高溫好氧發(fā)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(fā)酵過程中一些工藝參數(shù)的控制，從而保證堆肥產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：好氧發(fā)酵；城市生活垃圾；堆肥處理
衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電、堆肥是當(dāng)前城市生活垃圾處理的3種主要技術(shù)。隨著人民生活水平的提高和城市清潔能源的廣泛應(yīng)用，城市生活垃圾中易腐有機物的含量已達(dá)到50％以上，因此城市生活垃圾資源化處理采用堆肥技術(shù)，既符合國情，又能達(dá)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(chǎn)品中雜質(zhì)多、肥效差、重金屬含量高，是所產(chǎn)垃圾肥料的致命缺陷，不受市場的歡迎。根據(jù)國內(nèi)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(fā)酵倉，如圖1所示。
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發(fā)酵倉為混凝土結(jié)構(gòu)，長10 m，寬3．9 m，高4．1 m，沿發(fā)酵倉縱向均布3個800 mm×800 mm的進(jìn)料口，發(fā)酵倉底部縱向設(shè)有通風(fēng)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(jìn)倉過程中根據(jù)物料的含水率間斷噴灑發(fā)酵液，發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的滲瀝水回流到滲瀝液池，循環(huán)利用。
2 堆肥過程的參數(shù)控制
觀察堆肥過程進(jìn)行得是否順利，主要依據(jù)堆肥物料中有機物和堆肥工藝參數(shù)的變化，控制和監(jiān)測的參數(shù)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(fā)時帶走熱量，起到調(diào)節(jié)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(chǎn)生厭氧狀態(tài)，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(dá)到峰值。因此在實際運行過程中，當(dāng)物料進(jìn)入發(fā)酵倉時，首先應(yīng)測定物料的含水率，根據(jù)物料的含水率來決定發(fā)酵液的噴灑量：當(dāng)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(fā)酵菌的濃度；當(dāng)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(diào)節(jié)物料的含水率。
2．2 堆肥過程的溫度控制
在發(fā)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(rèn)為高溫菌對有機物的降解效率高于中溫菌。現(xiàn)代的高溫好氧發(fā)酵正利用這一特點，經(jīng)過3 d左右，堆肥溫度便能達(dá)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(fēng)的過程控制
通風(fēng)是好氧發(fā)酵成功的重要條件之一，其主要作用：①提供微生物發(fā)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(fēng)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(fēng)的風(fēng)量可根據(jù)不同目的計算出來，靜態(tài)堆肥的強制通風(fēng)流量在主發(fā)酵階段為0．05—0．2 m ／(rain·m )。在本堆肥工藝中，通風(fēng)采用負(fù)壓抽氣法(下抽氣)，抽氣前將溝槽內(nèi)的滲濾液排凈，關(guān)閉排水口閥門，防止抽氣短路，抽氣頻率在主發(fā)酵期間，每隔1 h抽氣30 rain。5 d后蓋上進(jìn)料口蓋，進(jìn)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(nèi)水分，帶走多余的熱量，使倉內(nèi)物料的溫度不超過65℃。 、
2．4 堆肥過程的pH值控制
在發(fā)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(biāo)志。在好氧發(fā)酵的初期，物料產(chǎn)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(dá)到8．0左右。在實際操作過程中，如果好氧發(fā)酵3 d后pH 值仍低于7．0時，則應(yīng)增加下抽氣時間或次數(shù)來增加供氧量。
2．5 發(fā)酵周期的確定
發(fā)酵周期是指物料經(jīng)過好氧發(fā)酵由原生垃圾成為穩(wěn)定無害的堆肥產(chǎn)品所需要的時間。堆肥產(chǎn)品只有達(dá)到穩(wěn)定化，才能認(rèn)為無害化的過程結(jié)束，其判定的標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)地疏松，手捏成團，松之即散； ②溫度下降接近常溫；③堆肥產(chǎn)品由于真菌的生長呈白色或灰白色。
3 堆肥的后處理
經(jīng)過主發(fā)酵的物料再次經(jīng)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(chǎn)精制堆肥，同時送人倉庫進(jìn)行后發(fā)酵工序，將主發(fā)酵工序中尚未完全分解的有機物進(jìn)一步分解，使之變成腐殖酸、氨基酸等比較穩(wěn)定的有機物，得到完全腐熟的堆肥產(chǎn)品。該工藝堆肥產(chǎn)品質(zhì)量和衛(wèi)生指標(biāo)見表1。
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4 結(jié)束語
生活垃圾中的易腐有機物經(jīng)過堆肥處理，堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量得到大幅度提高，有機質(zhì)含量達(dá)到 30％ 以上，肥料的衛(wèi)生指標(biāo)、重金屬含量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。每噸堆肥產(chǎn)品售價達(dá)到100元以上，不僅產(chǎn)生社會效益，而且還有顯著的經(jīng)濟效益。
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