国外大学校园垃圾堆肥技术与应用

Ithaca学院自1993年起，采用静态通风垛式处理校园的厨余垃圾。最初每周处理5t，处理量约占校园垃圾总量的13％～15％；由于运行得很成功，现在准备每年处理厨余垃圾451 m3，生产31 m3的堆肥。每年能节省化学肥料＄1000和＄15000的填埋费用。
Ithaca处理系统中，厨余（包括肉类和乳制品）和木屑混合组成的堆体放置在混凝土地面上，地面向中心倾斜，调节含水率在50％左右。塑料穿孔通风管安装在堆体下部，与鼓风机相连，管路上铺一层木屑，达到通气均匀。堆体最外层覆盖堆肥产品以隔热保温。每个堆体取最小高度1. 2 m，物料4～6t。通风的控制采用温度反馈控制法。当温度升到65℃时，启动鼓风机进行通风以降低堆温；当温度低于50℃时，停止鼓风，堆温上升；如此反复，使堆温保持在最佳的范围内。一次发酵完成后将堆肥进行筛分，分离出木屑，余下的堆肥再进一步熟化。木屑和新的厨余混合，进行下一轮堆肥。
Ithaca学院将堆肥用作运动场和花床的土壤改良剂，效果非常好。堆肥施用于土壤后，土壤的持水率比施用化学肥料提高了25％，且肥效更高，施用更方便。
2.3被动通风条垛式堆肥系统（Passively Aeraf-ed Windows，PAW）
2.3.1基本原理
此法称为被动通风条垛式是因为没有外部装置将空气泵人堆肥物料中，空气自然进入堆垛内部。它与自然通风方式近似，只是在堆体中加入穿孔管，空气以对流方式经过孔眼，该方式一般不需要翻堆。
2.3.2优缺点
被动通风与自然通风相比，可满足堆体对氧气的需求，避免厌氧现象；与强制通风相比，不会因为冷空气的过量鼓人使热量散失而引起堆体温度降低。这种通风方式的不足之处在于不能有效地控制通风量的变化。
2.3.3应用与具体操作
Mohawk Valley Community College自1996年起采用该技术处理校园垃圾，每处理2 000 kg的厨余垃圾即可节省＄175的清运和填埋费用。
Middlebury College每年产生280 t厨余垃圾。自1993年起75％的厨余垃圾采用被动通风条垛式堆肥系统处理。Middlebury大学填埋处理垃圾的费用为＄135/t，而堆肥处理费用为39/t，平均每吨节省了＄96，学校每年可以节省开支＄26880.
其具体操作方法是厨余垃圾每两天收集一次后和蓬松剂混合，厨余、马粪、木屑的比例为1:1:（3～4)。马粪由附近的农场提供，庭园废物直接从校园收集。处理系统占地0. 667 hm2（包括设备占地和庭园废物的贮存）。堆垛的底层是木屑和马粪，用来吸收多余的水分，最外层再覆盖上一层2.5～15. 2 cm厚的干马粪以隔绝气味。如图2所示，打有两排洞眼的PVC管铺设在每个堆中，铺设方向和堆垛长度方向垂直，管间距在31～46 cm。堆腐期较长，90～120 d。二次发酵堆垛高2. 4 ～3. 7 m，熟化期将持续6个月到2a。发酵后，对堆肥进行筛分，过筛的堆肥可直接利用，筛上物再返回堆垛中进一步发酵。

图2被动通风条垛式堆肥系统
堆肥大部分用于校园绿化，一小部分用于温室大棚，促进蔬菜的生长。堆肥过程中，微生物降解厨余的同时放出热量，使得堆心的温度可保持在100℃以上。Middlebury College利用这些热为温室大棚供暖。
2.4反应器堆肥系统（In- vessel System）
主要形式有箱式系统、搅拌仓和旋转消化器等，其中最常用的是箱式系统，美国和加拿大分别有50和25个箱式堆肥系统运行。
国外大学研究最多、应用最广的是桶式堆肥系统。它是一个快速、无臭味的高温堆肥系统，
由堆肥器和生物滤膜组成。该系统的主要花费是购买反应器和系统维护的费用。Texas A＆M大学1998年起采用反应器式堆肥系统，共有7个桶式反应器在运行；曼彻斯特大学（UMASS）每年处理700 t庭园废物和厨余垃圾，节省费用$19000；Rice大学从1999年2-6月间用该技术成功地处理了19 m3的垃圾，产生5. 3 m3的堆肥。
2.4.1优缺点
反应器堆肥系统占地小，操作简单；进料和搅拌所需时间较少且搅拌均匀，处理速度很快，效率高；容器封闭，适用于寒冷地区；清洁卫生且无气味。缺点是需要较多的维护，仍然要进行后发酵。
2.4.2应用与具体操作
如图3所示，厨余、粪便和庭园废物从桶式反应器上面的大舱口进入，盖子连有一个不锈钢制的螺旋桨叶，在电动机带动下，10～15min内，可破碎和搅拌1t或更多的物料。在发酵期间，每周至少要搅拌2次。容器、门和盖都是以聚氨醋塑料为材料的双层结构。反应器里需先装约2/3木屑和树叶等调理剂后，再加入厨余，并要周期性地添加木屑、碎纸或刨花等干物料以保证理想的孔隙度和含水率。一个桶式反应器可处理40～90 kg的厨余垃圾，减量化程度大于70％。6～8周完成一次发酵后堆肥可直接用作土壤的覆盖料，进一步稳定还需3～6周。

图3桶式堆肥反应器
温度是堆肥过程和气味控制的关键因素。容器和温度与反馈控制系统相连。由抽风实现供氧，尾气从顶部经过物料，通过生物滤膜气体净化系统以消除臭味，最后从通气板排出。渗滤液同时也由通气板收集排出。