王春雨+陳榮

摘 要：生活垃圾和餐廚垃圾中的有機質(zhì)高，C/N低，營養(yǎng)元素全面，適用于好氧發(fā)酵堆肥。罐式密閉發(fā)酵的處理方式，能夠有效控制臭氣，集中收集處理滲濾液，滿足污染物治理達標排放的要求，可回收物質(zhì)進行資源再利用，堆肥產(chǎn)物能夠用于綠化和種植，同時實現(xiàn)“資源化、減量化、無害化”。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；餐廚垃圾；罐式好氧發(fā)酵堆肥

中圖分類號：X7 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0024-02

1 垃圾處理規(guī)模及成分

1.1 生活垃圾處理規(guī)模及成分

延慶地區(qū)生活垃圾處理規(guī)模為300噸/日?；彝琳?4.75%，廚余垃圾占36.56%，共占比81.31%；紙類占比6.22%、塑料占比6.44%、織物占比0.47%、玻璃占比0.56%、金屬占比0.11%、木竹占比3.31%，這些物質(zhì)為可回收物質(zhì)，共占比17.11%；磚瓦和其他占比1.58%。

1.2 餐廚垃圾處理規(guī)模及成分

延慶地區(qū)餐廚垃圾處理規(guī)模50噸/日，含有水、果皮、蔬菜、米面、魚、肉、骨頭以及餐具、塑料、紙巾等。餐廚垃圾占比90.09%、紙張占比0.8%、金屬占比0.1%、骨頭占比5.2%、木頭占比1.01%、塑料占比0.7%，油脂占比2%。糖類、鹽分、油脂含量高。

2 處理工藝

好氧發(fā)酵堆肥的物料來源于生活垃圾和餐廚垃圾中的有機成分，生活垃圾和餐廚垃圾需要經(jīng)過預(yù)處理后，提取有機物料進行堆肥。堆肥化就是在人工控制下，在一定的水分、C/N比和通風條件下通過微生物的發(fā)酵作用，將有機物轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程。在這種堆肥化過程中，有機物由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)物質(zhì)，對環(huán)境尤其土壤環(huán)境不構(gòu)成危害，而把堆肥化的產(chǎn)物稱為營養(yǎng)土。通氣條件下使用好氧性微生物的叫做“好氧堆肥”。反應(yīng)溫度一般在50～60℃，極限可達80～90℃，故亦稱為“高溫堆肥”。垃圾好氧堆肥在大量微生物作用下，使垃圾發(fā)生的生物轉(zhuǎn)化和氧化分解過程。好氧化分解后，除CO2和水外，主要是硝酸鹽、硫酸鹽及其他氧化終產(chǎn)物；化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不再進行生化分解；氧化分解過程進行很快，條件適當幾天內(nèi)就可進行完畢。穩(wěn)定性終產(chǎn)物也沒有異味符合衛(wèi)生條件。

生活垃圾屬于混合狀態(tài)，需要經(jīng)過分揀、磁選和篩分，將資源化物質(zhì)（玻璃、紙張、塑料、金屬等）回收再利用，灰土及無機物質(zhì)被分選出來后進行填埋處理，有機物質(zhì)進入好氧發(fā)酵堆肥系統(tǒng)。餐廚垃圾單獨進行前處理，經(jīng)過篩分、磁選、壓榨提取資源化物質(zhì)，如塑料、油脂等，水分集中收集處理，剩余物料進入堆肥系統(tǒng)。

生活、餐廚垃圾經(jīng)過預(yù)處理，混合后，進入發(fā)酵制肥系統(tǒng)。經(jīng)過一級、二級發(fā)酵，周期約30天。待物料細碎變形，質(zhì)量和體積變小，再通過篩分，殘渣外運填埋，剩余物料儲藏堆放10天，最終變成營養(yǎng)土。為滿足每天處理300噸生活垃圾和50噸餐廚垃圾的工藝要求，設(shè)置發(fā)酵罐10個，每個罐體有效填充容積168m3。該系統(tǒng)由物料混合系統(tǒng)、發(fā)酵罐系統(tǒng)、進出物料系統(tǒng)以及強制供氧系統(tǒng)等組成。

