蚯蚓床法在城市生活垃圾處理中的應(yīng)用
導(dǎo)讀:此外,還有歷年存積下的城市生活垃圾60億噸。在國(guó)外頗受歡迎的蚯蚓床法便是一種綠色的城市生活垃圾最終處置方法。蚯蚓床法所能處理的對(duì)象是可降解的有機(jī)物,而我國(guó)現(xiàn)在大部分垃圾是混合垃圾,許多廢棄物混于一起,要分離出其中的可降解有機(jī)物必需借助垃圾分選設(shè)備。
關(guān)鍵詞:蚯蚓床,城市生活垃圾,可降解有機(jī)物
1 前言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市化進(jìn)程腳步地加快,我國(guó)大多數(shù)城市承受著城市垃圾帶來的巨大環(huán)境壓力。1998年我國(guó)產(chǎn)城市垃圾1.4億噸,且以每年10%的速度增長(zhǎng)。此外,還有歷年存積下的城市生活垃圾60億噸。絕大多數(shù)城市已經(jīng)陷于垃圾的包圍之中,泛濫的垃圾對(duì)城市環(huán)境造成嚴(yán)重污染,社會(huì)每年要消耗大量的人力、物力用于垃圾的清運(yùn)和處理。所以,探索更科學(xué)、更經(jīng)濟(jì)的城市生活垃圾處理方法實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾的減量化、資源化、無害化的治理目標(biāo),是我們每一個(gè)環(huán)保工作者迫在眉睫的任務(wù)。
2 常用城市生活垃圾處理技術(shù)概述
世界上的城市生活垃圾處理方法很多,且因各國(guó)的具體情況不同而差異很大。目前,我國(guó)技術(shù)成熟且常用的城市生活垃圾處理方法主要有焚燒法、堆肥法、填埋法。
2.1 焚燒法
焚燒法具有顯著的減量化、處理快速、消滅病原菌等特點(diǎn)。由于我國(guó)城市生活垃圾的分類工作才剛開始,分類收集的效果還不是很大,還無法有效的將占垃圾37%~62%以上的廚余物分開[1],燃燒熱值較低。參考。同時(shí)焚燒法存在著較嚴(yán)重的大氣污染問題,它排出的硫氧化物、氮氧化物、二惡英等對(duì)大氣有著一定的威脅,特別是致癌物質(zhì)二惡英的危害最大。
2.2 堆肥法
堆肥法是一種傳統(tǒng)的有機(jī)廢棄物處理工藝,利用自然生長(zhǎng)富集的微生物將有機(jī)物降解穩(wěn)定,最終產(chǎn)物可作為肥料或土壤改良劑。但是堆肥技術(shù)要受若干因素(比如微生物、溫度、濕度、pH等)的限制,不易于控制,致使堆肥產(chǎn)品質(zhì)量不高,肥效低,銷路不暢。
2.3 填埋法
填埋法具有投資少、不需對(duì)廢物進(jìn)行特別的分選收集、可回收沼氣等特點(diǎn),這是一種比較經(jīng)濟(jì)的垃圾最終處理方法,所以在世界上應(yīng)用較普遍。可是該方法稍不慎會(huì)嚴(yán)重污染地下水,對(duì)填埋的局部地區(qū)造成污染,并需要占用寶貴的土地資源。在發(fā)達(dá)的大城市和沿海地區(qū),人多地少,因而造成城市垃圾無處可填。
3 蚯蚓床法對(duì)城市生活垃圾的處理
由于焚燒、堆肥、填埋的三種處理方法都有很大的使用局限性和產(chǎn)物的二次污染問題,這就迫使人們尋找新的方法來解決城市生活垃圾的處置問題。在國(guó)外頗受歡迎的蚯蚓床法便是一種綠色的城市生活垃圾最終處置方法。
3.1 蚯蚓床法簡(jiǎn)介
蚯蚓床法是利用蚯蚓喜歡吞食完全腐熟的有機(jī)物的特性,從而利用它去除有機(jī)物的一種處理城市生活垃圾的生態(tài)處理方法。
有機(jī)廢棄物的蚯蚓堆制處理技術(shù)(vermicom posting)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新型生物處理技術(shù)[2]。蚯蚓具有驚人的吞噬能力,且其消化道可分泌蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶、甲殼素酶、淀粉酶等多種酶類,對(duì)絕大多數(shù)有機(jī)廢棄物有較強(qiáng)的分解作用[3]。有機(jī)物質(zhì)被蚯蚓攝食后,少部分被直接同化利用,大部分經(jīng)蚯蚓體內(nèi)的磨碎和擠壓作用后以顆粒狀排出,起到類似于擠壓造粒的作用,從而達(dá)到物理改性的目的[4]。同時(shí),蚯蚓能促進(jìn)微生物的活性,它們間的聯(lián)合作用加速了有機(jī)物的分解和轉(zhuǎn)化,并能夠有效地除去或抑制堆制過程中產(chǎn)生的臭味[3]。參考。
蚯蚓床法用于城市生活垃圾的處理在國(guó)外早已應(yīng)用,而且技術(shù)成熟。在我國(guó)雖然該技術(shù)發(fā)展的較晚,但由于蚯蚓床法對(duì)城市生活垃圾處理的諸多優(yōu)點(diǎn)而引起了人們的重視,很快在我國(guó)便建立了百余處蚯蚓床垃圾處理場(chǎng)。
3.2 蚯蚓床法工藝
圖1 蚯蚓床法處理城市生活垃圾工藝流程
