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垃圾堆肥

堆肥法處理生活垃圾是指憑借微生物的生化作用,在人工控制條件下,將生活垃圾中有機質分解、腐熟、轉換成穩定的類似腐殖質土的方法。堆肥處理的原理大致可分為厭氧性發酵和好氧性發酵兩種。厭氧性發酵是使垃圾減少或者完全隔絕與空氣接觸,利用厭氧菌分解有機質,產生二氧化碳、水、甲烷和腐殖質土的過程。好氧性發酵是用翻堆、強制送抽風,以好氧菌分解有機質使其穩定的方法,產物為二氧化碳、水和腐殖質土等。[1]
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定義

垃圾堆肥是處理與利用垃圾的一種方法,是利用垃圾或土壤中存在的細菌、酵母菌、真菌和放線菌等微生物,使垃圾中的有機物發生生物化學反應而降解(消化),形成一種類似腐蝕質土壤的物質,用作肥料并用來改良土壤。

垃圾堆肥技術在中國農是從事活動中早有應用,而作為科學進行研究探討此法則始于1920年。按細菌分解的作用原理,分為高溫需(好)氧法和低溫厭氧法堆肥。按堆肥方法,分為露天堆肥法和機械堆肥。堆肥法操作一般分為4步:①預處理,剔出大塊的及無機雜品,將垃圾破碎篩分為勻質狀,勻質垃圾的最佳含水率為45-60%,碳氮比約為(20-30):1,達不到需要時可摻進污泥或糞便;②細菌分解(或稱發酵),在溫度、水分和氧氣適宜條件下,好氧或厭氧微生物迅速繁殖,垃圾開始分解,將各種有機質轉化為無害的肥料;③腐熟,穩定肥質,待完全腐熟即可施用;④貯存或處置,將肥料貯存,廢料另作填埋處置。[2]

操作方法

垃圾堆肥工藝流程,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、穩定有機物的無害化處理方法。由于具有發酵周期短、無害化程度高、衛生條件好和易于機械化操作等特點,好氧堆肥法在國內外得到廣泛應用。好氧堆肥工藝由前處理,主發酵(亦可稱一次發酵,一級發酵或初級發酵)、后發酵(亦可稱二次發酵、二級發酵或次級發酵)、后處理、脫臭及貯存等工序組成。

前處理

生活垃圾中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物質,這些物質會影響垃圾處理機械的正常運行,降低發酵倉容積的有效使用,使堆溫難以達到無害化要求,從而影響堆肥產品的質量。前處理的主要任務是破碎和分選,去除不可堆肥化物質,將垃圾破碎在12~60mm的適宜粒徑范圍。

主發酵

主發酵可在露天或發酵倉內進行,通過翻堆攪拌或強制通風來供給氧氣,供給空氣的方式隨發酵倉種類而異。發酵初期物質的分解作用是靠嗜溫菌(生長繁殖最適宜溫度為30~40℃)進行的。隨著堆溫的升高,最適宜溫度45~65℃的嗜熱菌取代了嗜溫菌,能進行高效率的分解,氧的供應情況與保溫床的良好程度對堆料的溫度上升有很大影響。然后將進入降溫階段,通常將溫度升高到開始降低為止的階段稱為主發酵期。生活垃圾的好氧堆肥化的主發酵期約為4~12d。

后發酵

碳氮比過高的未腐熟堆肥施用于土壤,會導致土壤呈氮饑餓狀態。碳氮比過低的未腐熟堆肥施用于土壤,會分解產生氨氣,危害農作物的生長。因此,經過主發酵的半成品必須進行后發酵。后發酵可在專設倉內進行,但通常把物料堆積到1~2m高度,進行敞開式后發酵。為提高后發酵效率,有時仍需進行翻堆或通風。在主發酵工序尚未分解及較難分解的有機物在此階段可能全部分解,變成腐殖酸、氨基酸等比較穩定的有機物,得到完全成熟的堆肥成品。后發酵時間通常在20~30d以上。

后處理

經過二次發酵后的物料中,幾乎所有的有機物都被穩定化和減量化。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過一道分選工序去除??梢杂没剞D式振動篩,磁選機,風選機等預處理設備分離去除上述雜質,并根據需要進行再破碎(如生產精制堆肥)。也可以根據土壤的情況,將散裝堆肥中加入N、P、K添加劑后生產復合肥。

脫臭

在堆肥化工藝過程中,會有氨、硫化氫、甲基硫醇、胺類等物質在各個工序中產生,必須進行脫臭處理。去除臭氣的方法主要有化學除臭及吸附劑吸附法等。經濟實用的方法是熟堆肥氧化吸附的生物除臭法。將源于堆肥產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,使之與生物分解和吸附及時作用,其氨、硫化氫去除效率均可達98%以上。

儲存

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置至少能容納6個月產量的貯藏設施,以保證生產的連續進行。

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