中國固廢網(wǎng)消息，近日發(fā)布的《中國西部小城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)指南卷（II）：城鎮(zhèn)垃圾處理》中介紹了幾種適合小城鎮(zhèn)的垃圾處理技術(shù)，小城鎮(zhèn)垃圾堆肥化處理技術(shù)是其中一個(gè)。
堆肥化技術(shù)原理
堆肥化是利用自然界廣泛存在的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物，有控制地促進(jìn)固體廢物中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的生物化學(xué)過程。堆肥化制得的產(chǎn)品稱為堆肥。根據(jù)微生物生長的環(huán)境可將堆肥化分為好氧堆肥化和厭氧堆肥化兩種。由于厭氧堆肥化具有堆制周期過長、產(chǎn)生異味、分解不夠充分等缺點(diǎn)，因此現(xiàn)代化堆肥工藝通常采用好氧堆肥化。部分小城鎮(zhèn)地區(qū)也建議采用好氧堆肥化。
好氧堆肥化是在有氧存在的條件下，以好氧微生物為主降解、穩(wěn)定有機(jī)物的無害化處理方法。由于具有發(fā)酵周期短、無害化程度高、衛(wèi)生條件好和易于機(jī)械化操作等特點(diǎn)，好氧堆肥法在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
堆肥化基本工藝流程
好氧堆肥工藝由前處理，主發(fā)酵（亦可稱一次發(fā)酵，一級(jí)發(fā)酵或初級(jí)發(fā)酵）、后發(fā)酵（亦可稱二次發(fā)酵、二級(jí)發(fā)酵或次級(jí)發(fā)酵）、后處理、脫臭及貯存等工序組成。
（1）前處理
生活垃圾中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)影響垃圾處理機(jī)械的正常運(yùn)行，降低發(fā)酵倉容積的有效使用，使堆溫難以達(dá)到無害化要求，從而影響堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量。前處理的主要任務(wù)是破碎和分選，去除不可堆肥化物質(zhì)，將垃圾破碎在12～60mm的適宜粒徑范圍。
（2）主發(fā)酵
主發(fā)酵可在露天或發(fā)酵倉內(nèi)進(jìn)行，通過翻堆攪拌或強(qiáng)制通風(fēng)來供給氧氣，供給空氣的方式隨發(fā)酵倉種類而異。發(fā)酵初期物質(zhì)的分解作用是靠嗜溫菌（生長繁殖最適宜溫度為30～40℃）進(jìn)行的。隨著堆溫的升高，最適宜溫度45~65℃的嗜熱菌取代了嗜溫菌，能進(jìn)行高效率的分解，氧的供應(yīng)情況與保溫床的良好程度對(duì)堆料的溫度上升有很大影響。然后將進(jìn)入降溫階段，通常將溫度升高到開始降低為止的階段稱為主發(fā)酵期。生活垃圾的好氧堆肥化的主發(fā)酵期約為4～12d。
（3）后發(fā)酵
碳氮比過高的未腐熟堆肥施用于土壤，會(huì)導(dǎo)致土壤呈氮饑餓狀態(tài)。碳氮比過低的未腐熟堆肥施用于土壤，會(huì)分解產(chǎn)生氨氣，危害農(nóng)作物的生長。因此，經(jīng)過主發(fā)酵的半成品必須進(jìn)行后發(fā)酵。后發(fā)酵可在專設(shè)倉內(nèi)進(jìn)行，但通常把物料堆積到1～2m高度，進(jìn)行敞開式后發(fā)酵。為提高后發(fā)酵效率，有時(shí)仍需進(jìn)行翻堆或通風(fēng)。在主發(fā)酵工序尚未分解及較難分解的有機(jī)物在此階段可能全部分解，變成腐殖酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機(jī)物，得到完全成熟的堆肥成品。后發(fā)酵時(shí)間通常在20～30d以上。
（4）后處理
經(jīng)過二次發(fā)酵后的物料中，幾乎所有的有機(jī)物都被穩(wěn)定化和減量化。但在前處理工序中還沒有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金屬、小石塊等雜物還要經(jīng)過一道分選工序去除。可以用回轉(zhuǎn)式振動(dòng)篩，磁選機(jī)，風(fēng)選機(jī)等預(yù)處理設(shè)備分離去除上述雜質(zhì)，并根據(jù)需要進(jìn)行再破碎（如生產(chǎn)精制堆肥）。也可以根據(jù)土壤的情況，將散裝堆肥中加入N、P、K添加劑后生產(chǎn)復(fù)合肥。
（5）脫臭
在堆肥化工藝過程中，會(huì)有氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類等物質(zhì)在各個(gè)工序中產(chǎn)生，必須進(jìn)行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學(xué)除臭及吸附劑吸附法等。經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法是熟堆肥氧化吸附的生物除臭法。將源于堆肥產(chǎn)品的腐熟堆肥置入脫臭器，堆高約0.8～1.2m，將臭氣通入系統(tǒng)，使之與生物分解和吸附及時(shí)作用，其氨、硫化氫去除效率均可達(dá)98％以上。
（6）儲(chǔ)存
