jīng)過再次微生物發(fā)酵后，便是價值較高的有機(jī)肥。 　　 垃圾中有機(jī)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。 　　 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。 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(jìn)行檢測，有關(guān)指標(biāo)都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。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(yùn)站，每天約300噸、小武基轉(zhuǎn)運(yùn)站的15—60毫米的堆肥垃圾，每天約100噸。 (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。模塊化的系統(tǒng)設(shè)計使設(shè)備的處理能力可達(dá)30，000噸54，000噸/年。 用于處理生活垃圾、工業(yè)垃圾、污泥和園林垃圾中的有機(jī)組分，將其轉(zhuǎn)化為高級腐殖質(zhì)產(chǎn)品。(5)集裝箱式堆肥系統(tǒng) (4)隧道式堆肥系統(tǒng) 但也存在明顯的不利因素：首先是堆肥的投資和運(yùn)行費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用很高。 也稱反應(yīng)器系統(tǒng)、發(fā)酵倉系統(tǒng)等。 例如，雨天會破壞堆體的結(jié)構(gòu)。　　強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)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。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(jìn)行隔熱保溫。 　　（2）強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng) 　　強(qiáng)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(qiáng)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。冬季則造成堆體熱量大量散失、溫度降低等問題。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。 這種堆肥化由預(yù)處理、建堆、翻堆和儲存四個工序組成。條垛式堆肥的特點(diǎn)是通過定期翻堆來實(shí)現(xiàn)堆體中的有氧狀態(tài)。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(jìn)行發(fā)酵。典型好氧堆肥工藝系統(tǒng) ⑹C /N比下降趨勢不顯著。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。在10～20天,下降得最多。⑶有機(jī)質(zhì)總趨勢是逐漸減少,在11 ～15天,有機(jī)質(zhì)的下降幅度最大,下降了23% ,堆肥后期有機(jī)質(zhì)含量基本穩(wěn)定在50%左右。 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(biāo)準(zhǔn)。⑵由于進(jìn)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。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。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。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。在10～20天,下降得最多,總氮的損失較多。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(jìn)行,呈逐漸下降的趨勢。在堆肥高溫階段,有機(jī)物降解迅速。3. 3 堆制過程中有機(jī)質(zhì)的變化 圖3　有機(jī)質(zhì)與時間的變化曲線從圖3可知,有機(jī)質(zhì)總趨勢是逐漸減少,在堆肥0～10天,有機(jī)質(zhì)下降幅度小,在11～15天,有機(jī)質(zhì)的下降幅度增大,減少了23% ,在16～25天,有機(jī)質(zhì)下降幅度減少,最終有機(jī)質(zhì)含量基本穩(wěn)定在50%左右。 隨著溫度的升高,有機(jī)酸分解轉(zhuǎn)化,特別是氨態(tài)氮有機(jī)物的生成和積累,堆料的堿度逐漸增強(qiáng),從而使物料的pH值又開始上升,最大可達(dá)7. 8左右。隨著堆料中有機(jī)質(zhì)的消耗,微生物生長受到抑制,產(chǎn)熱量少,堆肥的溫度下降。12～19天為高溫期, 20～25天為降溫期,并且溫度在50℃以上的時間為8天,達(dá)到了無害化要求,符合國家堆肥衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[ 8 ] 。3. 