城镇垃圾堆肥化处理技术105327093.doc

城镇垃圾堆肥化处理技术城镇垃圾堆肥化处理技术 目前推广的垃圾处理方法主要有三种：卫生填埋、堆肥、和焚烧。随着城市生活垃圾处理过程中循环经济理念的提出，堆肥法作为城市生活垃圾减量化、资源化、无害化的一条重要途径，具有强大的生命力。由于好氧堆肥过程中需要通入大量的氧气，需要消耗大量的能源，而厌氧消化不仅不需要消耗大量的能源，而且还能收集沼气作为清洁能源。因此从循环经济的角度来看，是一种理想的处理方法。 一 概念 传统堆肥   中国人数千年来农田中所使用的肥料，就是使用人畜的粪尿和植物茎叶作堆肥为主。 堆肥是堆肥材料在堆肥化过程中的产物，过去农业时代制造堆肥称为粪，是有机材料经过堆积细碎成小颗粒，且性状变异而来的，堆肥的材料来自草木，如枯枝落叶。食品饲料、树皮、蔗渣(上数为初级材料)如厨余。禽兽等排泄物则是经过初步堆肥化的次级材料。这些材料经过堆肥化过程变成肥料。目前正流行的厨余堆肥，一些很简单的步骤就能做出来。但是堆肥的过程必须注意，不然容易招致大量的蚊蝇，做不成肥料反而惹的环境更不卫生。 堆肥是一种有机肥料，所含营养物质比较丰富，且肥效长而稳定，同时有利于促进土壤固粒结构的形成，能增加 土壤保水、保温、透气、保肥的能力，而且与化肥混合使用又可弥补化肥所含养分单一，长期单一使用化肥使土壤板结，保水、保肥性能减退的缺陷。堆肥是利用各种植物残体（作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等）为主要原料，混合人畜粪尿经堆制腐解而成的有机肥料。 堆肥是利用含有肥料成分的动植物遗体和排泄物，加上泥土和矿物质混合堆积，在高温、多湿的条件下，经过发酵腐熟、微生物分解而制成的一种有机肥料。 堆肥是一种古老的肥料，制造堆肥必须先收集适当的材料，例如稻草、茎蔓、野草、树木落叶或是禽畜粪便等，然后将其适当混合，并添加适量的氰氨化钙，促其发酵，然后覆盖上破席、破布、稻草或塑胶布，以避免肥份丧失。 堆肥化是利用自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥化制得的产品称为堆肥。根据微生物生长的环境可将堆肥化分为好氧堆肥化和厌氧堆肥化两种。由于厌氧堆肥化具有堆制周期过长、产生异味、分解不够充分等缺点，因此现代化堆肥工艺通常采用好氧堆肥化。部分小城镇地区也建议采用好氧堆肥化。在大中城市中，推广用推肥法处理生活垃圾。堆肥法是一种较为完善且实用的处理垃圾的方法。第一，与填埋法相比，它有明显节省占地面积的优点，而且可以减少对周围环境的污染。第二，与焚化法相比较，可以大量减少对大气的污染。堆肥法工艺可以使生活垃圾的处理基本达到无害化，卫生局等有关部门已给予肯定。并使垃圾变废为宝，资源得到二次利用，特别是见效快、投资少，适合国情，有利于人民的生产生活。优点案例 海南白沙县启动垃圾堆肥示范项目海南省白沙县垃圾堆肥实验基地示范项目日前正式启动。这个示范项目主要利用城镇垃圾中的有机成分进行生物堆肥，以减少垃圾填埋场的土地占用空间。 利用其城市垃圾中的有机成分进行生物堆肥，减少垃圾填埋场的土地占用空间，延长垃圾填埋场的使用寿命，同时生产出来的有机肥可以供应农村使用，使城市垃圾资源化、减量化和无害化。堆肥法虽然较完善，但是还存在一定的弊端：在用堆肥法处理垃圾时，产生臭味，对周围居民产生不良影响，而且招引蚊、蝇；用堆肥法处理垃圾，需采用人力，对工作人员的身体有所危害；通过多种途径污染大气、地下水和植物。针对这些弊端，我们提出一些建议：可将露天式垃圾堆放场改为密闭式场房，减少垃圾对大气和周围群众的危害；把二次发酵堆放场改成水泥铺成的场地，防止污染土壤和地下；对工作人员采取保持措施，定期进行身体检查；可将推肥法处理垃圾的工艺程度实现机械化。 二 好氧堆肥(一)概念 好氧堆肥化是在有氧存在的条件下，以好氧微生物为主降解、稳定有机物的无害化处理方法。