浅谈高温堆肥技术

浅谈高温堆肥技术

谢承培魏晨王海蓝

武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

摘要：随着我国人口的增长以及城市化的发展，城市人口的过于集中造成了许多困扰，产生的生活垃圾造成了很大的影响。城市生活垃圾的处理一直是一个围绕很多地方的大问题，我国传统的处理方式有焚烧、填埋、以及高温堆肥。焚烧垃圾会对空气产生巨大的破坏力，所以这种方式已经基本不被采用。填埋垃圾是我国很长一段时间以来所采用的处理方式，很多地方已经形成“垃圾包围城市”的格局。高温堆肥的方式对于技术有一定的要求，现在随着技术的发展，加上环境给人类的生存压力，高温堆肥技术这一垃圾处理方式又重新得到了重视并不断发展和完善。

关键词：城市生活垃圾的处理；高温堆肥；发展

人们的生活与工作离不开生活垃圾的排放，高温堆肥技术既可以处理掉垃圾，又能够在处理垃圾时产生一定的肥料进行使用，这是两全其美的方法。但是相对于其他方式，该方法所需要的工序和技上的复杂性都远远超于其他，使得这一项处理技术一直被人们所忽视。

1高温堆肥技术的现状

1.1高温堆肥技术的定义

高温堆肥技术就是在一定的外部条件下，利用微生物将垃圾中能够分解的有机物进行生物降解，使其成为一种类似于肥沃的腐殖土一类物质的过程。这种高温堆肥的方式对垃圾具有一定的特点，有机垃圾是微生物赖以生存和进行繁衍生息的前提条件。根据不同微生物的喜好和生活习性，高温堆肥分为好氧高温堆肥技术以及厌氧高温堆肥技术。其中，好氧高温堆肥技术是主要的发展方向，因为对于厌氧高温堆肥技术，好氧高温堆肥技术有以下几个优点：一，好氧高温堆肥技术的降解比较充分，在同一时间内，好氧高温堆肥技术所能降解的有机物远远高于厌氧高温堆肥技术，在降解相同数量的有机物上，好氧高温堆肥技术能够更快速并且更彻底地降解有机物。同时，好氧高温堆肥技术还具有以下几个特点：好氧高温堆肥在发酵的过程中，能够释放大量的热量，将反应堆体始终保持在一个相对高温的状态下，这种高温不仅会促进发酵过程的进一步加快，同时能够杀死一部分的细菌和病毒，有利于垃圾的无害化处理。此外，好氧高温堆肥技术有利于机械化操作，这些优势奠定了好氧高温堆肥技术在我国高温堆肥领域内的地位[1]。

1.2高温堆肥的特点

垃圾堆肥技术相对于其他传统的垃圾处理技术，最大的特点就是环保。与垃圾填埋技术相比，垃圾高温堆肥技术不仅可以处理垃圾，同时可以将垃圾回收利用，实现了物质在自然中的循环。与垃圾焚烧同时使用的，就是垃圾填埋，将垃圾深埋在地下，虽然短时问内确实解决了垃圾的处理问题，但是实际上，被深埋的垃圾可能过百年也不会被降解，同时各种有毒有害物质的流出，很难保证不会污染到地下河道，这是十分危险的，因为一旦河道被污染，垃圾如果重见天日会迅速释放出更多的有害物质[2]。高温堆肥技术就有效地避免了这一现象的发生，高温堆肥通过利用微生物能够降解有机物这一原理，大量培养高效有用的菌株，将菌株放在垃圾堆中，将有机垃圾腐化成土壤肥料，通过搭配不同的配方，可以制作出符合不同农作物要求的肥料，既能够将垃圾环保的处理掉，不留下隐患，同时可以利用垃圾制作出肥沃土壤的物质。

1.3我国垃圾高温堆肥技术的现状

从技术上来讲，我国的高温堆肥技术虽然起步晚，但是发展的非常迅速，其中，间歇动态好氧堆肥技术基本成熟，在我国已经经过一段时间的工业化应用，能够达到产业化生产的水平，这一点同样在国际上处于领先地位。静态好氧堆肥技术经过工业化的应用，基本能够达到产业化应用的程度，但是相对于国际上的相关水平还是相差很远。我们可以小批量的投入使用，在使用过程中我们不断改进，力求尽早打磨出一套成熟的、适合于我国国情的垃圾高温堆肥技术。

