高溫好氧發酵處理城市生活垃圾
摘要：介紹了博羅垃圾堆肥處理示范工程的工藝及好氧發酵過程中一些工藝參數的控制，從而保證堆肥產品質量。
關鍵詞：好氧發酵；城市生活垃圾；堆肥處理
衛生填埋、焚燒發電、堆肥是當前城市生活垃圾處理的3種主要技術。隨著人民生活水平的提高和城市清潔能源的廣泛應用，城市生活垃圾中易腐有機物的含量已達到50％以上，因此城市生活垃圾資源化處理采用堆肥技術，既符合國情，又能達到垃圾的減量化、資源化、無害化的目的。如果只是采用簡單方法堆肥，則所得堆肥產品中雜質多、肥效差、重金屬含量高，是所產垃圾肥料的致命缺陷，不受市場的歡迎。根據國內垃圾的特點以及垃圾中各組分的不同功用，我們在廣東省博羅200 t／d的垃圾處理示范工程中采用了新的工藝路線。 1 原生垃圾的前處理將原生垃圾通過大物料篩分機、一體化篩分機(破碎一篩分)和人工分選，將垃圾分為易腐有機物、可燃有機物、無機物和可回收再利用物 4部分。其中易腐有機物通過皮帶輸送到發酵倉，如圖1所示。
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發酵倉為混凝土結構，長10 m，寬3．9 m，高4．1 m，沿發酵倉縱向均布3個800 mm×800 mm的進料口，發酵倉底部縱向設有通風和排水合用的帶坡度(1：100)的溝槽，溝槽寬度為0．9 m，溝槽上放置鑄鐵蓖板，作為空氣和垃圾滲瀝水行流之用。在易腐有機物進倉過程中根據物料的含水率間斷噴灑發酵液，發酵過程中所產生的滲瀝水回流到滲瀝液池，循環利用。
2 堆肥過程的參數控制
觀察堆肥過程進行得是否順利，主要依據堆肥物料中有機物和堆肥工藝參數的變化，控制和監測的參數主要有含水率、溫度、pH值、腐熟度等。
2．1 堆肥過程的水分控制
堆肥中水分的主要作用：①溶解有機物，參與微生物的新陳代謝；②水分蒸發時帶走熱量，起到調節堆肥溫度的作用。但是水分過多時，會把空氣從原料空隙中擠出，降低原料的空隙率，影響空氣擴散，從而易產生厭氧狀態，水分低于 40％時，微生物活性降低，堆肥溫度隨之下降。通過大量的實驗證明：微生物的生長和對氧的要求在含水率為50％ ～60％時達到峰值。因此在實際運行過程中，當物料進入發酵倉時，首先應測定物料的含水率，根據物料的含水率來決定發酵液的噴灑量：當物料的含水率為50％ ～60％時，每隔1 h，噴液0．5～1 min， 目的只是為了增加物料中發酵菌的濃度；當物料的含水率在45％以下時，每隔1 h，噴液2—3 min，主要是為了調節物料的含水率。
2．2 堆肥過程的溫度控制
在發酵過程中，隨著物料中微生物活動的加劇，微生物分解有機物所釋放出的熱量大于堆肥的消耗熱量時，堆肥溫度就上升。一般認為高溫菌對有機物的降解效率高于中溫菌。現代的高溫好氧發酵正利用這一特點，經過3 d左右，堆肥溫度便能達到高溫菌的理想溫度50 60℃，超過 55℃3 d后即可完成無害化過程。
2．3 通風的過程控制
通風是好氧發酵成功的重要條件之一，其主要作用：①提供微生物發酵過程中所需要的氧氣；②在維持最適溫度的條件下，加大通風量可以去除水分，帶走多余的熱量，防止“跑氮”引起堆肥的肥效降低。強制通風的風量可根據不同目的計算出來，靜態堆肥的強制通風流量在主發酵階段為0．05—0．2 m ／(rain·m )。在本堆肥工藝中，通風采用負壓抽氣法(下抽氣)，抽氣前將溝槽內的滲濾液排凈，關閉排水口閥門，防止抽氣短路，抽氣頻率在主發酵期間，每隔1 h抽氣30 rain。5 d后蓋上進料口蓋，進行抽濕(上抽氣)，上抽氣的頻率為每隔4 h抽氣5 min，以去除倉內水分，帶走多余的熱量，使倉內物料的溫度不超過65℃。 、
2．4 堆肥過程的pH值控制
在發酵過程中，pH值隨著時間和溫度的變化而變化，因此pH值也是揭示堆肥過程的一個極好標志。在好氧發酵的初期，物料產生有機酸， pH值可下降到5．0左右，此時有利于微生物生存繁殖，隨后pH逐漸上升，最高可達到8．0左右。在實際操作過程中，如果好氧發酵3 d后pH 值仍低于7．0時，則應增加下抽氣時間或次數來增加供氧量。
2．5 發酵周期的確定
發酵周期是指物料經過好氧發酵由原生垃圾成為穩定無害的堆肥產品所需要的時間。堆肥產品只有達到穩定化，才能認為無害化的過程結束，其判定的標準就是腐熟度。從外觀上鑒別堆肥的腐熟度，其特征為：①外觀呈茶褐色或暗灰色，沒有惡臭味，具有土壤的霉味，不再吸引蚊蠅，質地疏松，手捏成團，松之即散； ②溫度下降接近常溫；③堆肥產品由于真菌的生長呈白色或灰白色。
3 堆肥的后處理
經過主發酵的物料再次經過破碎、篩分去除物料中的塑料、玻璃、陶瓷、小石塊等雜物，生產精制堆肥，同時送人倉庫進行后發酵工序，將主發酵工序中尚未完全分解的有機物進一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等比較穩定的有機物，得到完全腐熟的堆肥產品。該工藝堆肥產品質量和衛生指標見表1。
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4 結束語
生活垃圾中的易腐有機物經過堆肥處理，堆肥產品的質量得到大幅度提高，有機質含量達到 30％ 以上，肥料的衛生指標、重金屬含量達到國家標準。每噸堆肥產品售價達到100元以上，不僅產生社會效益，而且還有顯著的經濟效益。
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