城市生活垃圾處理良方——機械化高溫好氧堆肥技術(shù)
當(dāng)前，在城市生活垃圾處理方面已形成了特點各異、數(shù)量眾多的堆肥處理方法。我國生活垃圾堆肥技術(shù)經(jīng)歷了上世紀50-60年代農(nóng)村漚肥階段，上世紀 70-80年代小型實驗堆肥推廣項目階段，及現(xiàn)在機械化、規(guī)；、自動化大型堆肥處理工程階段，處理技術(shù)日臻完善。目前以堆肥方式處理城市生活垃圾主要采用條堆式、倉式、槽式、裝置式發(fā)酵工藝；主要工藝路線有間歇動態(tài)高溫好氧工藝、靜態(tài)高溫好氧工藝及動態(tài)高溫好氧工藝。
一、機械化高溫好氧堆肥工藝特色
機械化高溫好氧堆肥工藝包括間歇動態(tài)高溫好氧工藝、靜態(tài)高溫好氧發(fā)酵工藝、動態(tài)高溫好氧發(fā)酵工藝。
1.間歇動態(tài)高溫好氧工藝：其又有間歇動態(tài)條堆式高溫好氧發(fā)酵工藝和間歇動態(tài)槽式高溫好氧發(fā)酵工藝。
間歇動態(tài)條堆式高溫好氧發(fā)酵工藝，是指城市生活垃圾經(jīng)過機械進料、機械分選、人工輔助分選后，將可降解的有機物料分批碼堆，一般堆型成底寬5米，堆高 1．8米的三角形條堆，長度根據(jù)廠房和處理量的多少而定，供氧采用了強制通風(fēng)和間歇機械翻拌的方式來控制，翻堆機一般采用跨翻自走式機器。根據(jù)發(fā)酵的周期又采用了二次分選和二次發(fā)酵及精分選，還可以在機械翻拌過程中以水分調(diào)節(jié)和增補微生物的方式促進發(fā)酵。此工藝一般發(fā)酵周期在50天～60天，發(fā)酵溫度70 攝氏度以上。
間歇動態(tài)槽式高溫好氧發(fā)酵工藝，指城市生活垃圾經(jīng)過機械進料、機械分選、人工輔助分選回收可用資源后，將可降解的有機物料分批送入發(fā)酵槽中，物料高3米左右，長度和寬度一般根據(jù)處理量的大小設(shè)定，發(fā)酵槽上面設(shè)置橋梁式自動翻堆機，翻堆機完全自動化操作，只要人工輸入程序指令后，整個翻拌工作就會自動進行。供氧采用了強制鼓風(fēng)或強制吸風(fēng)的方式進行，整個處理流程又根據(jù)肥料處理的精度設(shè)計了次級發(fā)酵和肥料精加工系統(tǒng)。此工藝發(fā)酵周期40天左右，發(fā)酵溫度達70 攝氏度以上。
2.靜態(tài)高溫好氧發(fā)酵工藝：
包括靜態(tài)倉式高溫好氧發(fā)酵工藝和靜態(tài)條堆式高溫好氧發(fā)酵工藝。
靜態(tài)倉式高溫好氧發(fā)酵工藝，指經(jīng)過粗分選后的生活垃圾分批進入發(fā)酵倉中，發(fā)酵倉底部裝有供氧和排水功能的設(shè)備，發(fā)酵倉的規(guī)格根據(jù)處理量和供氧系統(tǒng)的布置設(shè)計，物料裝滿發(fā)酵倉后將門封閉，通風(fēng)供氧發(fā)酵，發(fā)酵周期15天～30天，發(fā)酵溫度可達70攝氏度以上。當(dāng)發(fā)酵達到要求后，通過轉(zhuǎn)運機械分選，視情況進入后發(fā)酵系統(tǒng)繼續(xù)進行。
靜態(tài)條堆式高溫好氧發(fā)酵工藝，是經(jīng)過粗分選后的生活垃圾由轉(zhuǎn)運機械分批碼堆，發(fā)酵堆底部具有供氧和排水功能，堆型一般為三角形或者梯形條堆，條堆高度和寬度根據(jù)供氧系統(tǒng)和處理量的大小而設(shè)計。供氧采用了強制鼓風(fēng)或者強制吸風(fēng)方式。發(fā)酵周期30天左右，發(fā)酵溫度可達70攝氏度以上。發(fā)酵達到一定要求后，通過轉(zhuǎn)運機械進行分選，視情況進入后發(fā)酵系統(tǒng)繼續(xù)進行。
3.動態(tài)高溫好氧發(fā)酵工藝：
生活垃圾經(jīng)過機械分選后連續(xù)進入發(fā)酵滾筒進行動態(tài)發(fā)酵，通過發(fā)酵滾筒的不斷翻動、混合，物料向前移劫，形成連續(xù)進、出料狀態(tài)，在物料的逆方向進行通風(fēng)供氧。滾筒自動化程度較高，可以連續(xù)監(jiān)測物料發(fā)酵過程中的反應(yīng)情況，可以根據(jù)物料反應(yīng)的需要進行水分、炭氮比的調(diào)解。發(fā)酵時間為1天～2天，對于生物降解的程度相對比較完全。也可以根據(jù)設(shè)計配套熟化等工藝。
