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名称:堆肥技术
垃圾堆肥技术发展很快。自20世纪80年代起,我国应用“二次发酵工艺”,堆肥生产趋向于工厂化。但是这种垃圾处理技术应以垃圾分类为前提。因为从垃圾处理和利用角度看,未经分拣的垃圾成分相当复杂,仅仅靠机械筛分的办法,许多有害物质就会随着堆肥产品进人土壤,造成二次污染。目前在我国常用的生活垃圾堆肥技术可分为两类:
(1简易高温堆肥技术。这类技术的特征是:工程规模较小,机械化程度低。采用静态发酵工艺,环保措施不齐全,投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术在中、小型城市应用较多。 (2)机械化高温堆肥技术。这类技术的特征是:工程规模相对较大,机械化程度较高,一般采用间歇式动态好氧发酵工艺,有较齐全的环保措施,投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。机械化高温堆肥技术在我国曾有辉煌时期,从20世纪80年代初期到90年代中期,北京、上海、天津、武汉、杭州、无锡、常州等城市均建有这类堆肥厂。但由于堆肥质量不好、产品销路不件_收不抵支等原因,到1995年大多数已关闭。
堆肥化综合处理工艺中,分选是关键,好氧发酵是主体,配制有机复混肥是目的。目前已建的几个生活垃圾堆肥化处理厂之所以堆肥产品达不到农用标准,关键在于分选处理不彻底和有机废物发酵因素控制欠科学化。至于制肥系统,只要腐熟堆肥符合农用标准,则以它为基料配制高效系列有机复混肥的技术是成熟可靠的。分选技术及其机械设备的科学组合视生活垃圾组成的物性(如粒度、比重、磁性、电性、摩擦性、弹性、表面润湿性)而定,
离不利堆肥物料为目的。以达到回收可利用物质和分 分选技术是整个堆肥化综合处理工艺中的关键。中国各城市生活垃圾为混合袋装收集,垃圾组成十分复杂,因此分选处理难度较大,必须开发将多种分选设备进行科学组合,集筛分、磁选、重力分选、选择性破碎等技术方法为一体的专用分选工艺。实际上生活垃圾分选处理的机械设备并不复杂,主要是筛分机、皮带轮磁选机、风力分选机、破碎机等,再配以给料机、运输机、装载机、通风机等。问题在于如何根据各城市生活垃圾组成的不同去选择恰当的分选设备,如何把这些分选设备科学地组成分选能力强、效率高、能耗低、不堵塞、易维修的分选系统。
生活垃圾堆肥化过程的分选处理分前分选处理(预处理)和后分选处理(精分选),前者用于一次发酵前,目的是回收可利用物资(如易拉罐、塑料制品、铁块等等),使其循环再生利用,同时除去粗大的非堆肥的物料,以提高发酵仓容积系数;后者用于一次发醉之后,目的是分离堆肥中不合农用标准的物料,因此分选设备的选择和组合更为重要,其中最棘手的是塑料薄膜和重金属的去除。为此,建议在后分选处理中采用“一次发酵物一磁选一风力分选一双层滚动筛分一往复剪切式破碎机”相组合的工序。一些垃圾处理厂忽视后分选处理的工艺,以致堆肥产品中仍有不合农用标准的物质未去除而影响堆肥质量,不合格的堆肥产品仍属于垃圾范畴,在肥料市场上毫无竞争力。
生活垃圾好氧发酵过程是依靠生活垃圾中含有的各类微生物(细菌、放线菌、真菌)在分解有机物中交替出现,使堆肥温度上升、下降,并分解有机废物,使之转化为腐殖质的生物化学过程。该过程通常分两步完成,即第一次发酵(初级堆肥)和第二次发酵(熟化堆肥)。目前在施行这两个发酵过程中存在如下一些问题有待解决。中国城市生活垃圾一次发酵大多是在发酵仓内进行静态好氧发酵,采用机械强制通风,发酵10天左右,其中60t高温保持5天。影响有机废物发酵的因素主要是有机质含量、湿度(含水率)、碳氮比、堆肥过程的氧浓度和温度以及pH值。欲使一次发酵如期顺利完成,必须调整好上述影响发酵的因素。但厂家在执行过程中往往未严格监控上述因素的变化,于是也就未及时予以调整,以致一次发酵未达预期效果。生活垃圾适于堆肥的有机物含量为20%一80%,以40%一60%为佳。有机物含量低于20%,则不能提供足够热能供嗜热菌繁殖,难以维持高温发酵;但若有机物含量高于80%,则堆肥过程需大量供氧,而往往供氧不足发生厌氧过程。中国各城市生活垃圾的有机物含量不尽相同。同一城市因生活能源不同,垃圾中有机物含量也有差别。即使生活能源相同的城镇.因季节不同,垃圾中有机物含量也有变化;因此为了有效控制发酵因素,垃圾处理厂进料时必须有垃圾的有机物含量数据。此外,生活垃圾用于堆肥的最适合的含水率为50%-60%(尤以55%为佳),这种湿度最适宜嗜热微生物的生长繁殖和对氧的要求。若生活垃圾含水率高于65%,则易导致营养物渗出和造成通气空隙不足,这会抑制需氧微生物的生长繁殖,甚至发生不良的厌氧分解,堆温下降;而含水率低于 40%也不利于需氧微生物生长,好氧分解速率缓慢。总之,生活垃圾含水率过高或过低均需要进行调节。
通常分解有机废物的微生物,其生长繁殖过程每利用30份碳就需要1份氮。据此,一次发酵适宜的碳氮比定为(25:1)一(35:1)为佳,碳氮比过低或过高都不利于嗜氧菌的生长繁殖,难以达到稳定的最佳堆肥。中国一些大中城市生活垃圾的碳氮比大多高于35:1,因此往往要添加粪便或氮肥水进行调节,使碳氮比达到或接近35:1。生活垃圾堆肥过程还需要适宜的氧浓度 (14%一17%),若过低(10%),则用强制性通风,以不断补给氧气,激发好氧菌的活性;否则氧不足将使好氧菌生长受抑制,使好氧发酵停止。反之若氧浓度高于20%,应减少风量至氧浓度适宜为止。
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