2高温堆肥技术的应用

2.1高温堆肥对畜禽粪便重金属残留的影响

大量研究表明，高温堆肥能够钝化畜禽粪便中的重金属，降低重金属的有效性，究其原因是畜禽粪便中含有大量溶解态有机质，对某些游离重金属具有一定的鳌合作用，形成碳酸盐结合态或有机质结合态。郑国砥等研究了高温堆肥处理对猪粪重金属结合形态变化的影响，发现堆肥处理能降低可交换态和碳酸盐交换态Pb、Ni、Cu、Cr、Zn、As和铁锰氧化物结合态Pb、Cu、Cr、As的分配系数，从而降低猪粪中重金属的有效性，从而达到降低猪粪中重金属污染的风险。由于某些畜禽粪便中重金属含量较高，高温堆肥时需要添加钝化剂进行高温腐熟，如生物炭、膨润土、沸石、磷矿粉、石灰等，这些钝化剂具有较大的空腔表面、静电力以及离子交换性能，能有效吸附重金属，从而降低重金属的生物有效性。刘小屿等[8]研究生物炭对猪粪有机肥中重金属Cu、Zn的钝化效果，发现生物炭可不同程度降低辣椒茎叶和辣椒果实中Cu、Zn的累积量，同时可促进辣椒生长，提高辣椒产量。由此可见，这些钝化剂不仅能钝化重金属，而且能一定程度增加肥力，促进农产品增产，有效缓解畜禽粪便中重金属对环境的污染[1]。

2.2高温堆肥垃圾中有害微生物的影响

高温堆肥分为升温、高温以及降温腐熟3个阶段，对有害微生物的去除集中在升温和高温阶段，生粪中大多数致病菌的最适生长温度在37℃以下，随着温度的升高，大多数致病菌会被高温杀灭，有益分解菌成为主体，新的微生物区系随而建立。Hima-thongkham等和Zaleski等认为牛粪高温堆肥的第10天大肠杆菌和沙门氏菌的去除率在90%以上，第14天李氏杆菌被彻底杀灭。此外，高温堆肥对粪便中的寄生虫也表现出良好的杀灭效果。王洪志等对双流县5个规模化养猪场粪便进行高温堆肥，发现堆肥前小袋虫、球虫、蛔虫等阳性率较高，而堆肥后各种寄生虫及虫卵的阴性率均在99%以上。仇天雷等研究表明，鸡粪中沙门氏菌在堆肥起始阶段全部被杀灭，而大肠菌群堆肥末期(47d)才降至检出限以下。因此，高温堆肥可以杀灭垃圾中微生物和寄生虫卵，有效控制了传染病以及人畜共患病的传播[3]。

2.3高温堆肥技术在粪池粪渣中的应用

经过调查，现在还有不少地方使用化粪池，由于其截留的大量粪渣污泥，存在清运、无害化处理以及最终出路等问题，因此，建一座粪渣无害化处理厂，然后再结合粪渣处理厂的实际情况与国内外堆肥的现有处理技术，在传统堆肥的基础上，设计研发了粪渣超高堆垛好氧高温堆肥技术对脱水泥饼进行无害化处理[4]。

3高温堆肥技术的发展

高温堆肥技术处理垃圾能否得到长久的推广应用，主要还是在于其技术是否精湛，能够用最少的投入取得最高的收益，虽然技术方面我国取得了一定的进步，但是真正达到成熟的标准还差得很远，所以坚持不断地开展科技攻关是高温堆肥技术发展的必经之路。总结来说，有以下几个方面在现阶段能够开展科研攻关:①研发更高级别的垃圾分类分选设备和程序，因为不同垃圾往往需要不同的菌种进行分解才能达到更好的效果，而这方面我国的技术还很一般。②开发能够识别出有很高利用价值而且体积较小的垃圾，例如纽扣电池等，这些材料都有很高的利用价值。还有一点，就是对于时问的把握，高温堆肥技术的发酵是有一定时问的，如果没有发酵好提前结束，垃圾并没有被完全降解，如果发酵过头，腐殖土可能会丧失部分养分，也有可能堆积大量有害物质，如何能够智能识别是否发酵完全，或是人工干预发酵进度，争取同一批次的垃圾同时发酵好是我们需要科技攻关的地方。

4结语

我国的高温堆肥技术还存在很多的不足，其中不仅是技术上的不足，还有管理水平上的，以及实际运行时的维护管理工作，我国相关科学家的任务任重而道远，但是就目前来说，高温发酵堆肥技术是很合适的垃圾处理技术，所以我国相关技术领域的发展前景还是开阔的。

参考文献

[1]郑敏.高温堆肥技术的现状和未来发展[J].化工设计通讯,2018,44(3):202,204.

[2]杨柏松,熊文江,朱巧银.好氧堆肥技术研究[J].现代化农业,2016,(7):57～59.

[3]王有月,直俊强,张加勇,等.2种不同微生物菌剂对鸡粪高温堆肥腐熟进程的影响[J].畜禽业,2018,29(5):4～6.

[4]余粮.城市小区化粪池粪渣好氧高温堆肥技术的研究[J].环境与发展,2017,29(3):62～63.