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体的过程。它具有发酵周期短、无害化程度高、卫生条件好和易于机械化操作等特点，好氧堆肥法在国内外得到广泛应用。 分为三个过程：起始阶段、高温阶段、熟化阶段。 堆肥过程影响因素有：供氧量要适当，实际所需空气量应为理论空气量的210倍；含水量在50%-60%为宜，55%最理想，此时微生物分解速度最快，水的作用有二：一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢，二是调节堆肥温度，温度过高时通过水分的蒸发，带周一部分热量；碳氮比要适当，一般认为城市垃圾为2035之间；碳磷比为75150；PH值，当有机污泥做堆肥原料时，需要进行PH调整，堆肥过程开始时，由于酸性菌作用，PH为5.56.0，堆肥结束后，PH为8.59.0。主要的设备有：磁选机，BJD型普通锤式破碎机，振动格筛，低温破碎机。(二) 堆肥化基本工艺流程 好氧堆肥工艺由前处理，主发酵（亦可称一次发酵，一级发酵或初级发酵）、后发酵（亦可称二次发酵、二级发酵或次级发酵）、后处理、脱臭及贮存等工序组成。  （1）原料的预处理：包括分选、破碎以及含水率及碳氮比的调整。首先去除废物中的金属、玻璃、塑料和木材等杂质，并破碎到40毫米左右的粒度，然后选择堆肥原料进行配料，以便调整水分和碳氮比，可以使用纯垃圾，垃圾和粪便之比为7：3或者垃圾与污泥之比为7：3进行混合堆肥。生活垃圾中往往含有粗大垃圾和不可堆肥化物质，这些物质会影响垃圾处理机械的正常运行，降低发酵仓容积的有效使用，使堆温难以达到无害化要求，从而影响堆肥产品的质量。前处理的主要任务是破碎和分选，去除不可堆肥化物质，将垃圾破碎在1260mm的适宜粒径范围。（2） 原料的发酵阶段 -主发酵和后发酵我国大都采用一次发酵方式，周期长达30天，目前采用二次发酵方式，周期一般用20天，一次发酵是好氧堆肥的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程，具体从发酵开始，经中温、高温然后到达温度开始下降的整个过程，一般需要1012天，高温阶段持续时间较长。二次发酵指物料经过一次发酵后，还有一部分易分解和大量难分解的有机物存在，需将其送到后发酵室，堆成12米高的堆垛进行二次发酵并腐熟。当温度稳定在40左右时即达腐熟，一般需2030天。 主发酵主发酵可在露天或发酵仓内进行，通过翻堆搅拌或强制通风来供给氧气，供给空气的方式随发酵仓种类而异。发酵初期物质的分解作用是靠嗜温菌（生长繁殖最适宜温度为3040）进行的。随着堆温的升高，最适宜温度4565的嗜热菌取代了嗜温菌，能进行高效率的分解，氧的供应情况与保温床的良好程度对堆料的温度上升有很大影响。然后将进入降温阶段，通常将温度升高到开始降低为止的阶段称为主发酵期。生活垃圾的好氧堆肥化的主发酵期约为412d。  后发酵 碳氮比过高的未腐熟堆肥施用于土壤，会导致土壤呈氮饥饿状态。碳氮比过低的未腐熟堆肥施用于土壤，会分解产生氨气，危害农作物的生长。因此，经过主发酵的半成品必须进行后发酵。后发酵可在专设仓内进行，但通常把物料堆积到12m高度，进行敞开式后发酵。为提高后发酵效率，有时仍需进行翻堆或通风。在主发酵工序尚未分解及较难分解的有机物在此阶段可能全部分解，变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥成品。后发酵时间通常在2030d以上。  （3）后处理阶段 是对发酵熟化的堆肥进行处理，进一步去除堆肥中前处理过程中没有去除的杂质和进行必要的破碎过程、经处理后得到的精制堆肥含水在30%左右，碳氮比为1520。经过二次发酵后的物料中，几乎所有的有机物都被稳定化和减量化。但在前处理工序中还没有完全去除的塑料、玻璃、陶瓷、金属、小石块等杂物还要经过一道分选工序去除。