中国资源综合利用应用研究Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎVol.38，No.112020年11月生活垃圾堆肥处理研究田 阳，项 娟，路 垚，李 妍，梁海恬，何宗均（天津市农业资源与环境研究所，天津 300384）摘要：堆肥是一种有效的生活垃圾处理方法，其间利用垃圾或土壤中存在的细菌、酵母菌、真菌和放线菌等微生物，使垃圾中的有机物发生生物化学反应而降解（消化），形成一种类似腐殖质土壤的物质，其可以用作肥料来改良土壤。本文分析生活垃圾堆肥处理方法，总结生活垃圾处理不合理对人们日常生活造成的影响，研究生活垃圾的影响及危害。其目的是通过研究生活垃圾堆肥处理工艺，确定科学的垃圾处理方案，提高生活垃圾处理效果，降低垃圾处理成本，为区域环境保护和经济发展提供支持。关键词：生活垃圾；堆肥；菌剂；有机肥中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1008-9500(2020)11-0056-05DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2020.11.016Research on Domestic Waste Composting TreatmentTian Yang, Xiang Juan, Lu Yao, Li Yan, Liang Haitian, He Zongjun(Tianjin Institute of Agricultural Resources and Environment, Tianjin 300384, China)Abstract: Composting is an effective method of domestic waste disposal, during the process, bacteria, yeasts, fungi and actinomycetes in the waste or soil are used to degrade (digest) the organic matter in the waste through a biochemical reaction to form a substance similar to humus soil, which can be used as fertilizer to improve the soil. This paper analyzes the methods of composting domestic waste, summarizes the impact of unreasonable domestic waste treatment on people's daily life, and studies the impact and harm of domestic waste. Its purpose is to determine the scientific waste treatment plan by studying the domestic waste composting process, improve the domestic waste treatment effect, reduce the waste treatment cost, and provide support for regional environmental protection and economic development.Keywords: household garbage; composting; bacteria agent; organic fertilizer当前，我国社会经济稳定发展，人们的生活需求持续增加，生活垃圾产生量不断攀升，但是生活垃圾处理存在难度大、处理要求高的问题，若不能得到科学有效的处理，会引发生态环境污染，为人们的生活带来严重威胁。伴随社会的生态化发展，人们对生活垃圾危害的认识不断深化，开始制定和落实无害化处理方案，降低生活垃圾对环境的污染，同时实现生活垃圾资源化利用的目的，为新能源的发展提供支持。