動態(tài)堆肥技術(shù)是較為先進的堆肥技術(shù)，它是采取連續(xù)進料、出料的方式，物料處于連續(xù)翻動的狀態(tài)，筒中有機成分、水分、溫度和供氧的均勻性得到提高，保證了生物降解的程度。
二、因地制宜選擇生活垃圾動態(tài)堆肥技術(shù)
上述機械化高溫好氧堆肥處理工藝，是我國現(xiàn)行主要處理工藝。不同廠家根據(jù)自己的技術(shù)特點采用了不同處理方式和組合，也根據(jù)不同地區(qū)、氣候條件和生活垃圾組分采取了不同的預(yù)處理和配套工藝。就處理廠而言，堆肥方法的選擇應(yīng)既滿足生活垃圾處置減量化、無害化、資源化的要求，又滿足投資及運行成本低、操作管理方便的需要。
合加資源發(fā)展股份有限公司根據(jù)北京、上海不同的氣候特點、土地資源、垃圾組分，在國內(nèi)堆肥技術(shù)現(xiàn)有基礎(chǔ)上，大膽借鑒引進了國外先進的堆肥經(jīng)驗和先進技術(shù)，開創(chuàng)了我國機械化高溫好氧堆肥處理新工藝，初級動態(tài)好氧發(fā)酵工藝與次級間歇動態(tài)好氧發(fā)酵工藝結(jié)合，極大提高了發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵周期，提高腐熟程度。
北京阿蘇衛(wèi)生活垃圾綜合處理廠的特點：
首先，采用滾筒（動態(tài)好氧）發(fā)酵預(yù)處理工藝，可以完全實現(xiàn)發(fā)酵過程工藝參數(shù)的自動化監(jiān)測和發(fā)酵條件的自動化調(diào)節(jié)，完全控制整個堆肥處理過程，使微生物生長的環(huán)境條件保持最佳，從而使發(fā)酵周期變短，堆肥物穩(wěn)定化、衛(wèi)生化徹底、處理裝置集中化，自動化程度高，且處理過程中可以很好地控制發(fā)酵廢氣的二次污染。
其次，采用一體化組合篩分破袋技術(shù)，將不同的物料分類篩分，且不受物料水分大小的影響，有效地將塑料袋破開，破袋率可達90%以上。此項設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用解決了國內(nèi)生活垃圾分選高纏繞、難分開的技術(shù)難題。
第三，次級發(fā)酵采用機械自動布料、負壓供氧、行車翻拌的間歇式動態(tài)好氧發(fā)酵工藝。通過發(fā)酵工藝參數(shù)的自動監(jiān)測、工藝自動程序控制，隨時調(diào)整供氧風(fēng)機的運行參數(shù)、翻拌時補水流量等。相對目前國內(nèi)堆肥處理廠采用靜態(tài)倉式堆肥工藝而言，發(fā)酵均勻徹底，自動化程度高，易于控制。
第四，肥料加工過程也采用獨特的密度分選技術(shù)，將肥料中的雜質(zhì)分選完全，真正做到了肥料精制，達到了有關(guān)肥料標準。而且根據(jù)市場的需求進行了復(fù)混肥料的工藝設(shè)計，更增加了市場的競爭力。
上海青浦生活垃圾綜合處理廠特點：針對上海和北京的地理、氣候、生活垃圾組分的差異，在采用一體化分選破袋篩分機，自動布料、負壓供氧、行車翻拌槽式主發(fā)酵工藝的基礎(chǔ)上，又配套采用了條堆式好氧間歇翻拌次級發(fā)酵工藝技術(shù)。這些機械化高溫好氧堆肥新技術(shù)、新設(shè)備的采用不僅為堆肥的發(fā)展提供了廣闊的空間，也為生活垃圾的處理實現(xiàn)資源化、無害化、減量化提供了很好的技術(shù)支持，為生活垃圾的綜合處理提供了方向。
三、堆肥產(chǎn)品應(yīng)用前景廣闊