可以用回转式振动筛，磁选机，风选机等预处理设备分离去除上述杂质，并根据需要进行再破碎（如生产精制堆肥）。也可以根据土壤的情况，将散装堆肥中加入N、P、K添加剂后生产复合肥。 （4）脱臭 在堆肥化工艺过程中，会有氨、硫化氢、甲基硫醇、胺类等物质在各个工序中产生，必须进行脱臭处理。去除臭气的方法主要有化学除臭及吸附剂吸附法等。经济实用的方法是熟堆肥氧化吸附的生物除臭法。将源于堆肥产品的腐熟堆肥置入脱臭器，堆高约0.81.2m，将臭气通入系统，使之与生物分解和吸附及时作用，其氨、硫化氢去除效率均可达98以上。  （5）储存阶段 贮存是指堆肥处理前必须加以堆存管理，一般可直接存放，也可装袋存放。但贮存时要注意保持干燥通风，防止闭气受潮。堆肥一般在春秋两季使用，在夏冬两季就需积存，因此，一般的堆肥化工厂有必要设置至少能容纳6个月产量的贮藏设施，以保证生产的连续进行。 堆肥工艺共分七道工序：进料、前处理、一次发酵、中间处理、二次发酵、精处理、产品出厂。1 、进料    生活垃圾由自卸汽车运输进厂，经地磅计量后，卸进前处理车间的集料坑，集料坑容积能保证储备一天的处理量。垃圾日进日清，不滞留过夜。进集料坑后垃圾的渗沥水流入设置在坑底一端的集水井内，由污水泵抽至污水池储备，以供一次发酵物料调节含水率之用。 2 、前处理    前处理的目的是去除不利于一次发酵（包括进出料及发酵效果）的粗大物料。    集料坑中垃圾由珩车抓斗送入板式给料机，使物料间歇输送转为均匀连续输送，到破袋滚筒筛内，破袋滚筒筛将袋装垃圾破袋后筛分处理，筛上物经磁选机磁选后送至手选平台，可回收物分选回收后将废弃物送至垃圾焚烧炉焚烧，筛下物经磁选滚筒磁选后（清除部分黑色金属）经提升皮带机送上一次发酵仓顶。 3 、一次发酵    一次发酵为堆肥工艺的核心部分，其目的是使垃圾达到无害化、减量化和资源化（变成有机肥）。    半动态好氧堆肥处理技术，是每天均匀进料一层，发酵仓内物料依次自下而上发酵腐熟，已腐熟的底层每天排出。由于自下而上热量的传递和微生物的接种作用，可比一般的静态好氧式发酵周期大为缩短，根据试验，在底部强制通风作用下，上层新垃圾受下层高温（65 左右）影响和微生物接种繁殖作用，在 4 小时内即达无害化所需温度（ 55 左右），仅 72 小时垃圾即达无害化指标，减量约达1/3 。故本工艺一次发酵周期为 5 天已足够满足无害化、减量化的要求。    根据物料平衡和 5 天发酵周期，发酵仓共设八只，其中一只备用，成对称式布置。    仓底布设通风排水道，由高压风机强制通风（鼓风），发酵过程中产生的废气（主要是水蒸气、二氧化碳、氢气等）由仓顶排气道排放；产生的渗沥水由仓底排水道收集后，汇入污水池作调节一次发酵物料含水率用水，使得水循环使用无须处理，设排水道与通风道共用，在排水出口处利用水封井防止风道短路。每天底层垃圾的出料由螺杆出料机完成，螺杆置于发酵仓的一端，出料时向另一端运动，对底已经腐熟的垃圾进行强制切割均匀出料，每天一次，两排发酵仓中间设出料皮带通道，出料时螺杆均由两排仓的外侧将物料送向中间两条出料皮带机，中间通道设排水口对发酵仓内出料渗出的水进行收集回用，同时使通道保持干燥有利出料皮带机的工作和养护。    进料垃圾的含水率是影响发酵效果的一个重要因素，物料含水率在 3545% 较适宜，当含水率低于 30% 时将影响发酵，所以利用污水回喷来调整垃圾的含水率。本工艺采用分层进料，则上层新料由于受下层正在发酵物料产生的水蒸作用，所要求的适宜含水率可适当降低，平时我们利用集料坑与一次发酵的渗沥水和厕所粪便污水进行回喷来增加一次发酵物料的含水量，不仅可起调整含水率的作用，而且提高了物料的有机质含量，增加了堆肥的肥效，同时避免了这部分污水排放对环境的污染。