城市固体废弃物堆肥化处理的影响因素

3.2通气量
供气是好氧堆肥成功的重要因素之一。供气的作用主要有三个方面。(1)为堆体内的微生物提供氧气。如果堆体内的氧气含量不足，微生物处于厌氧状态，使降解速度减缓，产生H2S等臭气，同时使堆体温度下降[14,17,20]。(2)调节温度[17]。堆肥需要微生物反应而产生的高温，但是，对于快速堆肥来讲，必须避免长时间的高温[17]，温度控制的问题就要靠强制通风来解决。(3)散除水分[21]。污泥堆肥的一个目的是降低其水分含量。在堆肥的前期，通气主要是提供微生物O2以降解有机物，在堆肥的后期，则应加大通气量，以冷却堆肥及带走水分，达到堆肥体积、重量减少的目的[21]。
通气可以采取鼓风或抽气方式，两种方式各有利弊：抽气的优势在于可将堆体中的废气在排入大气前统一进行处理，减少二次污染；鼓风的优势是利于水分及热量散失。最好的办法是在堆肥的前期采用抽气方式以处理产生的臭气，在堆肥后期采用鼓风方式以利于减少水分[14,20]。
3.3有机质含量
有机物是微生物赖以生存和繁殖的重要因素。堆肥反应的特性是它需要一个合适的有机物范围。大量的研究工作表明，在高温好氧堆肥中，适合堆肥的有机物含量范围为20%~80%[10]。当有机物含量低于20%时，堆肥过程产生的热量不足以提高堆层的温度而达到堆肥的无害化，也不利于堆体中高温分解微生物的繁殖，无法提高堆体中微生物的活性，最后导致堆肥工艺的失败。当堆体有机物含量高于80%时，由于高含量的有机物在堆肥过程中对氧气的需求很大，而实际供气量难以达到要求，往往使堆体中达不到好氧状态而产生恶臭，也不能使好氧堆肥顺利进行[10]。有研究者曾用城市垃圾和污泥混合堆肥，这样既可以利用垃圾提高堆体中的孔隙率，又可以利用污泥提高堆体中的有机质含量，同时为垃圾和污泥___现代城市的两大问题找到出路[22,23]。
3.4C/N比
C/N比是堆肥原料与填充料混合物的C/N比。微生物生长需要碳源，蛋白质合成需要氮源，微生物合成一份蛋白质大约需要30份碳，对于堆肥来讲，C/N比为30看起来是理想的[24]。
C/N比低、特别是当pH值和温度高时，使废弃物中的氮以NH3的形成挥发损失，散发出臭味[17]。用C/N比低的原料(15.7∶1)进行堆肥实验，结果是微生物对有机物的生物氧化过程中显示了严重的氮素损失。但是，当C/N比高于35时，微生物必须经过多次生命循环，氧化掉过量的碳，直到达到一个合适的C/N比供其进行新陈代谢[17]，因而C/N比高会降低降解速度[17]。
3.5pH值
在堆肥过程中，pH值是一个重要的因素。一般来讲，pH值在3~12之间都可以进行堆肥[9,17]。但是有研究发现，在堆肥初期堆体的pH值降低，低的pH值有时会严重地抑制堆肥反应的进行[25]。在堆腐垃圾时，pH值控制在8左右可以显著提高堆肥初期的反应速度，可以极大地缩短堆肥达到高温所要求的时间，可以避免由于堆肥反应延缓所造成的臭味问题，但当pH值控制在5时，葡萄糖和蛋白质的降解停止[25]。污泥堆肥的pH值范围一般应在6~9之间最为合适[9]。
3.6温度
温度是堆肥系统微生物活动的反映，是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。堆肥中微生物分解有机物而释放出热量，这些热量使堆肥温度上升。堆肥初期，堆层基本呈中温，嗜温菌较为活跃，大量繁殖。它们在利用有机物的过程中，有一部分转化成热量，堆层温度不断上升，1~2天后可以达到50~60℃。在这个温度下，嗜温菌生长受到抑制，大量死亡，而嗜热菌的繁殖进入激发状态[26]（见表1）。嗜热菌的大量繁殖和温度的明显提高，使堆肥发酵直接由中温进入高温，并在高温度范围内稳定一段时间。正是在这一温度范围内，堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死。
表1堆肥温度与微生物生长关系[26]

堆肥作为一种生物系统，反应进行的温度是有限定范围的，温度过高或过低都会减缓反应速度。不同种类微生物的生长对温度具有不同的要求。一般而言，嗜温菌最适合的温度为30~40℃，嗜热菌发酵最适合温度是45~60℃[17,20,24]。高温堆肥时，温度上升超过65℃即进入孢子形成阶段，这个阶段对堆肥是不利的，因为孢子呈不活动状态，使分解速度相应变慢。此外，在此温度范围内，形成的孢子再发芽繁殖的可能性也很小，因此，高温堆肥温度最好在45~60℃左右[17,27]。基于上述原因，堆肥过程中温度控制是十分必要的。在好氧堆肥中，温度一般是通过控制供气量来调节。
4结语
堆肥化是复杂的生物学过程，为实现快速、好氧堆肥，必须进行各种工艺条件的优化和控制。对于我国高速的工农业发展、快速的人口增长所产生的固体废弃物，堆肥化处理后的再利用应是今后重要的发展方向。
参考文献略