3 物料發(fā)酵的影響因素及調(diào)整措施

進罐原料進入發(fā)酵設(shè)施前，必須進行物料調(diào)節(jié)。

3.1 溫度及氧氣

堆肥過程中溫度的變化受堆肥原料、C/N、pH值、通氣性、水分含量等多種因素的共同影響，但都會經(jīng)歷升溫、高溫、降溫、腐熟四個階段。堆肥初期，隨著微生物降解堆料中的有機物并釋放出大量的熱量，會使堆體溫度上升。高溫階段，微生物不斷消耗堆肥中的營養(yǎng)物質(zhì)和其它水溶性組分，不斷生長和繁殖，持續(xù)放出大量的熱量，因而高溫階段會持續(xù)一段較長的時間，隨著堆肥的進行，有機質(zhì)成分被逐漸分解，溫度逐漸下降，進入“降溫期”，當有機質(zhì)幾乎被完全分解后，進入“穩(wěn)定腐熟期”。

在好氧堆肥實際運行過程中，供風系統(tǒng)的通氣量是重要的工藝參數(shù)，在供風系統(tǒng)設(shè)備條件確定以后，通氣量受控于堆體的通氣能力，主要是堆體的粒度和含水率。在堆肥發(fā)酵后期達到腐熟后，堆體的通氣能力也會下降。排氣成分的氧氣濃度反映了供氣中剩余的氧氣，微生物的活動和氧化分解的強度確定后，氧氣消耗量和二氧化碳產(chǎn)生量都是確定的。供風系統(tǒng)的通氣量愈大，排氣中氧氣分壓愈大，二氧化碳濃度愈小，因此常根據(jù)空氣量和排氣成分評價堆肥發(fā)酵的情況，排氣中氧氣分壓大于14%，則表示空氣中氧的消耗不到13%，最佳排氣氧氣濃度為14%-17%，如排氣中氧氣體積濃度降至10%則表示好氧發(fā)酵停止，如用排氣中二氧化碳濃度來代替氧氣濃度作為監(jiān)測參數(shù)，則最佳CO的體積濃度應(yīng)為3%-6%。控制供風系統(tǒng)的通氣量，避免過度通氣，是因為考慮運行能耗、通風降低堆肥溫度、通風形成水分蒸發(fā)等因素。

一級發(fā)酵堆層溫度控制在60℃左右，二級發(fā)酵堆層溫度控制在50℃左右，穩(wěn)定化階段堆層溫度控制在40℃左右。如果溫度升高，采取非連續(xù)通風的辦法，進行降溫，每立方米垃圾風量宜為0.2Nm3/min，堆體每升高1m，風壓增加1000-1500Pa。如果溫度過低，采取增加曝氣的辦法，促進物料發(fā)酵升溫。通風和曝氣時，注意空氣均勻走向，避免偏流現(xiàn)象。

3.2 水分及輔料

堆肥中微生物的生長繁殖、有機物的分解，水是不可缺少的條件。進罐原料含水率控制在40%至60%，超出含水率需進行水分調(diào)節(jié)，堆肥過程的含水率一方面由于滲濾液收集和回灌和有機物的氧化分解產(chǎn)生水分而增加，另一方面由于通風作用以水蒸氣的形式揮發(fā)而降低，含水率的變化是這兩方面因素作用的結(jié)果。含水率的高低反過來又會影響微生物的氧化分解反應(yīng)速率和通氣效率。

當含水率較高時，通過添加鋸末或稻草、麥秸、稻殼等輔料或通風散熱措施調(diào)整水分。每噸混合垃圾添加輔料約0.16噸。當含水率較低時，通過回噴污水或者增加中水的措施，調(diào)整含水率。

3.3 停留時間

一級發(fā)酵、二級發(fā)酵階段停留時間分別至少為10天，腐熟穩(wěn)定化階段停留時間為15-20天。詳細、準確記錄進出料時間。

3.4 布料

發(fā)酵罐上部設(shè)有均勻布料裝置，采用由上至下的布料方式，物料輸送速度緩慢，不能過快，防止物料層厚不等，最大限度保障料層高度均勻。物料堆高為3-5m。