当这部分水源不足时，由集水池存水补给；每年西瓜上市季节和雨季时的垃圾含水零一般可达 60% 以上，此时采取延长通风时间以加速废气的排放和水份的蒸发，在垃圾高含水率的季节垃圾渗沥水也将增加，可储存在集水池内备作水份不足时调节用。    一次发酵终止指标：垃圾容积减量 30%33% ；水份去除率 10%12% ；发酵物达无害化标准，无恶臭、不招苍蝇、蛔虫卵死亡率95% ，大肠肝菌在规定指标内。 4 、中间处理    一次发酵后的物料由出料皮带机进入提升皮带机，进入滚筒筛进行第二次筛选后，筛下细料送往二次发酵间熟化稳定。筛上物直接送往垃圾焚烧炉焚烧。 5 、二次发酵    经过一次发酵、中间处理的物料送到二次发酵间。二次发酵采用静态自然通风好氧发酵，按自然通风对料堆的穿透能力，料堆高度为3m 左右，发酵周期为 10 天，发酵温度小于 40 。二次发酵的目的是使物料更进一步充分熟化，使其化学性质稳定，二次发酵后的物料即为粗堆肥，可用于果园、蔬菜等旱田作物的肥料。    二次发酵终止指标：粗堆肥含水率控制在 20%30% ，堆肥腐熟稳定并达到无害化标准，产品呈褐色腐殖质，无恶臭味、松散不招苍蝇，大肠肝菌值 10 -1 10 -2 ，蛔虫卵死亡率 95%100% ，堆肥产品粒度 25mm 。    同时，二次发酵完成后可供下道工序处理。 6 、精处理（可选）    二次发酵后的粗堆肥，由装载机运至螺杆输送机再进入精处理车间，经滚筒筛（细筛）筛分后 18mm 的筛下物进入烘干机脱水，（烘干时物料在 105 滚筒中通过 1518 分钟，可以彻底杀死物料中大肠肝菌和蛔虫卵，同时消除大部分垃圾气味），烘干脱水后输送到硬物料分选机去除石子、玻璃等硬物料，精选后的有机肥再送到粉碎机粉碎，粉碎机出来的物粒粒径 1mm ，有机物含量达 55 65% 左右，可直接用来制造颗粒有机肥（ N 、 P 、 K 含量 8%10% ，少量的粉末状 SiO 2 等微量元素，颗粒肥料直径 3mm ），或加入不同的单元素化肥和微量元素搅拌后造粒制成不同植物需要的有机复合肥。 (三) 好氧堆肥工艺的原理及过程控制参数 1工艺原理 堆肥是在有氧条件下，好氧细菌对废物进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁忙殖，产生出更多的生物体的过程。在有机物生化降解的同时，伴有热量产生，因堆肥工艺中该热能不会全部散发到环境中，就必然造成堆肥物料的温度升高，这样就会使一些不耐高温的微生物死亡，耐高温的细菌快速繁殖。生态动力学表明，好氧分解中发挥主要作用的是菌体硕大、性能活泼的嗜热细菌群。该菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量。据此好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。 起始阶段：不耐高温的细菌分解有机物中易降解的碳水化合物、脂肪等，同时放出热量使温度上升，温度可达1540。 高温阶段：耐高温细菌迅速繁殖，在有氧条件下，大部分较难降解的蛋白质、纤维等继续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至6070。当有机物基本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停止生长，产热随之停止。堆肥的温度逐渐下降，当温度稳定在40，堆肥基本达到稳定，形成腐植质。 熟化阶段：冷却后的堆肥，一些新的微生物借助残余有机物（包括死后的细菌残体）而生长，将堆肥过程最终完成。2 好氧堆肥的控制参数 化好氧堆肥过程的关键，就是如何选择和控制堆肥条件，促使微生物降解的过程能快速顺利进行，一般来说好氧堆肥要求控制的参数有： 供氧量 对于好氧堆肥而言，氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡，使分解速度减慢；但供冷空气量过大又会使温度降低，尤其不利于耐高温菌的氧化分解过程，因此供氧量要适当，一般为0.10.2m3/m3.min，供氧方式是靠强制通风，因此保持物料间一定的空隙率很重要，物料颗粒太大使空隙率减小，颗粒太小其结构强度小，一旦受压会发生倾塌压缩而导致实际空隙减小。