3.1 基本情况
3.1.1 技术简介
堆肥是一种在复杂的原料中,利用土著微生物(如细菌、放线菌、真菌等)或人工接种剂,通过多种微生物在适宜的条件下对有机物进行生物降解的过程。堆肥反应通常自然发生,好氧堆肥是通过对堆肥过程中的温度、供氧量、水分含量给予优化控制,保持垃圾一定的水分、温度、C/N比等,通过好氧微生物的作用,由群落结构演替多个微生物群体共同作用,将极大促进堆肥反应进程。堆肥过程包含堆肥材料的矿质化和腐殖化两个相互交替的过程,其中矿质化过程即有机物质在微生物作用下分解产生对植物有效的营养成分的过程,腐殖化过程即矿质化过程的中间产物重新合成腐殖质的过程。一般情况下,堆肥初期矿质化过程占优势;后期则腐殖化过程占优势。
对堆肥技术进行科学研究始于20世纪初,即英国农学家霍华德发明的印多尔法。该方法对堆料主要采用厌氧发酵,隔数月翻堆1~2次。随后,Bangalore则建立了完全通风以实现堆料好氧发酵处理的贝盖洛尔堆肥法。1933年,在丹麦出现了Dano(丹诺)法,其采用滚筒堆肥装置进行好氧发酵,发酵周期较短。此后,堆肥化的技术和理论得到了越来越广泛的关注和规模化发展。目前,工厂化处理有机固体废物最常用的堆肥工艺一般为好氧堆肥,至今,国内外用于有机固体废物处理的好氧堆肥技术主要有条形堆肥、静态好氧堆肥和装置式堆肥。其中,条形堆肥是最原始的堆肥方式,堆料呈条状平行堆置,采用翻堆和自然对流的供气方式;静态好氧堆肥中,则以堆料与膨松剂(如木屑)混成堆体来增强堆体空隙,采用强制通气方式提供氧气并调节温度;装置式堆肥主要在一封闭的容器内进行,受外界环境因素的影响较小,并可对堆肥过程中主要的影响因子进行人工调控,能有效去除臭味,适宜于垃圾处理量相对较小的情况[1]。然而,随着我国经济的快速发展,农业固体废物的排放量不断增加,成分日趋复杂,为提高固体废物的处理效率,人们不再局限于单一的、传统的堆肥处理技术,而是将不同的技术有机结合逐步向多元化发展,如蚯蚓堆肥技术[2]。该处理技术是以有机废物为底物,经蚯蚓消化系统和微生物共同作用将有机物分解。高温快速堆肥技术与蚯蚓堆肥技术相结合,可有效地解决高温快速堆肥过程中因处理时间短,腐熟度达不到,产品需进一步处理等问题。普通堆肥与蚯蚓堆肥相结合,具有缩短反应时间、提高堆肥质量、对环境危害小、很好的控制病原菌等优点[3]。综合堆肥处理技术不仅能加快堆肥的腐熟过程,更能有效地解决堆肥处理过程中的处理率和堆肥应用间的矛盾。