4 指標

調(diào)節(jié)上述影響因素達到進料和出料要求，發(fā)酵中止，產(chǎn)物為營養(yǎng)土。經(jīng)過一年的實驗測定，指標最大值和最小值如下，數(shù)據(jù)滿足了現(xiàn)行國家標準。罐式好氧發(fā)酵堆肥產(chǎn)生的營養(yǎng)土不含有有毒、腐蝕性、放射性等污染環(huán)境的物質(zhì)，達到無害化衛(wèi)生要求。

4.1 碳氮比

一級發(fā)酵原料碳氮比為21：1-25：1，營養(yǎng)土碳氮比15：1-18：1。

4.2 PH

一級發(fā)酵原料PH為6.5-9，營養(yǎng)土PH為6.8-7.9。

4.3 有機質(zhì)

一級發(fā)酵原料易腐有機質(zhì)含量50%-70%，營養(yǎng)土有機質(zhì)80%。

4.4 含水率

一級發(fā)酵原料含水率為40%-60%，營養(yǎng)土含水率25%-35%。

4.5 重金屬

營養(yǎng)土重金屬含量為：總鎘≤3mg/kg，總汞≤5mg/kg，總鉛≤100mg/kg，總鉻≤300mg/kg，總砷≤30mg/kg。

4.6 其他

營養(yǎng)土含有：雜物≤3%，粒度≤12%，總氮≥0.5%，總磷≥0.3%，總鉀≥1。

4.7 水質(zhì)指標

滲濾液原液指標：CODcr（mg/L）≤35000，BOD5（mg/L）≤15000，NH4-N（mg/L）≤1000，TN（mg/L）≤2000，SS（mg/L）≤2500，水溫35℃，pH6～9。

處理后出水指標：CODcr（mg/L）≤30，BOD5（mg/L）≤6，NH4-N（mg/L）≤1.5（2.5），SS（mg/L）≤5，水溫35℃，pH6～9，色度15，總磷（以P計）≤0.3。

5 “三化”效果

好氧發(fā)酵法處理生活垃圾和餐廚垃圾，經(jīng)測算實現(xiàn)了垃圾“資源化”、“減量化”、“無害化”。

5.1 資源化

通過細化分選和深度處理，如金屬、紙張、塑料、油脂、營養(yǎng)土、沼氣等可資源化物質(zhì)得到了回收利用。按照每日處理300噸生活垃圾和50噸餐廚垃圾核算，資源化年產(chǎn)量為：金屬年產(chǎn)量約為60噸，相當于生產(chǎn)60噸轎車所需的鋼材；紙張年產(chǎn)180余噸，相當于生產(chǎn)1萬余箱A4紙；塑料年產(chǎn)40余噸，相當于生產(chǎn)30萬個塑料盆；油脂年產(chǎn)約20萬噸，可生產(chǎn)10萬余塊肥皂；營養(yǎng)土年產(chǎn)量1萬余噸，相當于2000噸復(fù)合肥；填埋氣和沼氣年產(chǎn)10萬立方，能夠滿足300戶居民一年的炊事用氣，也可作為鍋爐燃料。

5.2 減量化

通過工藝處理，衛(wèi)生填埋的生活垃圾減少50%，餐廚垃圾減少90%，殘渣大大減少，延長了填埋場的使用壽命。垃圾滲濾液每天產(chǎn)生量為120噸，處理后，達到中水標準，年產(chǎn)中水7000余噸，節(jié)約了天然水資源。

5.3 無害化

罐式好氧發(fā)酵工藝可以有效改善原生垃圾填埋現(xiàn)狀，且該工藝除臭效果好，對周邊影響小，占地少，易于實施。工藝處理過程中產(chǎn)生的氨氣、硫化氫等物質(zhì)，經(jīng)過先進的符合光催化和化學(xué)處理，轉(zhuǎn)化為氮氣和水等無害物質(zhì)。產(chǎn)生的滲濾液經(jīng)過物理、化學(xué)、生物等綜合處理，達到北京市地方標準，用于草坪綠化灌溉、車輛及道路清洗。

參考文獻：

[1]張俊超.立式好氧發(fā)酵罐在處理城市固體廢物中的實踐應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（03）.