有机固体废弃物好氧高温堆肥化处理技术

O2供应与控制。O2是好氧堆肥化处理有机固体废物的必要条件，直接影响微生物的生长活动。简易垛形堆的O2供应主要通过翻堆和强制通气完成。当O2供应不足时堆体内发生厌氧反应而产生还原性物质如H2S和小分子有机酸等，恶臭味污染周围环境并对植物生长产生毒害作用。当翻堆频率过高或强制通风量过大时堆肥物料失水过多又产生干化作用，导致微生物生长活动减弱甚至停止。故对物料发酵处理时必须解决好翻堆和通风问题。TiquiaS.M.等研究发现2d和4d翻堆1次经过74d堆肥后温度与环境温度水平一致，7d翻1次则需较长时间，表明每2d或4d翻堆1次可供给较多O2，比7d翻1次更有利于好氧堆肥化进行；每2d和4d翻堆1次对堆肥产品性质无显著影响而每4d翻堆1次是最适翻堆频率，为节省开支，堆肥冷却和后熟阶段每7d翻堆1次较合适。金家志等研究鸡舍垫料比较0ml/m3•min、50ml/m3•min、100mml/m3•min和200ml/m3•min不同通风量发现，不通风的最高温度仅达38℃，未形成高温发酵；50～200ml/m3•min风量的＞60℃发酵温度的天数分别为9d、7d和5d，且所有通气处理均无H2S产生，说明50ml/m3•min可满足发酵过程对O2的需要，通气量越大反而带走较多的热量，缩短高温持续时间。但TadahiroM.等研究发现通气量为100ml/m3•min时污泥堆肥仍呈厌氧状态。LiaoP.H.等认为猪粪堆肥化处理最佳通气量为40～80ml/min•kg（挥发性物质），而LauA.K.等认为87～187ml/min•kg（挥发性物质）的通气量较合适。可见不同物料对通气量的要求与堆肥物料的物理性质有关，很难给出1个确定通气量。一般污泥等质地黏重物料最佳通气量为150～200ml/m3•min，家禽粪便垫料等质地疏松物料最佳通气量为50～100ml/m3•min。强制通风由下至上带走堆内的水分，造成堆体水分散失不均匀而产生分层，该现象可通过间歇通气消除，即在总通气量不变下通过少量多次的方式进行通气，该方式可使向上散失的水汽有1个向下回流的缓冲过程，有效控制堆体水分的均匀分布。在强制通风堆肥过程中每10～14d翻堆1次可彻底消除分层现象，有效提高堆肥化的效率。堆体的松紧度和可容纳空气的空间大小主要受堆肥物料的影响，对堆肥过程中O2供应起决定性作用。污泥紧实且易结块，可通过加入膨充剂提高物料孔隙度，增加堆内O2量。TiquiaS.M.等认为猪圈垫料空隙度较大，堆肥化处理中不需加入膨充剂。城市垃圾和污泥混合堆肥可利用垃圾的蓬松性提高堆体孔隙率，有效处理垃圾和污泥。
2腐熟度评价
堆肥腐熟度评价是保证有机固体废弃物达到无害化处理的必要环节，目的是评价堆肥产品是否熟化，以确定其能否安全应用于农业生产。用于腐熟度评价的指标和方法有物理方法、化学方法、微生物活性、酶学分析以及植物毒性分析等，其中较常用和简便的有温度、固相C/N值、液相C/N值NH4+-N含量及水堇(Cress）种子的发芽系数等。堆肥后熟阶段温度明显下降，当堆体温度趋于环境温度时堆肥已经腐熟化，且熟化堆肥应是无恶臭气味、呈均匀褐色的疏松团粒结构。固相C/N值是最常用的堆肥腐熟度评价方法之一，当堆肥的C/N值从开始25:1～30:1减至20:1以下时堆肥达到腐熟。Chanyasak.V.提出液相C/N值作为腐熟度的评价指标，认为腐熟堆肥的液相C/N值为5:1～6:1，与堆肥物料无关。由于微生物的分解作用，有机氮随温度上升不断分解释放出大量NH3，pH快速上升并在堆肥开始3～5d内达到最大值，之后随NH3量逐渐减少而pH值下降。Zucconi F.等提出当NH4+-N含量＜400mg/kg时堆肥腐熟。未腐熟堆肥的植物毒性主要来自小分子有机酸和大量NH3、多酚等物质，种子发芽试验是1个综合性指标，是最敏感且最有效的评价指标之一。Zucconi F.等认为水堇（Cress）种子的发芽系数达50%表示堆肥已达腐熟。加拿大堆肥产品标准则认为水堇种子的发芽率达90％时表示堆肥达腐熟。
3小结
堆肥化是处理有机固体废弃物的有效途径之一，堆肥物料的pH、湿度、温度、O2供给量及C/N值等环境因子是影响堆肥化效率的关键要素，好氧高温简易条垛堆主要技术参数为堆体体积≥8m3，混合物料起始C/N值25:1～30:1，起始水分含量60％～70％，堆肥最高温度60～65℃，翻堆频率4d/次，质地黏重物料通气量150～200ml/m3•min，质地疏松物料通气量50～100ml/m3•min，种子发芽系数被认为是堆肥腐熟度评价最简便有效的生物指标，钱学玲等提出综合多个化学指标，以模糊数学的分析理论为基础，以模糊综合评价法评价堆肥的腐熟度，避免单一指标评价可能带来的偏差和片面性，更能科学地反映堆肥的腐熟度。