因此颗粒大小要适当，可视物料组成性质而定。 含水率 在堆肥工艺中，堆肥原料的含水率对发酵过程影响很大，水的作用一是溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；二是可以调节堆肥温度，当温度过高时可通过水分的蒸发，带走一部分热量。水分太低妨碍微生物的繁殖，使分解速度缓慢，甚至导致分解反应停止。水分过高则会导致原料内部空隙被水充满，使空气量减少，造成向有机物供氧不足，形成厌氧状态。同时因过多的水分发，而带走大部分热量，使堆肥过程达不到要求的高温阶段，抑制了高温菌的降解活性，最终影响堆肥的效果。实践证明堆肥原料的水分在5050为宜。 碳氮比 有机物被微生物分解的速度随碳氮比变化，微生物自身的碳氮比约为430，因此用作其营养的有机物的碳氮比最好也在该范围内，当碳氮比在1025时，有机物被生物分解速度最大。如果碳氮比过高，堆肥成品的比值也过高，即出现“氮饥饿”状态，施于土壤后，会夺取土壤中的氮，而影响作物生长。堆肥过程适宜的碳氮比应为2030。 碳磷比 磷对微生物的生长也有很大影响，城市污水处理厂的污泥含有丰富的磷，可满足微生物生长的需要，堆肥原料适宜的碳磷比为75150。 PH值 PH值是微生物生长的重要条件，在堆肥初期，由于酸性细菌的作用，PH值降到5.56.0，使堆肥物料呈酸性，而后由于以酸性物为养料细菌的生长和繁殖，会使PH值上升，堆肥过程结束后物料的PH值上升到8.59.0。3. 1 堆制过程中温度的变化 图1温度与时间的变化曲线 从图1可以看出,环境温度变化不显著。堆肥的温度总趋势是先上升后下降,明显地呈现出堆肥的三个温度阶段: 011天为升温期;1219天为高温期, 2025天为降温期,并且温度在50以上的时间为8天,达到了无害化要求,符合国家堆肥卫生标准 8 。堆肥初始阶段,微生物活动的增加,微生物在降解有机物的同时,伴有大量的热量释放,提高了堆肥温度;随着堆料中有机质的消耗,微生物生长受到抑制,产热量少,堆肥的温度下降。3. 2 堆制过程中pH值的变化 图2pH值与时间的变化曲线从图2 可以看出,堆肥初期, pH 值在6. 8 左右,堆料呈微酸性时,由于此时可被微生物利用的有机质比较丰富,微生物繁殖很快,其活动产生的有机酸使堆料的pH值出现下降。 随着温度的升高,有机酸分解转化,特别是氨态氮有机物的生成和积累,堆料的碱度逐渐增强,从而使物料的pH值又开始上升,最大可达7. 8左右。 随着有机质的分解基本完成, pH 值又逐渐下降,最终稳定在中性范围内。3. 3 堆制过程中有机质的变化 图3有机质与时间的变化曲线从图3可知,有机质总趋势是逐渐减少,在堆肥010天,有机质下降幅度小,在1115天,有机质的下降幅度增大,减少了23% ,在1625天,有机质下降幅度减少,最终有机质含量基本稳定在50%左右。这是因为堆肥升温期,微生物数量相对较少,有机物降解缓慢。在堆肥高温阶段,有机物降解迅速。堆肥降温期,微生物活性下降,有机物降解缓慢。3. 4 堆制过程中全氮含量的变化图4全氮与时间的变化曲线 从图4 可知,全氮的含量随着堆肥的进行,呈逐渐下降的趋势;在堆肥010天下降幅度较小;在1020天,下降得最多,总氮的损失较多;堆肥后期逐渐稳定。在堆肥过程中发现渗出水的产生,因此可以造成氮素一定量损失。氮素的损失主要是有机氮不断转化为氨态氮,氨态氮的累积引起NH3挥发造成的。3. 5 堆制过程中氨氮、硝态氮含量的变化图5氨态氮、硝态氮与时间的变化曲线 从图5可知生活垃圾堆制后,堆制样品中氨氮含量呈现下降的趋势,尤其在1020天氨氮含量下降幅度较大,之后基本趋于稳定。