蚯蚓床法工藝流程圖見圖1。在該流程中,垃圾的分選是一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)。蚯蚓床法所能處理的對(duì)象是可降解的有機(jī)物,而我國(guó)現(xiàn)在大部分垃圾是混合垃圾,許多廢棄物混于一起,要分離出其中的可降解有機(jī)物必需借助垃圾分選設(shè)備。利用垃圾分離設(shè)備把分離出來的廢金屬、玻璃、塑料等廢棄物分門別類收集起來,自己回收利用或者轉(zhuǎn)賣給廢品回收再生產(chǎn)廠家,可降低運(yùn)行成本,同時(shí)使垃圾得到更有效的資源化處理。
使可降解有機(jī)物完全腐熟也可以采用高溫堆肥技術(shù),但考慮到糞便也需運(yùn)到垃圾場(chǎng)處理,而且糞便有加速有機(jī)物發(fā)酵的作用,所以將糞便和可降解有機(jī)物按一定比例一起倒入發(fā)酵池中進(jìn)行發(fā)酵(比例由垃圾本身含水率確定,保證完全腐熟后的有機(jī)物含水率在60%左右),待有機(jī)物完全腐熟后即可作蚯蚓食料添加。
3.3 蚯蚓床制作
蚯蚓床一般寬l~2米,長(zhǎng)度不限,床間留0.7米的通道(若考慮用車加飼料,通道要加寬)。參考。床底比通道高20厘米,床上鋪食料厚度以10~15厘米為宜。然后投放蚓種,投放量為1~2Kg蚓種/
蚓床,投放在無食料區(qū),讓其自然爬入食料里,然后覆蓋上稻草,可以使蚯蚓床在透氣性較好的條件下,起到保溫、防暑、防凍、防天敵的作用。
目前,我國(guó)利用蚯蚓床法處理城市垃圾大多投放大平二號(hào)蚓種,它是美國(guó)紅正蚓和日本花蚯蚓的雜交種,本地俗名太湖紅蚯蚓。大平二號(hào)蚯蚓食性很廣,它可以吞食包括廢紙?jiān)趦?nèi)的各種可降解有機(jī)垃圾。一條蚯蚓一天進(jìn)食量相當(dāng)于自身體重的1倍左右,相當(dāng)于1噸蚯蚓每天可以處理垃圾約1噸。同時(shí)它還具有適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、繁殖率高等優(yōu)點(diǎn)。
3.4 蚯蚓床運(yùn)行參數(shù)
3.4.1 溫度
大平二號(hào)蚯蚓的最適宜生長(zhǎng)溫度在20~22℃。溫度低于10℃時(shí),蚯蚓活動(dòng)遲緩,要35天左右才產(chǎn)卵一粒;溫度在18~25℃,濕度30%~50%,通風(fēng)換氣好時(shí),一般1.5~4.5天就產(chǎn)卵一粒;當(dāng)溫度高達(dá)35℃時(shí),產(chǎn)卵數(shù)量下降,37℃就會(huì)迅速死亡[5]。
3.4.2 濕度
濕度與蚯蚓的生長(zhǎng),產(chǎn)卵及卵繭孵化的關(guān)系很密切。蚯蚓體內(nèi)含有約80%左右水分。如久不澆水,會(huì)造成蚓體萎縮,影響產(chǎn)卵,甚至自溶死亡。蚯蚓喜歡潮濕的環(huán)境,一般情況下濕度PF為2.7左右[6], 蚯蚓吃食多,生長(zhǎng)快,產(chǎn)卵多,孵化率高。
3.4.3 透氣性
透氣性也是影響蚯蚓生長(zhǎng)繁殖的一個(gè)重要因素。
蚯蚓靠蚓床中的氧氣來呼吸,透氣性越好,其新陳代謝越旺盛,產(chǎn)卵越多。反之,通氣不良,若二氧化碳、甲烷、氮及硫化物含量過大,會(huì)迫使蚯蚓外逃,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致蚯蚓大批死亡[5]。
3.4.4 pH值
蚯蚓對(duì)酸堿都很敏感,因?yàn)轵球倔w表各部分散布著對(duì)酸、堿等有感受能力的化學(xué)感受器官,蚯蚓床的酸堿度過高或過低都會(huì)危害蚯蚓生長(zhǎng)繁殖,以pH值6~8為宜。
4 處理效果
蚯蚓床法經(jīng)實(shí)踐證明其處理生活垃圾的效果完全符合城市生活垃圾的減量化、資源化、無害化的治理目標(biāo)。被蚯蚓床處理過的城市生活垃圾松軟潮濕,像肥沃的森林黑土,實(shí)際上那就是無毒防臭的蚯蚓糞,蚯蚓糞富含有機(jī)腐殖酸,是一種高效有機(jī)農(nóng)肥和土壤改良劑。在蚯蚓床中增殖的蚯蚓是醫(yī)藥、保健品原料,高蛋白食品,優(yōu)質(zhì)動(dòng)物蛋白質(zhì)飼料。讓蚯蚓成為有機(jī)廢棄物的加工者,既把廢棄物作為“資源”來利用,防止污染,又為城市生活垃圾處理的產(chǎn)業(yè)化開辟了道路。
5 效益分析
5.1 社會(huì)環(huán)境效益分析
5.1.1 環(huán)境損益分析
采用該技術(shù)處理城市生活垃圾,使垃圾得到了減量化、無害化處理和資源化利用,對(duì)保護(hù)當(dāng)?shù)赝寥馈⑺蚝痛髿猸h(huán)境起到了較大的作用。生活垃圾對(duì)環(huán)境的影響,根據(jù)國(guó)務(wù)院技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究中心《固體廢物》專題組提出的“工業(yè)廢物預(yù)測(cè)用基本參數(shù)參考”,以煤灰作對(duì)照標(biāo)準(zhǔn),垃圾環(huán)境損失為48元/噸[7]。如按垃圾日處理量100噸計(jì)算,年垃圾處理量為3.65萬噸,則每年可減少環(huán)境損失為175.2萬元。