我國堆肥產(chǎn)品發(fā)展前景為：我國的生活垃圾具有高水分、低熱值、混合收集、成分復(fù)雜、有機物含量高的特點，適合采用生物堆肥化處理工藝。生物堆肥還可作為一種預(yù)處理工藝，生物堆肥預(yù)處理后，有機物分解減量、降低水分、熱值提高、易于焚燒，焚燒過程產(chǎn)生有害氣體少、熱效率高、焚燒成本低；如果填埋處置，填埋量減少、滲瀝液量少、填埋物穩(wěn)定、填埋氣體產(chǎn)生量減少、填埋場安全性高、穩(wěn)定期短、減少后期管理成本。與其他處理方式結(jié)合形成綜合化處理模式，極大的改善、提高其他處理工藝的效率和效果。無論是單獨堆肥化處理還是綜合處理模式的發(fā)展，都需要更高效、更快速的生物處理工藝，縮短發(fā)酵周期、提高發(fā)酵效率、進而節(jié)約占地、減低處理成本。動態(tài)、間歇式動態(tài)好氧堆肥組合工藝可以很好的實現(xiàn)上述目的。
動態(tài)、間歇動態(tài)機械化高溫好氧堆肥處理工藝與其他堆肥工藝相比，物料混合均勻、發(fā)酵條件可以調(diào)控、更加有利于降解微生物的繁殖，有機物降解速度加快，發(fā)酵周期明顯縮短，物料腐熟程度高，具有很高的技術(shù)經(jīng)濟性。發(fā)酵過程中實現(xiàn)完全好氧，有效地減輕了惡臭物質(zhì)的產(chǎn)生；與機械自動化技術(shù)結(jié)合，完全實現(xiàn)發(fā)酵過程自動控制；因此，在垃圾處理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
當(dāng)前的制約因素有：生活垃圾堆肥化處理一直受到很多因素的制約，其中二次污染和堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量、銷路是很重要的制約因素。隨著近年來二次污染控制、處理技術(shù)的發(fā)展完善和投入的提高、處理工藝的改進，二次污染完全可以解決。
以生活垃圾為原料生產(chǎn)的堆肥產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上一直存在爭議，市場銷售也沒有全面打開，原因是：社會認識的差異。有很多人一提到生活垃圾就談虎色變，認為這種堆肥不能用到農(nóng)作物上，只能用到園林綠化上，認識上存在偏差；許多堆肥廠不重視堆肥加工制造工藝，堆肥產(chǎn)品表觀粗劣，含有玻璃、硬塑、砂土、木質(zhì)等雜質(zhì)，影響施用，不能達到國家標準；堆肥特性的限制，堆肥養(yǎng)分低、緩施性、與化肥相比施用短期效果不明顯、施用量大，增加勞動量。
長期以來，很多人為了追求高產(chǎn)等眼前利益，背離科學(xué)的種植施肥方法，大量施用化肥，造成了大量的農(nóng)田板結(jié)，嚴重影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。因此，為了培育土地，提高土地的生產(chǎn)力，有機肥的施用已經(jīng)勢在必行！
怎樣才能生產(chǎn)合格的有機肥產(chǎn)品并打開市場銷路呢？對于我國目前生活垃圾混合收集來說，必須做到以下幾點：
一是控制生活垃圾源頭。也就是嚴禁把工業(yè)垃圾及其他垃圾混進生活垃圾，尤其是化工垃圾、建筑垃圾。
二是選擇合理的堆肥處理工藝。在進入發(fā)酵之前將有害的、影響堆肥產(chǎn)品的、有可能分解的有害成分分離開來。
三是政府出臺有關(guān)以生活垃圾原料生產(chǎn)有機肥料的指導(dǎo)性施用政策，并大力推廣宣傳。
四是提高堆肥發(fā)酵處理工藝水平，提高堆肥腐熟度、改善堆肥質(zhì)量；將有機肥和無機肥料（化肥）有效的結(jié)合起來，生產(chǎn)有機無機復(fù)混肥料，提高市場競爭力。
解決好上述制約因素，將極大促進機械化高溫好氧發(fā)酵技術(shù)在生活垃圾處理領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用。有機廢棄物資源化是我國這個農(nóng)業(yè)大國發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最經(jīng)濟、有效的方法之一。
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