硝态氮含量呈现上升的趋势,尤其在015天硝态氮含量上升幅度较大,之后基本趋于稳定。3. 6 堆制过程中C /N比的变化图6 C /N与时间的变化曲线从图6可以看出, C /N比的下降趋势不明显,并且在堆肥后期C /N比没有稳定趋势。这可以有两个原因: 好氧堆肥过程中,氮的损失影响着C /N,试验的pH值变化范围基本维持在78的范围内,基本可以保持使微生物有效发挥作用的C /N,因而C /N的下降趋势均不明显。由于进行的是好氧堆肥试验,微生物需要在氧气充足的条件下才能保持较高的活性,使得微生物的新陈代谢活动旺盛,分解碳量和氮量的速率比较一致。4结论堆肥的温度总趋势是先上升后下降,明显地呈现出堆肥的三个温度阶段: 0 11 天为升温期; 1219天为高温期, 2025天为降温期,并且温度在55以上的时间为8 天,符合国家堆肥卫生标准。pH值总趋势先下降后上升再下降,最终稳定在中性范围内。有机质总趋势是逐渐减少,在11 15天,有机质的下降幅度最大,下降了23% ,堆肥后期有机质含量基本稳定在50%左右。全氮含量呈逐渐下降的趋势;在1020天,下降得最多;堆肥后期逐渐稳定。氨氮含量呈下降的趋势,在1020天氨氮含量下降幅度较大。硝态氮含量呈上升的趋势,在015天硝态氮含量上升幅度较大。C /N比下降趋势不显著。 (四) 典型好氧堆肥工艺系统  （1）条垛式系统 条垛式是堆肥系统中最简单最古老的一种。它是在露天或棚架下，将堆肥物料以长状条垛或条堆堆放，在好氧条件下进行发酵。垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形。条垛式堆肥的特点是通过定期翻堆来实现堆体中的有氧状态。条垛式堆肥一次发酵周期为13个月。这种堆肥化由预处理、建堆、翻堆和储存四个工序组成。 条垛式系统的优点是：这是一种经济式堆肥系统所需设备简单，操作方便,成本投资相对较低；翻堆使堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用；长时间的堆腐使产品的稳定性相对较好,适合于对环境要求较低的地区使用。  条垛式系统的缺陷是：占地面积大，堆腐周期长，需要大量的翻堆机械和人力，需要更频繁的监测，才能保证通气和温度要求。由于条垛式堆肥是开放系统，翻堆会造成臭味的散发，影响周围环境。运行操作受气候影响大，雨季会破坏堆体结构。冬季则造成堆体热量大量散失、温度降低等问题。  （2）强制通风静态垛系统 强制通风静态垛系统不同于条垛式系统之处在于堆肥过程中不是通过物料的翻堆而是通过强制通风方式向堆体供氧，它能更有效地确保高温和病原菌灭活。在此系统中，在堆体下部设有一套管路，与风机连接。  穿孔通风管道可置于堆肥场地表面或地沟内，管路上铺一层木屑或其他填充料，使布气均匀。然后在这层填充料上堆放堆肥物料，成为堆体，在最外层覆盖上过筛或未过筛的堆肥产品进行隔热保温。  强制通风静态垛系统的优点是：设备投资相对较低；与条垛式系统相比，温度及通风条件得到更好的控制；堆腐时间相对较短，一般为23周；产品稳定性好，能更有效的杀灭病原菌及控制臭味；由于堆腐期相对较短、填充料相对较少，因此占地也相对较少。但是通风静态垛系统堆肥易受气候条件的影响。例如，雨天会破坏堆体的结构。与条垛式系统相比，在足够大体积、合适的堆腐条件下，通风静态垛系统受寒冷气候的影响较小。  （3）反应器系统（发酵仓系统） 装置式堆肥系统，是将堆肥物料密闭在发酵装置（如发酵仓、发酵塔等）内，控制通风和水分条件，使物料进行生物降解和转化。也称反应器系统、发酵仓系统等。发酵装置的种类繁多，除了结构形式不同外，主要差别在于搅拌发酵物料的翻堆机不同，大多数翻堆机兼有运送物料的作用，目前国内外各类发酵装置有：池型（箱式）发酵池、立式发酵设备、筒仓式发酵设备、水平式发酵设备、组合式发酵系统等。  