堆肥一般在春秋兩季使用，在夏冬兩季就需積存，因此，一般的堆肥化工廠有必要設(shè)置至少能容納6個(gè)月產(chǎn)量的貯藏設(shè)施，以保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。
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(jìn)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(diǎn)是通過定期翻堆來實(shí)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(gè)月。這種堆肥化由預(yù)處理、建堆、翻堆和儲(chǔ)存四個(gè)工序組成。
條垛式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：所需設(shè)備簡單，成本投資相對(duì)較低；翻堆使堆肥易于干燥，填充劑易于篩分和回用；長時(shí)間的堆腐使產(chǎn)品的穩(wěn)定性相對(duì)較好。
條垛式系統(tǒng)的缺是：占地面積大，堆腐周期長，需要大量的翻堆機(jī)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(huì)造成臭味的散發(fā)，影響周圍環(huán)境。運(yùn)行操作受氣候影響大，雨季會(huì)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(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。在此系統(tǒng)中，在堆體下部設(shè)有一套管路，與風(fēng)機(jī)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?xì)饩鶆颉Ｈ缓笤谶@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。
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(duì)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(shí)間相對(duì)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(duì)較短、填充料相對(duì)較少，因此占地也相對(duì)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(huì)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(jìn)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(jī)不同，大多數(shù)翻堆機(jī)兼有運(yùn)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(qiáng)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(jìn)行很好的過程控制，堆肥過程不受氣候條件的影響，可對(duì)廢氣進(jìn)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(yùn)行費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用很高。由于堆肥周期較短，堆肥產(chǎn)品會(huì)有潛在的不穩(wěn)定性，堆肥的后熟期相對(duì)延長，由于機(jī)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(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛系統(tǒng)操作運(yùn)行費(fèi)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(jì)、技術(shù)水平現(xiàn)狀，值得在這些地區(qū)進(jìn)行推廣。
堆肥廠主要設(shè)備
垃圾堆肥廠的主要設(shè)備包括預(yù)處理裝置，各種發(fā)酵設(shè)備，后處理設(shè)備和防治二次污染設(shè)備等。
（1）預(yù)處理設(shè)備
在預(yù)處理工序中，物料的粗分選可采用螺旋篩、振動(dòng)篩分機(jī)、圓盤篩分機(jī)、干燥型比重分選機(jī)、多級(jí)比重分選機(jī)、半濕式分選破碎機(jī)、分選機(jī)、磁選機(jī)、鋁選機(jī)等。
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。西部小城鎮(zhèn)地區(qū)新建堆肥廠投資估算指標(biāo)可控制在10～20萬元/噸。堆肥廠建設(shè)工期指標(biāo)控制在6～10個(gè)月。靜態(tài)好氧堆肥發(fā)酵過程和輸送過程（燃料消耗折合為電耗）中的電耗應(yīng)小于10KWh/t垃圾處理量；動(dòng)態(tài)好氧堆肥發(fā)酵過程和輸送過程（燃料消耗折合為電耗）中的電耗應(yīng)小于20KWh/t垃圾處理量。新建堆肥廠運(yùn)行成本指標(biāo)控制在30～60元/噸。
編輯：姚森婧
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