高温好氧发酵处理城市生活垃圾
摘要：介绍了博罗垃圾堆肥处理示范工程的工艺及好氧发酵过程中一些工艺参数的控制，从而保证堆肥产品质量。
关键词：好氧发酵；城市生活垃圾；堆肥处理
卫生填埋、焚烧发电、堆肥是当前城市生活垃圾处理的3种主要技术。随着人民生活水平的提高和城市清洁能源的广泛应用，城市生活垃圾中易腐有机物的含量已达到50％以上，因此城市生活垃圾资源化处理采用堆肥技术，既符合国情，又能达到垃圾的减量化、资源化、无害化的目的。如果只是采用简单方法堆肥，则所得堆肥产品中杂质多、肥效差、重金属含量高，是所产垃圾肥料的致命缺陷，不受市场的欢迎。根据国内垃圾的特点以及垃圾中各组分的不同功用，我们在广东省博罗200 t／d的垃圾处理示范工程中采用了新的工艺路线。 1 原生垃圾的前处理将原生垃圾通过大物料筛分机、一体化筛分机(破碎一筛分)和人工分选，将垃圾分为易腐有机物、可燃有机物、无机物和可回收再利用物 4部分。其中易腐有机物通过皮带输送到发酵仓，如图1所示。
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发酵仓为混凝土结构，长10 m，宽3．9 m，高4．1 m，沿发酵仓纵向均布3个800 mm×800 mm的进料口，发酵仓底部纵向设有通风和排水合用的带坡度(1：100)的沟槽，沟槽宽度为0．9 m，沟槽上放置铸铁蓖板，作为空气和垃圾渗沥水行流之用。在易腐有机物进仓过程中根据物料的含水率间断喷洒发酵液，发酵过程中所产生的渗沥水回流到渗沥液池，循环利用。
2 堆肥过程的参数控制
观察堆肥过程进行得是否顺利，主要依据堆肥物料中有机物和堆肥工艺参数的变化，控制和监测的参数主要有含水率、温度、pH值、腐熟度等。
2．1 堆肥过程的水分控制
堆肥中水分的主要作用：①溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；②水分蒸发时带走热量，起到调节堆肥温度的作用。但是水分过多时，会把空气从原料空隙中挤出，降低原料的空隙率，影响空气扩散，从而易产生厌氧状态，水分低于 40％时，微生物活性降低，堆肥温度随之下降。通过大量的实验证明：微生物的生长和对氧的要求在含水率为50％ ～60％时达到峰值。因此在实际运行过程中，当物料进入发酵仓时，首先应测定物料的含水率，根据物料的含水率来决定发酵液的喷洒量：当物料的含水率为50％ ～60％时，每隔1 h，喷液0．5～1 min， 目的只是为了增加物料中发酵菌的浓度；当物料的含水率在45％以下时，每隔1 h，喷液2—3 min，主要是为了调节物料的含水率。
2．2 堆肥过程的温度控制
在发酵过程中，随着物料中微生物活动的加剧，微生物分解有机物所释放出的热量大于堆肥的消耗热量时，堆肥温度就上升。一般认为高温菌对有机物的降解效率高于中温菌。现代的高温好氧发酵正利用这一特点，经过3 d左右，堆肥温度便能达到高温菌的理想温度50 60℃，超过 55℃3 d后即可完成无害化过程。
2．3 通风的过程控制
通风是好氧发酵成功的重要条件之一，其主要作用：①提供微生物发酵过程中所需要的氧气；②在维持最适温度的条件下，加大通风量可以去除水分，带走多余的热量，防止“跑氮”引起堆肥的肥效降低。强制通风的风量可根据不同目的计算出来，静态堆肥的强制通风流量在主发酵阶段为0．05—0．2 m ／(rain·m )。在本堆肥工艺中，通风采用负压抽气法(下抽气)，抽气前将沟槽内的渗滤液排净，关闭排水口阀门，防止抽气短路，抽气频率在主发酵期间，每隔1 h抽气30 rain。5 d后盖上进料口盖，进行抽湿(上抽气)，上抽气的频率为每隔4 h抽气5 min，以去除仓内水分，带走多余的热量，使仓内物料的温度不超过65℃。 、
2．4 堆肥过程的pH值控制
在发酵过程中，pH值随着时间和温度的变化而变化，因此pH值也是揭示堆肥过程的一个极好标志。在好氧发酵的初期，物料产生有机酸， pH值可下降到5．0左右，此时有利于微生物生存繁殖，随后pH逐渐上升，最高可达到8．0左右。在实际操作过程中，如果好氧发酵3 d后pH 值仍低于7．0时，则应增加下抽气时间或次数来增加供氧量。
2．5 发酵周期的确定
发酵周期是指物料经过好氧发酵由原生垃圾成为稳定无害的堆肥产品所需要的时间。堆肥产品只有达到稳定化，才能认为无害化的过程结束，其判定的标准就是腐熟度。从外观上鉴别堆肥的腐熟度，其特征为：①外观呈茶褐色或暗灰色，没有恶臭味，具有土壤的霉味，不再吸引蚊蝇，质地疏松，手捏成团，松之即散； ②温度下降接近常温；③堆肥产品由于真菌的生长呈白色或灰白色。
3 堆肥的后处理
经过主发酵的物料再次经过破碎、筛分去除物料中的塑料、玻璃、陶瓷、小石块等杂物，生产精制堆肥，同时送人仓库进行后发酵工序，将主发酵工序中尚未完全分解的有机物进一步分解，使之变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全腐熟的堆肥产品。该工艺堆肥产品质量和卫生指标见表1。
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4 结束语
生活垃圾中的易腐有机物经过堆肥处理，堆肥产品的质量得到大幅度提高，有机质含量达到 30％ 以上，肥料的卫生指标、重金属含量达到国家标准。每吨堆肥产品售价达到100元以上，不仅产生社会效益，而且还有显著的经济效益。
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