国外大学校园垃圾堆肥技术与应用

摘要：堆肥方法作为垃圾减量和资源化的重要途径之一，被越来越多的校园所采用。列举北美一些大学堆肥化处理有机垃圾的成功例子，介绍了校园堆肥的各种技术、具体操作方法、产品应用途径等，说明校园堆肥的意义和可行性。同时也为本国大学校园垃级处理提供有益的参考。
关键词：校园垃圾堆肥；厨余垃圾；条垛式堆肥系统；反应器堆肥系统；蠕虫堆肥系统
大学校园垃圾产生量大，对环境危害严重。垃圾中有机物所占比例很大，填埋处理不仅费用高也未实现资源的回收利用，而堆肥作为垃圾减量和资源化的一个重要手段，目前已在很多校园中应用推广。
1校园垃圾堆肥的意义和堆肥原料
堆肥化处理垃圾可以减少垃圾对校园环境造成的危害，减少支付校园废弃物清运与填埋处理费用；堆肥若回用于校园，则可减少化学肥料的使用所造成的二次污染，并实现资源的回收利用；另外还可以培养师生正确的环保意识。
校园内适于堆肥的原料主要有厨余、庭园废物、农业废弃物和动物废物等。厨余垃圾有机物成分高，产生量大，是校园堆肥最重要的原料；庭园废物包括落叶、修整掉的树枝和草、刨花等；农业废弃物包括稻草、科研活动剩余的农作物和温室大棚的废物；动物废物包括粪便和家畜的褥草。庭园、农业废弃物和动物废物可用作堆肥过程中的添加剂，调节碳氮比、孔隙度、含水率等。
2国外校园堆肥技术及应用概况
国外校园成熟的技术堆肥方法主要有5种，即定期翻堆条垛式、通风静态垛式、被动通风条垛式、反应器式和蠕虫堆肥系统。
2.1定期翻堆条垛式堆肥系统(Agricultural Windows）
2.1.1基本原理
定期翻堆条垛式堆肥系统即将堆肥物料堆成条垛状，通过定期翻堆莱实现堆体的有氧状态，属于自然通风。如图1所示，垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形，最普遍的形状宽3～5m，高2～3m的梯形条垛，也可根据规模而定。一次发酵周期为1～3个月。

图1定期翻堆条垛
翻堆可以人工方式或采用特有的机械设备进行。翻堆频率受多种条件的影响，但在初期显著高于后期。在堆肥开始的2～3周内，一般每隔3～4d翻堆一次，然后1周左右翻堆一次。若以温度作为翻堆指标则更为合理，但有机质含量高的固体废弃物在初期则需要较为频繁地翻堆，经济上不合算。定期堆翻条垛式堆肥系统一般堆在沥青水泥或者其它坚固的地面上。
2.1.2优缺点
定期翻堆条垛式堆肥系统设备简单，投资成本相对较低，产品稳定性较好。但占地面积大，堆腐周期长，翻堆能使堆料混合均匀，促进水分蒸发，有利于堆肥的干燥，但会散失臭味，且需要大量的翻堆机械及人力。该系统需要更频繁地监测，才能确保足够的通气量和温度，易受不利气候条件的影响，雨季会破坏堆体结构，冬季会造成堆体热量大量散失。为了保证良好的通气条件，所需要的填充剂比例较大，但易筛分和回用。
2.1.3应用与具体操作
Waterloo- Ontario大学自20世纪70年代起开始采用定期翻堆条垛式堆肥技术，每年处理约120 t的庭园废物，用作温室大棚的土壤改良剂。
Cornell大学是其中较为典型的例子。Cornell大学的校园垃圾过去一直送去填埋，1997年开始堆肥化处理。每年处理包括厨余垃圾、动物粪便和农业残余物等校园垃圾3 000～3 800 t。初始建立系统和购买设备共花费＄67000，但每年节省清运与填埋处理费用＄11 250。
其具体操作方法是厨余垃圾被破碎和脱水后转送到批量进料搅拌器中，再和木屑与粪便以1:4的比例混合，搅拌器的两个螺旋桨叶上附有刀片，能切碎大块纸片和食物，搅拌5～10 min。堆肥衬垫周围有一个人工池塘接收滤液。堆体和滤液池占地面积较大，堆体长76 m，高1.8－2.4 m，宽4.3～5.5 m。Cornell堆肥系统以温度作为翻堆指标，当堆心温度达到55～60℃时，由一个SCAT翻堆机进行翻堆混合。物料总水分保持在40％左右。Cornell大学将堆肥产品用作农田肥料。
2.2静态通风垛堆肥系统（Static Aerated Pile)
2.2.1基本原理
静态通风垛堆肥系统原理和定期翻堆条垛式基本相同，不同之处是堆肥过程中不进行物料的翻堆，而通过鼓风机通风使堆体保持好氧状态，并去除多余水分。强制通风供氧的控制方法有时间控制、温度反馈控制、耗氧速率控制和综合控制等4种。
该技术的关键是通气系统，包括鼓风机和通气管路。通气管路可以是固定式的，也可以是移动式的；管路材料可以是可重复使用的，也可以是可降解的。
2.2.2优缺点
静态通风垛系统占地和所需人力相对较少；强制通风能更好地控制温度及通气条件，所以产品稳定性好，能更有效地杀灭病原菌及控制臭味，而且效率高，堆腐期一般为2～3周，但需要注意防止供氧系统的堵塞，而且堆肥没有搅动，大颗粒不易破碎，水分也不易控制；该系统同样也易受气候条件的影响，但在体积足够大、堆腐条件合适时，其受寒冷气候的影响较小。
2.2.3应用与具体操作
1992年Dartmouth大学采用静态通风垛式垃圾处理技术和Hanover市联合处理校园厨余垃圾及Hanover市的污泥，最初的8个月净节省开资＄10000。