1 堆制過程中溫度的變化 圖1　溫度與時間的變化曲線 從圖1可以看出,環(huán)境溫度變化不顯著。 碳磷比 磷對微生物的生長也有很大影響，城市污水處理廠的污泥含有豐富的磷，可滿足微生物生長的需要，堆肥原料適宜的碳磷比為75~150。如果碳氮比過高，堆肥成品的比值也過高，即出現(xiàn)“氮饑餓”狀態(tài)，施于土壤后，會奪取土壤中的氮，而影響作物生長。實(shí)踐證明堆肥原料的水分在50~50％為宜。水分過高則會導(dǎo)致原料內(nèi)部空隙被水充滿，使空氣量減少，造成向有機(jī)物供氧不足，形成厭氧狀態(tài)。 含水率 在堆肥工藝中，堆肥原料的含水率對發(fā)酵過程影響很大，水的作用一是溶解有機(jī)物，參與微生物的新陳代謝；二是可以調(diào)節(jié)堆肥溫度，當(dāng)溫度過高時可通過水分的蒸發(fā)，帶走一部分熱量。2 好氧堆肥的控制參數(shù) 化好氧堆肥過程的關(guān)鍵，就是如何選擇和控制堆肥條件，促使微生物降解的過程能快速順利進(jìn)行，一般來說好氧堆肥要求控制的參數(shù)有： 供氧量 對于好氧堆肥而言，氧氣是微生物賴以生存的物質(zhì)條件，供氧不足會造成大量微生物死亡，使分解速度減慢；但供冷空氣量過大又會使溫度降低，尤其不利于耐高溫菌的氧化分解過程，因此供氧量要適當(dāng)，~，供氧方式是靠強(qiáng)制通風(fēng)，因此保持物料間一定的空隙率很重要，物料顆粒太大使空隙率減小，顆粒太小其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小，一旦受壓會發(fā)生傾塌壓縮而導(dǎo)致實(shí)際空隙減小。堆肥的溫度逐漸下降，當(dāng)溫度穩(wěn)定在40℃，堆肥基本達(dá)到穩(wěn)定，形成腐植質(zhì)。 高溫階段：耐高溫細(xì)菌迅速繁殖，在有氧條件下，大部分較難降解的蛋白質(zhì)、纖維等繼續(xù)被氧化分解，同時放出大量熱能，使溫度上升至60~70℃。據(jù)此好氧堆肥過程應(yīng)伴隨著兩次升溫，將其分成三個階段：起始階段、高溫階段和熟化階段。生態(tài)動力學(xué)表明，好氧分解中發(fā)揮主要作用的是菌體碩大、性能活潑的嗜熱細(xì)菌群。微生物通過自身的生命活動，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡單的無機(jī)物，同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長繁忙殖，產(chǎn)生出更多的生物體的過程。二次發(fā)酵后的粗堆肥，由裝載機(jī)運(yùn)至螺桿輸送機(jī)再進(jìn)入精處理車間，經(jīng)滾筒篩（細(xì)篩）篩分后＜ 18mm 的篩下物進(jìn)入烘干機(jī)脫水，（烘干時物料在≤ 105 ℃滾筒中通過 15~18 分鐘，可以徹底殺死物料中大腸肝菌和蛔蟲卵，同時消除大部分垃圾氣味），烘干脫水后輸送到硬物料分選機(jī)去除石子、玻璃等硬物料，精選后的有機(jī)肥再送到粉碎機(jī)粉碎，粉碎機(jī)出來的物粒粒徑＜ 1mm ，有機(jī)物含量達(dá) 55 ～ 65% 左右，可直接用來制造顆粒有機(jī)肥（ N 、 P 、 K 含量≮ 8%~10% ，少量的粉末狀 SiO 2 等微量元素，顆粒肥料直徑 3mm ），或加入不同的單元素化肥和微量元素攪拌后造粒制成不同植物需要的有機(jī)復(fù)合肥。同時，二次發(fā)酵完成后可供下道工序處理。二次發(fā)酵終止指標(biāo)：粗堆肥含水率控制在 20%~30% ，堆肥腐熟穩(wěn)定并達(dá)到無害化標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品呈褐色腐殖質(zhì)，無惡臭味、松散不招蒼蠅，大腸肝菌值 10 1 ~10 2 ，蛔蟲卵死亡率 95%~100% ，堆肥產(chǎn)品粒度≤ 25mm 。二次發(fā)酵的目的是使物料更進(jìn)一步充分熟化，使其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，二次發(fā)酵后的物料即為粗堆肥，可用于果園、蔬菜等旱田作物的肥料。經(jīng)過一次發(fā)酵、中間處理的物料送到二次發(fā)酵間。篩上物直接送往垃圾焚燒爐焚燒。 4 、中間處理 本工藝采用分層進(jìn)料，則上層新料由于受下層正在發(fā)酵物料產(chǎn)生的水蒸作用，所要求的適宜含水率可適當(dāng)降低，平時我們利用集料坑與一次發(fā)酵的滲瀝水和廁所糞便污水進(jìn)行回噴來增加一次發(fā)酵物料的含水量，不僅可起調(diào)整含水率的作用，而且提高了物料的有機(jī)質(zhì)含量，增加了堆肥的肥效，同時避免了這部分污水排放對環(huán)境的污染。 倉底布設(shè)通風(fēng)排水道，由高壓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)（鼓風(fēng)），發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢氣（主要是水蒸氣、二氧化碳、氫氣等）由倉頂排氣道排放；產(chǎn)生的滲瀝水由倉底排水道收集后，匯入污水池作調(diào)節(jié)一次發(fā)酵物料含水率用水，使得水循環(huán)使用無須處理，設(shè)排水道與通風(fēng)道共用，在排水出口處利用水封井防止風(fēng)道短路。根據(jù)物料平衡和 5