垃圾堆肥处理技术主要利用微生物对生活垃圾进行降解处理，通过腐殖质状态的转化，加强氧气、微生物以及水分的释放，及时改良土地土壤的状态，将这种方法运用在绿化和作物耕作中，可以满足资源循环利用的需求，推动人居环境的生态化发展[1-3]。1 堆肥处理现状及工艺1.1 生活垃圾处理现状结合生活垃圾的处理特点，一般会采用混合收集的方法，通过卫生填埋、露天堆放等处理工艺的确定，提高堆肥处理效率。卫生填埋主要对混合垃圾进行简单处理，这种方法不仅会增加占地面积，也会对周边环境造成严重污染，无法满足环境可持续保护的需求。堆肥处理工艺存在肥效低、周期长的特点。由于我国城市生活垃圾的特殊性，厨余垃圾占比相对较大，若不能得到针对性和科学化的处理，则会降低垃收稿日期：2020-09-22作者简介：田阳（1986-），女，内蒙古乌兰察布人，硕士研究生，助理研究员，研究方向：农业微生物、废弃物处理。－ ５６ －Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.第11期田 阳等：生活垃圾堆肥处理研究应用研究圾的整体热值，若选择焚烧的处理方法，则会出现较震动处理，但是，若在生活垃圾处理中，粗堆肥含水多难以挥发的有害气体，无法提高城市生活垃圾处理量较高，会出现物料结块现象，无法提高物料处理效效率。目前，城市生活垃圾处理工艺存在填埋方法不率。在使用气流密度分选技术时，要合理选择输送机、合理、堆放技术不科学的问题，若不能及时解决这些布料机等，提高堆肥精选效率，达到垃圾处理的目的。问题，会降低城市生活垃圾处理效率，不能实现城市生活垃圾的无害化处理。2 生活垃圾堆肥工艺的确定、影响因素和方案选择在信息技术不断创新发展的背景下，城市生活2.1 堆肥处理工艺的确定垃圾的分类处理，可以更好地降低城市垃圾处理难度。在生活垃圾堆肥处理工艺中，微生物菌剂可以比如，在可回收垃圾和不可回收垃圾的分类处理中，将生活垃圾中的有毒有害物质及时转化为有机物质，将纸类、塑料以及金属等作为可回收垃圾，会提高垃同时可以提高粪便的利用效率，在降低环境污染的同圾回收和处理的效率。不可回收垃圾处理可以有效避时，提升生活垃圾处理和利用效率。但是，微生物菌免垃圾围城的威胁，增强垃圾处理的综合效率，满足剂使用成本较高，会增加堆肥成本，所以，要根据堆当前城市生活垃圾的高质量处理需求。伴随垃圾处理肥处理工艺的特点，合理选择微生物菌剂，提高生活技术的创新，有研究将混合垃圾中的有机部分和惰性垃圾的堆肥处理效果。重金属等作为分类指标，确定多样化的分类处理工艺，结合生活垃圾的特点，堆肥工艺选择应该明确以提高了垃圾处理效率。比如，自动分选—除渣—厌氧下条件[8-9]。第一，根据垃圾的收集量，确定原材料供消化工艺的使用可以提高垃圾处理效率，保证垃圾系给条件，细化垃圾分类。第二，在产品方案和市场需求统处理稳定，同时增强系统运行和城市垃圾处理的整分析中，要按照生活垃圾堆肥处理工艺确定环境需求，体效率。提高垃圾堆肥处理效率。第三，要将堆肥产品销售价格1.2 堆肥工艺和生产成本等作为核心，不断提升生活垃圾处理价值。生活垃圾堆肥处理工艺主要有微生物菌剂处理、2.2 影响生活垃圾堆肥处理的因素翻堆、通风和分选等[4-7]。2.2.1 温度微生物菌剂处理主要是通过微生物菌剂作用于在城市生活垃圾处理中，为了提高堆肥处理效有机物料，达到快速升温、缩短堆肥降解时间和提升率，人们需要将有机物的温度控制在5～35 ℃，若腐熟度的目的，从而提高垃圾处理效率。在具体的堆出现温度升高10 ℃的现象，整个反应过程的生物化肥过程中，接种微生物菌后，要将温度控制在特定范学变化也逐渐加强。在正常堆肥的情况下，当温度升围内，增强堆肥处理效果，提高堆肥发酵效果。高时，温度指数呈上升趋势。在具体的生活垃圾堆肥翻堆是通过使用机械翻堆技术，保证堆肥腐熟处理中，要将温度控制在45～70 ℃，以提高各项参的均匀度。当前使用的设备有斗轮翻堆机、滚筒翻堆数的检测结果。机。斗轮翻堆机的高度可以达到3 m，滚筒翻堆机的2.2.2 含水量翻堆高度可以达到2.7 m。结合生活垃圾处理状况可知，在溶液饱和的状通风可有效提高堆肥物料腐熟度，人们可以按态下，物质的生物活性最强。在可生物降解的情况下，照不同腐熟度的特点，科学调配供氧量，以增强堆肥自由空域和氧气含量密切相关。自由空域对物质反应处理的整体效果。熟化堆肥处理工艺通过大量增加腐速率的影响系数可以用式（1）表示，根据自由空域，殖质物质的含量，可以提高堆肥处理效果，对粗堆肥人们可以科学推断出含水量对城市生活垃圾处理效果进行分项处理，以达到去除沙石和塑料等杂质的目的。