堆肥工艺

工艺原理　　

　　堆肥是一种传统的垃圾处理方式，千百年来，一直在将垃圾堆肥回用于农田，维持着人与自然的生态平衡。随着社会经济技术的发展，尽管现代堆肥技术逐渐走向规模化、机械化、自动化，成为与填埋、焚烧并列的城市生活垃圾处理技术，但二者的原理是相通的。存量垃圾，特别是新进场部分垃圾其成分与新鲜垃圾类似，同样可采用堆肥方式处理。垃圾堆体在合适的物料组成（碳氮比）、含水率和含氧量等条件下，堆体内部经过一系列的生物化学反应，好氧微生物对堆体有机质等易腐成分进行吸收、合成、氧化、分解，转化生成稳定的腐殖质（有机肥）的过程。可用以下总反应式表示：          

结合前述工艺流程：存量垃圾经过前处理破碎后，输送至动态滚筒式发酵仓开始发酵，首先是水溶有机物其它简单有机物的降解，物料中此类易腐有机物逐渐在水、氧气、微生物的作用下，开始氧化、分解、合成，初步完成升温阶段（常温至 50℃），反应式如下：

 ① 不含氮有机物 

 ② 含氮有机物 

 物料经过发酵仓初发酵后，转移至动态翻堆槽进行高温阶段（50℃～70℃）发酵，纤维素类复杂聚合物开始降解。如纤维素的分解：   

　　 好氧堆肥的升温阶段和高温阶段产生的气味显著不同，前者主要为产酸过程，有酸臭味，主要成分为硫醇类、低级脂肪酸、醛等刺激性气味物质；后者主要为产氨过程，味道逐渐转变为碱性氨刺激味，主要成分为硫化氢、氨和胺类等。在聚合物降解基本完成后，翻堆槽的后端，物料温度开始下降，此为堆肥的降温阶段（70℃～50℃），最后为堆肥的腐熟阶段（50℃～40℃），形成基本稳定的腐殖质。

微生物的作用与安全性 

　　堆肥过程是微生物的生物化学过程，外加微生物可促进堆肥发酵过程，缩短堆肥过程的升温阶段，抑制二次污染的产生。但必须认识到，好氧微生物只能在一定的环境条件下才能发挥作用，即适宜的含水率（50%～60%）、含氧量（10%）以及碳氮养分（20:1～30:1）等，如果不具备这些环境条件，例如垃圾堆体排水不畅，内部水分过多，好氧微生物就不能维系生存，不能形成优势菌群而发挥作用，取而代之的就是厌氧菌群，导致产生恶臭，发酵时间延长。所以，创造适宜好氧微生物的生存环境，比好氧微生物自身更加重要，这是微生物强化堆肥技术中经常忽视的前提条件。另外，存量垃圾堆肥包含了垃圾的无害化处理过程，《城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程》（CJJ/T 52-93）明确：垃圾堆层保持在 55℃以上，持续 5天，即可以达到无害化要求。文献资料也有报道，绝大多数致病菌和微生物，如大肠杆菌、化脓链球菌、葡萄球菌、沙门氏菌、蛔虫卵、钩虫卵、血吸虫卵等 28种，在 45℃～60℃的环境下持续数小时左右，即可杀死。另一方面，外加堆肥生物菌通常由细菌和真菌类构成，细菌主要在升温阶段促进有机物的分解，到高温阶段已经不适合其生存，堆肥无害化过程中死亡；较耐高温的真菌类主要为促进纤维素分解的酵母菌，基本没有危害性，且在存量垃圾堆肥腐熟后自然灭活。所以，微生物堆肥过程是经过无害化的是安全的。  

参数控制

 堆肥过程的主要影响因素有五个：

① 水分的调节。物料含水率在 50%～60%为宜，此时物料有机物的降解速度最快，水的作用：一是溶解浸润有机易腐物，提供介质，参与微生物的新陈代谢；二是调节堆肥温度，温度过高时通过水分的蒸发，带走一部分热量；

② 物料粒度与空隙率。物料粒度破碎至 20mm～50mm 为宜，保持堆体内部有一定的空隙率。

③ 通风供氧。垃圾堆体的供氧量要适当，实际所需空气量应为理论空气量的 2 至 10 倍，一般为堆层氧浓度在 10%左右；

④ 物料碳氮比的调节。堆肥原料适宜的有机质含量为 20%～60%，碳氮比要求在 20～30 之间；

⑤ 垃圾堆体给排水。垃圾堆体必须保持排水的通畅，并在高温发酵阶段设置补水设施。