同条垛式系统和强制通风静态垛系统相比，反应器堆肥系统设备占地面积小，能进行很好的过程控制，堆肥过程不受气候条件的影响，可对废气进行统一收集处理，防止环境的二次污染，解决了臭味问题。但也存在明显的不利因素：首先是堆肥的投资和运行费用及维护费用很高。由于堆肥周期较短，堆肥产品会有潜在的不稳定性，堆肥的后熟期相对延长，由于机械化程度高，一旦设备出现问题，堆肥过程即受影响。  通过以上分析可知，强制通风静态垛系统操作运行费用较反应器系统（发酵仓系统）低，堆肥周期及占地小于传统条垛式系统，因而比较适合西部小城镇地区经济、技术水平现状，值得在这些地区进行推广。 (4)隧道式堆肥系统    混合垃圾通过全自动化进出料装置进入封闭式高效发酵隧道，由计算机软件控制发酵过程，整个发酵过程分一次发酵和二次发酵，全部在隧道中进行，最大限度地使营养成分转化为氮磷钾等形式，具有占地面积小、用人少、无臭味散发、全天候工作、处理量大、效率高等特点，处理能力可达100，000-720，000吨/年。(5)集装箱式堆肥系统   用于处理生活垃圾、工业垃圾、污泥和园林垃圾中的有机组分，将其转化为高级腐殖质产品。由计算机控制处理过程中的温度、湿度、通风系统和废气净化系统，大大缩短腐期。模块化的系统设计使设备的处理能力可达30，000吨-54，000吨/年。适合于小城市小规模的垃圾处理，同时具有移动性，利于回收投资。 (五) 案例案例一 国内最大的垃圾堆肥厂南宫堆肥厂 南宫堆肥厂是一座国内高自动化、大规模的现代垃圾堆肥厂。南宫堆肥厂占地面积63000平米， 南宫堆肥厂采用先进的强制通风隧道式耗氧发酵技术处理垃圾。日处理垃圾能力为400吨，每年可处理垃圾14万吨，垃圾主要来源于马家楼垃圾转运站，每天约300吨、小武基转运站的1560毫米的堆肥垃圾，每天约100吨。堆肥垃圾进厂后进行称重计量，布料机把垃圾送入30个主发酵隧道，每个发酵隧道200立方米，垃圾经过2 个星期的高温发酵后，垃圾体积可降解3040%，传送系统把发酵的垃圾转送到后熟化区，再进行3个星期的熟化，经过筛分分成垃圾肥和残渣，残渣运到安定填埋场填埋，垃圾肥转入最终熟化区再进行3个星期的熟化，再经过一系列筛分制成012毫米的成品垃圾肥。 南宫堆肥厂在生产过程中对产生的气体，如氨气、硫化氢等有害气体通过生物过滤有效地加以控制；生产中产生的污水，在生产中循环使用；生产车间采用全封闭式作业，避免了噪声和粉尘对环境的污染；环境和垃圾肥定期进行检测，有关指标都符合国家标准。三 厌氧生化处理工艺 厌氧生化处理工艺是在缺氧情况下，利用自然界固有的微生物厌氧菌（特别是甲烷菌），将垃圾中有机物作为它的营养源，经过甲烷菌的新陈代谢生理功能，将垃圾中有机物转化为沼气和沼肥的整个生产工艺过程，通称“有机物垃圾厌氧消化作用”。 近年来，欧洲各国如德国的林德公司、法国的瓦洛嘎公司都是采用厌氧消化技术处理生活垃圾。2004年8月至10月，上海市先后在上海宝山区和普陀区正式动工两座日处理量600吨和800吨的生活垃圾处理厂，都是采用国际先进的干式或湿式厌氧生化技术，经分拣后的有机垃圾经过厌氧罐内2025天的厌氧消化工艺，可将有机垃圾进行资源化、能源化处理，转化为生活燃气（沼气）和有机肥（沼液和沼渣经过生物菌的再次生化反应，可以产生肥效较高的复合有机肥或活性有机肥）。 垃圾中有机物经过微生物厌氧菌分解发酵过程分为液化、酸化、产甲烷三个阶段。在液化阶段，厌氧菌种利用胞外酶对垃圾有机物进行酶解，使固态物变成可溶于水的物质；在产酸阶段，则依靠产酸菌将上述可溶物生成酸性中间物；产甲烷阶段，最后由甲烷菌利用酸性中间物、以及物料中的其他碳类化合物转化为甲烷，即我们经常所说的沼气。其固态物-沼渣经过再次微生物发酵后，便是价值较高的有机肥。 垃圾处理采用这种工艺路线的有利之处，有以下几个方面： 1 其经济价值较为可观：产出物有沼气每吨有机垃圾经过发酵后，产沼气 5080M3(其中甲烷CH4含量50%) ，可供生活用燃气，或用此燃气发电上网。 