3.1.2 堆肥方式
3.1.2.1 自然通风堆肥
自然堆肥是指利用自然堆存、被动通风的方式对固废进行堆肥处理。该工艺过程中不添加外来微生物,各种工艺技术均围绕提高土著微生物的活性而展开,利用固体废物中的土著微生物对垃圾进行生物降解[4]。
自然通风堆肥工艺适合农村分散式住户日常垃圾的处理处置,且需要特定、专业的小型化垃圾堆肥设备,提高垃圾的堆肥效率,避免堆肥过程中对周围的环境造成影响,且不会产生二次污染物。
(1)主要特点
主要特点包括:a.堆料可选择的范围广;b.基础设施建设及堆肥运行投资少;c.由于堆肥条件不易控制,降解较缓慢;d.根据堆肥过程控制能力的不同,腐熟周期一般为12~20周,甚至更长时间;e.可以露天堆肥,或搭建挡雨篷;f.恶臭气体及渗滤液等二次污染物不易控制[5]。
(2)工艺参数
①堆置方式可选择室外、室内堆制,室外条垛式堆肥对场地所在区域的气候,尤其是气温和降水量有较高的要求,一般在气温温暖、雨量较少的区域推广效果较好。
②室外条垛纵向长度在10m以上,宽度为6~9m,篷檐高度以大于2.0m为宜,便于铲车翻堆。
③篷顶材料可根据当地的气候条件进行选择,如在温带地区可以采用透明塑料,充分利用太阳能增加温度;而在亚热带及热带地区可采用不透光材料。
④通常情况下,采用室内或室外条形垛式堆肥,为了使堆料均匀一致,提高堆料的通气性,均对堆体进行定期翻拌。特别是在堆肥的一次发酵时期,由于此时期对氧的需求量大,同时堆体温度较高,因此对堆料翻拌的频率也要相应增加,而在堆肥腐熟后期翻拌的频次可适当减少。
⑤堆肥物料C/N值在20~30之间,湿度在60%左右。
3.1.2.2 强制好氧通风堆肥
为了改善静态条垛的堆肥条件,在条垛堆肥系统的基础上开发了强制通风静态垛系统,一般采用强制通风方式或机械搅拌方法来达到通风要求,堆体需定期翻动,主要采用强制通风方式或机械搅拌方法来达到通风要求,从而达到通风供氧的目的[6]。
与机械翻堆比较,强制通风工艺主要目的不是为了提高堆肥质量,但可以缩短堆腐时间。另外,采用强制通风工艺给堆肥过程中的恶臭气体及渗滤液处理带来有利条件。强制通风系统有多孔管道式、地面式等形式,其中多孔管道式系统中布气管一般埋藏于堆料底部;地面式则由鼓风机、连接管道及地面布气槽组成;通常状态下,通风系统由鼓风机及相应的连接设备组成,供气方式有鼓风式和抽气式两种。鼓风式系统一般空气由堆料底部强行鼓入,而抽气式系统则是采用风机从堆体上方或下方进行抽气达到堆体通风供氧的目的。在实际堆肥过程中,为了减少能耗、降低运行成本,一般采用间歇供气工艺,如1h范围内,可连续供气10min,停止50min,如此反复。
(1)管道式通风主要特点
主要特点包括:a.堆肥系统成本低,无需翻堆;b.堆体表面覆盖腐熟堆料层,减少恶臭气体排放;c.与翻堆式比较,更能有效利用空间;d.堆肥原料的准备要求较为严格;e.堆肥过程中需要对堆料的温度及恶臭气体给予一定的控制;f.堆肥结束后对通气管的移除有一定的难度;g.堆肥周期一般为10~12周。
(2)地面式通气主要特点
主要特点包括:a.建厂及投资运行中等;b.需要鼓风机对堆肥进行强制通风;c.堆肥原料准备要求较为严格;d.为减少恶臭气体排放,堆体表面覆盖吸附基质;e.为加快堆肥效率,通常对堆体温度及通气量进行控制;f.堆腐周期一般为6~12周。
3.1.2.3 生物强化好氧堆肥
生物强化好氧堆肥是在强制通风好氧堆肥基础上发展起来的,克服了土著微生物活性尚不能快速降解有机物的需求。生物强化堆肥工艺主要利用特殊的微生物促进剂,促进微生物高速的繁殖及其快速的新陈代谢作用来处理垃圾废物。所用的细菌群为好氧性细菌群,在整个处理过程中必须保证有足够的氧气和湿度。在理想的氧气及湿度下,细菌的生活动力增加,形成高效发酵效应,进而产生60~70℃的高温,在连续2~3周高温下,几乎所有有毒害及杂草种子都将被高温杀死。所以最终产品将是一个稳定、酸碱值近乎中性的高效生物有机肥。
生物强化过程中,所涉及的微生物类型主要为微生物繁殖促进剂、生物除臭剂等。具体内容如下。
(1)微生物繁殖促进剂
其是把好氧性细菌群培养在高蛋白有机腐殖土内的小颗粒固体,湿度在15%左右,包装在50kg的桶内能保持2~3年不变质。在翻拌过程中添加,一般每吨垃圾一个反应周期只需使用一次,每吨垃圾需加入0.757L微生物繁殖促进剂,其湿度要保持60%。
(2)生物除臭剂
液态的生物除臭剂是一种无毒、无污染、生态平衡的除臭剂,含有10%的菌群及香料,其主要作用是利用微生物对有机质的分解作用将臭味去除。但微生物分解不能在极短的时间内见效,所以在液体中加入了香料以达到立即除臭的效果。快速反应除臭剂在排堆翻拌过程中防止臭气散发时使用,其成分为酸、乙醛、酒精,是挥发性极高的产品,可将氨基化合物、硫化氢的衍生物、二硫化物所产生的怪味在数秒钟内快速反应的除臭剂中和掉,使用这种除臭剂必须配备加大气体压力的装置,目的是使液态的除臭剂变成雾状的除臭剂。这套设备是在垃圾翻拌过程中有臭气溢出时立刻被雾状的除臭剂所清除。