的影响[10]。堆肥气流密度分选工艺利用鼓风倾斜瓦楞面的震动方法，可以均匀处理沙石、塑料以及有机肥，并 K1FAS=1+e（−23.675×FAS+3.49451） （1）使堆肥杂质均匀分布。需要注意的是，密度分选系统式中，KFAS为自由空域对反应速率的影响系数；经常会受到含水量、物料颗粒大小以及布风均匀与否FAS为堆体的自由空域。等因素的影响。比如，若生活垃圾的粗堆肥含水量为2.2.3 pH30%～50%，物料粒径保持在0～80 mm，需要进行堆肥开始阶段，生活垃圾的pH下降，这时需要－ ５７ －Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.应用研究中国资源综合利用第11期将复杂的碳质材料进行充分分解，以避免pH过低而影响城市生活垃圾堆肥。2.3 生活垃圾堆肥工艺的选择当前，在选择生活垃圾处理工艺时，人们应该做到以下几点。第一，坚持因地制宜的原则。当前，我国城市化快速推进，为了提升生活垃圾堆肥处理效率，人们要将经济条件作为核心，合理选择机械化堆肥工艺，增强堆肥产品的生产能力，为生活垃圾的经济处理提供支持，提升垃圾堆肥处理的整体效率。第二，人们应该结合以往经验，确定近期和长期的生活垃圾堆肥处理目标，并确定综合型和分布型的实施方案，提高生活垃圾处理效率，推动社会的生态化发展。第三，结合生活垃圾堆肥处理工艺的特点，在选择具体工艺时，将堆肥产品品种的选择作为核心，通过堆肥产品质量提升、植物种类分类等，提高垃圾堆肥处理效率和堆肥产品质量，以实现环境保护的目的。第四，在生活垃圾堆肥处理中，要合理调整工艺参数，科学控制含水率和供氧量，根据《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》（CJ/T 3059—1996），提升堆肥处理工艺的运行效率，有效保护城市环境。3 生活垃圾堆肥处理的试验分析3.1 试验材料及方法3.1.1 试验材料一是堆肥材料。堆肥材料为城市生活垃圾，其碳含量为46.79%，氮含量为2.51%。堆肥处理之前，要对塑料、纸张以及金属等材料进行降解，以便为堆肥处理提供技术支持。二是调理剂。试验选择的调理剂为木屑、甘草。木屑的碳含量为.65%，干草的碳含量为48.24%。三是菌种。堆肥处理选用耐高温复合菌种，主要有纤维素分解菌、脂肪降解菌、蛋白分解菌和除臭菌等。3.1.2 试验装置垃圾堆肥试验装置的结构如图1所示，反应筒高度为400 mm，总体容量为34 L，出气管直径为6 mm，其设有供气和计量系统等。3.1.3 堆肥处理设计方案在生活垃圾的堆肥处理中，为了提高试验的整体效果，人们需要设计以下方案。一是普通不接种耐高温复合微生物菌剂的处理工艺（CM）；二是接种耐高温复合微生物菌剂的处理工艺（CN），具体的堆料比重为5∶10。1.气泵；2.气体流量计；3.反应堆；4.温度控制装置；5.恒温箱；6.气体测定仪；7.过滤装置图1 堆肥装置结构3.1.4 堆肥工艺处理的测定指标一是垃圾堆肥处理期间，当进行温度测定时，要利用堆肥装置进行堆肥温度控制。二是耗氧速度和CO2生产速率，利用堆肥反应器进行在线测量。三是酶活性测定，主要是纤维素酶、蔗糖酶和多酚氧化酶测定。3.2 试验结果3.2.1 生活垃圾堆肥过程中的温度变化结合生活垃圾堆肥处理特点，在好氧堆肥的过程中，要使用微生物分解有机物，以提高堆肥温度。试验期间，堆肥温度变化如图2所示。结果发现，在CM试验中，堆肥温度在第1天为61 ℃，最高温度为67 ℃；CK堆肥处理中，第二天的温度为61 ℃。试验温度变化分析表明，接种外源微生物可以提高堆肥反应速度，增强微生物在高温环境下的耐受性，有效缩短生活垃圾堆肥时间，同时提高生活垃圾堆肥处理效率。图2 生活垃圾堆肥处理中的温度变化－ ５８ －Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.第11期田 阳等：生活垃圾堆肥处理研究应用研究3.2.2 生活垃圾堆肥的耗氧速率及CO2释放率圾堆肥处理作为核心，引导人们循环利用堆肥产品，在生活垃圾堆肥处理中，微生物需要消耗氧气，提高堆肥工艺处理效率。将有机大分子物质降解为小分子物质，最终将城市生活垃圾堆肥处理要将环境保护作为重点，做垃圾中的CO2转化为H2O。