厨余垃圾发酵新技术|有机肥的快速发酵法

农业有机废弃物 ( 农作物秸秆、禽畜粪便等 ) 经充分发酵后，可成为改良土壤的有机肥料。任何一种合格的有机肥料的生产都必须经过堆沤发酵过程，有机质发酵分为好氧发酵与厌氧发酵两种。堆肥以好气性微生物活动为主时，有机质迅速矿化生成较多的二氧化碳、水及其它养分物质，分解速度快而彻底，并放出大量热能 ；以厌气性微生物活动为主时，有机质的分解速度慢，且往往不彻底，释放热能少，其分解产物除植物养分外，还会积累有机酸及 CH4、H2S 等还原性物质，当其达到一定程度时，则对作物生长不利甚至有害。发酵过程可分为 ：发热阶段 --- 高温阶段 --- 降温阶段 --- 腐熟保肥阶段。
现有技术有两种，一种是直接堆沤，经翻堆设备进行定期翻堆发酵，所需发酵时间45 ～ 60 天不等 ；另一种则是将原料置入搅拌设备 ( 分加温与不加温两种 )，加入微生物发酵剂搅拌数小时，搅拌均匀后以堆状或条状堆积，仍以翻堆方式进行发酵，所需发酵时间30 ～ 60 天不等。
目前，有机废弃物主要还是翻堆式的堆沤发酵方式在处理，有机物在该发酵方式前期为厌氧发酵模式，需时 7 ～ 15 天以上方可开始升温进入发热阶段，再通过翻堆以增加氧气促进好氧发酵，进入高温时间需近 30 天。传统发酵方式存在以下几个缺点 ：1、整个发酵时间长 ( 需时 1 ～ 2 个月 )，有机废弃物处理速度慢 ；2、所占场地大，以每月处理 900 立方有机废弃物为例，按发酵需时 1 个月、平均堆高 1 米计算，堆沤场地需 900 平方米，一个月方可循环使用，场地周转率低 ；3、发酵过程大部分时间处厌氧发酵状态，易积累有机酸及CH4、H2S 等还原性物质，有机肥质量受影响 ；4、用人工、铲车、或机械翻堆，均需增加人员操作，人员操作则难确保准确性和彻底性。
随着我国国民经济的高速发展、城市化步伐的不断加快及公众对环境质量的要求日益增强 ,我国大量城市的污水处理厂相继建成并投入运行。污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、、菌体、无机颗粒、胶体等组成的其复杂的非均质体。原有污泥的处理方法有焚烧，掩埋，填海等，这样不仅污染生活环境，在一定程度上也造成了资源的浪费。

厨余垃圾作为一种有机质废弃物，有机质含量丰富，在实际处理处置过程中常采用好氧发酵技术对厨余垃圾进行资源化。好氧发酵过程中，含水率是关键的控制因素之一，过高的含水率会阻碍气体在好氧发酵体系中的传质，从而使得好氧发酵体系趋于厌氧 ；过低的含水率会使得体系中微生物的活动受到抑制，不利于有机质的分解和腐殖化。好氧发酵过程中含水率会持续下降，为了使体系的含水率保持在一个合适的范围，通常采用外源补充水分的方式实现，但在好氧发酵产物贮藏、运输和使用过程中又要求含水率保持在较低的水平，因此这部分外源添加的水分在好氧发酵后期又需要被去除，这在无形中增加了好氧发酵的成本。而通过调控厨余垃圾好氧发酵体系的水分形态，在不外源添加水分的前提下，能改变好氧发酵体系的含水率状况，并有效促进好氧发酵体系的稳定和腐熟。

随着社会环保意识的逐步加强，城市污泥、印染污泥的无害化处理一直是一个不可逃避的话题。城市污泥、印染污泥均采用絮凝压滤法制备得到含水60～80％的固体废弃物。其中含有大量的氮磷钾、有机质等营养成分，也含有一定量的铬、镉、、铅、汞等有害重金属元素及病原菌、卵等。目前城市污泥、印染污泥的处理方法以焚烧、好氧堆肥等处理处置方法为主。但是，焚烧法存在处理费高、二次污染等问题，因此，好氧堆肥法成为当下主流的污泥处理办法。

堆肥作为一种重要有机固废资源化利用方法，已是不争的事实。但有关堆肥技术的研究开发目前仍是国内外的热门课题。不断改进堆肥工艺、设备、降低经济成本、适应更广泛的堆肥物料是研究者追求的主要目标。
城市生活垃圾是量大面广的固体废弃物。随着我国经济社会发展和对环境质量要求越来越高，生活垃圾的量越来越大，其收集、转运、处理和资源化也越来越受到各级、科技工作者的高度重视。生活垃圾处置方式有很多不同的组合工艺。早期主要的处置技术以堆肥、自然堆存、填埋为主。但是随着对土壤环境质量和农业食品安全的重视，城市生活垃圾堆肥因含有重金属等有毒有害物质逐渐被淘汰。自然堆存、简单填埋因产生严重的地下水污染，也已经被禁止。生活垃圾直接分选曾经受到重视，但是因垃圾直接分选系统经常出现障碍、运行维护困难、分选产物资源化效益不高，特别是分选后堆肥部分肥效低、存在环境风险、难以外销，致使直接分选在我国生活垃圾处理中难以推广。目前生活垃圾主流的处理方式是卫生式填埋、焚烧发电。卫生填埋可以做到安全无害化处置，但是垃圾填埋场恶臭难闻、蚊虫滋生严重、环境脏乱恶劣、温室气体排放量巨大，垃圾渗滤液处理难、成本高是填埋场运行维护的很大负担。卫生填埋处理一次性投资较大、占地面积大、没能实现垃圾资源化利用和减量化目标。而且填埋场库容有限，若干年后总归要封场，新场址选定困难，出现生活垃圾无处可埋的窘境。焚烧过程所产生的热量也能发电。但是因生活垃圾含水量高、热值低，导致发电效率低下。且生活垃圾焚烧产生二噁英，需要复杂高能耗的烟气净化技术处理才能满足排放要求。生活垃圾焚烧厂的垃圾堆存期间同样会产生恶臭等环境卫生问题和严重的大气污染问题，导致很多焚烧厂建设难以落地实施。焚烧发电同样存在一次性投资较大、运营成本高的问题。因此，垃圾处置和资源化技术开发一直是科技开发领域的热点。对生活垃圾进行好氧发酵，可以有效降低垃圾水分、降解有机质，避免生活垃圾处理厂垃圾堆存期间的恶臭问题，且可提高发电效率。现有好氧发酵仓有两种设置形式：开放式和封闭式。现有的开放式好氧发酵仓，在好氧发酵过程中产生的废气直接排入大气中，会造成严重的大气污染问题。现有的封闭式好氧发酵仓，需配备抽风机和的废气净化系统来处理发酵过程中的废气，建设和运行成本低。
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