5.1.2 蚓糞肥效及對(duì)土壤性能改良分析
蚓糞中富含有可培肥無機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素和腐殖質(zhì),能在植物根系附近釋放植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。錫山市東北塘鎮(zhèn)朱巷村農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)站王國(guó)清曾對(duì)蚓糞增產(chǎn)小麥的效果進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,增施蚓糞作小麥蓋子肥,能明顯使小麥增產(chǎn)。通過實(shí)踐證明,蚓糞還具有改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,增肥改良土壤的長(zhǎng)期效應(yīng),即當(dāng)季增產(chǎn)、后茬得益的良好效果。
5.2 經(jīng)濟(jì)效益分析
由于在生態(tài)床中增殖的蚯蚓具有重要的飼料和藥用價(jià)值,蚓糞是高效農(nóng)肥和土壤改良劑,所以副產(chǎn)物很暢銷。
蚯蚓養(yǎng)殖成本:垃圾處理費(fèi)+人工費(fèi)+土地租賃費(fèi)+水電工具費(fèi)+蚓種費(fèi)=3萬元/(畝.年);
經(jīng)濟(jì)效益:每畝蚯蚓床每年能產(chǎn)鮮蚯蚓3噸左右,飼養(yǎng)的好可達(dá)5噸,按8元/Kg計(jì),收入為2.4萬元/(畝.年);蚓糞達(dá)80~110噸,按250元/噸計(jì),蚯蚓糞收入為2.0萬元/(畝.年);
純利潤(rùn):純利潤(rùn)=經(jīng)濟(jì)效益-養(yǎng)殖成本=2.4+2.0–3.0=1.4萬元/(畝.年)。
6 結(jié)語
蚯蚓床法處理城市生活垃圾,是一個(gè)較前沿的固體垃圾處理技術(shù)。在混合垃圾分選技術(shù)和蚯蚓床培育技術(shù)方面都有待進(jìn)一步提高。不同城市生活垃圾的各組成比例不同,當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件也不一樣,所以要針對(duì)特定的條件馴化出能適應(yīng)該條件的蚯蚓,更充分、更迅速地實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾的無害化、減量化、資源化的治理目標(biāo)。
蚯蚓床法工藝流程簡(jiǎn)單、管理方便、無二次污染、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用較低,特別是副產(chǎn)物蚯蚓和蚓糞都具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的特點(diǎn),在城市生活垃圾處理方面較目前常用垃圾處理方法有很大的優(yōu)越性和巨大發(fā)展?jié)摿,必將成為城市生活垃圾處理的主要方法,為我?guó)的環(huán)保事業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
1 耿土鎖.高含水率有機(jī)垃圾資源化處置對(duì)策.江蘇環(huán)境科技,2002.15(2):24~25•
2 陳玉成,皮廣潔,黃倫先,等.城市生活垃圾蚯蚓處理的因素優(yōu)及其重金屬富集研究[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003,14(11):20062010.
3 黃福珍,張與真,楊夫瑞.蚯蚓改土及綜合利用[A].見:裘明華蚯蚓的養(yǎng)殖與利用[C].重慶:重慶出版社,1984.28~36.
4 王丹丹,李輝信,胡鋒,王霞,楊文霞. 蚯蚓處理城市生活垃圾的現(xiàn)狀與趨勢(shì). 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2005.4:4~7
5 張新陽.蚯蚓養(yǎng)殖技術(shù).農(nóng)村科技開發(fā),1995.05:32~33
6 邱江平.蚯蚓與環(huán)境保護(hù).貴州科學(xué),1999,18(1):120~127.
7 劉大義,張和.城鎮(zhèn)生活垃圾優(yōu)化處理技術(shù)研究.環(huán)境工程,2005.23(3):58~59
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”