具体的试验结果如下：在好粗筛分和细筛分，加快堆肥物料的处理效率，避免CM试验中，整个过程的耗氧速率为0.099 mol/（h·kg），污水对周围环境的影响。一般来说，为了保护环境，CO2的释放率达到0.097 mol/（h·kg）；在CK试验生活垃圾堆肥处理需要注意以下几点。一是垃圾堆肥中，耗氧速率为0.079 mol/（h·kg），CO2的释放率过量会导致土壤沙化和盐渍化，造成土壤含盐量超标。达到0.078 mol/（h·kg）；生活垃圾堆肥0～120 h时，二是环境污染，垃圾堆肥处理存在重金属超标和其他CM的耗氧速率和CO2的处理效率明显高于CN试验；污染的风险。生活垃圾含有较多的氮、磷、钾，如不CM试验可以处理微生物菌剂，提升堆肥降解菌的数能得到科学处理，会加重环境污染，所以，生活垃圾量和堆肥活性物质的分解效率。堆肥处理要立足于环境保护，落实环境保护理念，完3.2.3 生活垃圾堆肥中的酶活性变化善堆肥处理工艺，提高堆肥效率，充分满足当前社会（1）纤维素酶活性变化。堆肥试验处理中，在的生态化发展要求。0～24 h的升温阶段，CK的纤维素酶活性逐渐降低；人们要细化生活垃圾堆肥处理工艺，结合当前社CM的温度变化呈平缓变化。当堆肥温度处于最高阶会发展特点，提高垃圾堆肥处理效果。比如，在具体的段（48 h）时，CK的纤维素酶活性为0.62 mg/（g·24 h）；垃圾处理中，应该增强通风处理工艺的效果，逐渐缩短CM的酶活性为0.57 mg/（g·24 h）。数据对比发现，垃圾堆肥时间，避免碳、氮元素损失，提高生活垃圾粗当堆肥温度逐渐降低时，纤维素酶活性会逐渐减少。堆肥细分、细选的效率，全面提升堆肥处理质量[11]。当前，（2）蔗糖酶活性变化。在城市生活垃圾堆肥处生活垃圾堆肥要采用生态化处理方案[12-13]。理中，蔗糖酶活性出现变化。在两种试验的堆肥处理中，人们要合理确定垃圾堆肥处理方案，充分利用蔗糖酶在堆肥48 h时的峰值分别为72. mg/（g·24 h） 生活垃圾堆肥的肥力效应，推广应用垃圾堆肥产品，和66.98 mg/（g·24 h）。在蔗糖酶活性变化最大的阶段，调整土壤的酸碱度，提高土壤的有机质含量，促进我酶活性在72～144 h会产生较为明显的差异。蔗糖酶国农业持续发展。生活垃圾堆肥处理不仅具有明显的的活性与纤维素酶的活性存在一定关联。生物学效应，还具有以下肥力效应。一是提高土壤养3.3 讨论分含量。生活垃圾堆肥产品的有机物含量较高，垃圾生活垃圾堆肥处理需要利用微生物作用来分解堆肥可以增加土壤的营养成分，提升氮、磷含量，增垃圾，堆肥开始阶段，温度会逐渐降低，微生物会大强土壤的生物性，促进微生物代谢，提高土壤酶处理量死亡，导致微生物活性变小，堆肥处理效率降低。效率，使得土壤环境显著改善。二是提升作物产量和微生物与堆肥处理试验的融合，可以提高堆肥有机物品质。生活垃圾堆肥产品可以改良土壤，改善土壤的的降解速率，同时缩短堆肥周期。生活垃圾含有大量物化性质，促进作物生长，增强土壤的蓄水能力。三植物残体，其中的纤维素、本质素等难以降解，这时是改善土壤的透气性和透水性，为农业的可持续发展需要加入耐高温的菌剂，以提高堆肥处理效果，有效提供支持，与生态环境实现协调发展。处理生活垃圾。5 结语4 生活垃圾堆肥处理的优化措施在生活垃圾堆肥处理中，为了提高垃圾处理的当前，为了提升生活垃圾堆肥处理效率，国家整体效率，改善生态环境，垃圾处理部门需要根据以要加强卫生宣传及教育，使人们形成科学的垃圾分类往的经验，细化垃圾堆肥处理方案，及时处理生活垃处理观念，潜移默化地养成良好的卫生习惯。同时，圾，满足当前社会的生态化发展需求[14]。同时，要结要结合居民的基本需求，提供专业的垃圾分类标准，合不同地区生活垃圾的特点，明确生活垃圾堆肥处理以提高垃圾分类的科学性，降低生活垃圾处理的难度。方案，通过环境保护理念宣传、堆肥处理工艺创新、企业作为生活垃圾堆肥处理的主体，要积极开拓生活堆肥产品研发和堆肥产品市场拓展等，不断提高生活垃圾堆肥产品的应用市场。生态环境部门要将生活垃垃圾堆肥处理效果，为我国生态环境的可持续发展提－ ５９ －Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. 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