每吨有机垃圾经过发酵后，又同时能产生0.6吨沼肥它符合国家有机肥和绿色食品用肥标准：GB8172-87。其中：有机质30%；全氮1.0%；其它肥效均超过标准1倍以上。并有杀菌杀虫和刺激动植物生长和发育的“生物活性物质”、“土壤营养液”等特殊功能。 2 无害化：生产过程中不产生二次污染。无灰渣生成，不需要填埋。 采用本工艺时，其系统设备投资仅为同样规模（指同样的垃圾日处理量）的热解工艺设备投资50左右，故经济效果显著，其投资利润率约为1015%，投资回收期约为810年。厌氧堆肥过程中产气量是一个很重要的指标，为了更好地利用厌氧处理产生的气体，本研究利用便携式红外分析系统对生活垃圾厌氧堆肥产气进行了分析。在研究分析中发现，生活垃圾厌氧堆肥产气中，甲烷产率并不是一开始就高于二氧化碳产率，而是随着反应的进行，才在某一时间后高于二氧化碳产率的。四 比较：1 同：都是微生物作用下的有机物降解过程，需要微生物培养的条件，包括营养元素合理分配、温度、pH等。2 异：条件不同。厌氧要求无氧状态；好氧要求有氧状态 产物不同。厌氧分为两步（两段论），第一步是酸化过程，分解成有机酸、醇类等，第二步是甲烷化阶段，生成甲烷水等，到了这一步会造成二次污染，甲烷是温室气体，且下一步的生物降解几乎是不可能的了。好氧发酵的最终产物是CO2和H2O，降解终产物没有二次污染。 降解能力不同，好氧发酵能降解的有机物种类比较有限，厌氧情况有助于一些好氧情况下难降解的有机物的降解。一般情况下，往往是先进行厌氧堆肥至第一步水解过程结束，水解产物再进行好氧发酵。这样的降解彻底，污染小，效果好。五 垃圾堆肥的现状 堆肥技术的工艺也比较简单，适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，对垃圾中的部分组分进行资源利用，且处理相同质量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低。堆肥技术在欧美国家起步较早，目前已经达到工业化应用的水平。但引进国外技术投资巨大，不适合我国国情。针对这一情况，我国一些研究单位和企业已经开始了这方面的工作，并取得了一定的成绩。 发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平，因此靠堆肥只能处理15左右的垃圾组分，这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。但就我国垃圾的具体情况来看，生活垃圾中的易腐有机物含量较高，采用堆肥技术可以达到比较好的处理效果。但堆肥技术也存在明显的缺点不能处理不可腐烂的有机物和无机物，因此减容、减量及无害化程度低。因此仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。 目前在一些地方，简单的垃圾“堆肥”已经在一些填埋场应用，并产生了一定的效益。但是这与我们所讲的垃圾堆肥技术相去甚远，因为在这些地方仅仅是将生活垃圾填埋，靠自然发酵，若干年后再挖掘出来，筛去其中的塑料等不腐烂的物质后就当作肥料出售。实际上用这种肥料种植果树、蔬菜及粮食是危险的，原因是由于垃圾中不易腐有机组分(纸、塑料、布、橡胶等)的重金属(Pb，Cd，H窃)含量很高，占垃圾中重金属总量的85以上，如果这类物质与易腐有机物长期共埋于地下，加上雨水的作用，重金属必然会渗入最终的有机肥产品中，用这种肥种出来的食品重金属含量必然超标，危害人体健康。因此，堆肥技术必须是将新鲜的垃圾首先进行分类后再将易腐有机组分进行发酵，才能有效地防止重金属的渗入，从而保证有机肥产品达到国家标准，真正实现无害化和资源化。 城市垃圾堆肥处理现状 目前我国城市垃圾堆肥处理技术处于相对萎缩的状态。实践证明，用混合收集的城市垃圾生产出来的堆肥，肥效低、杂质多、成本高，不便用于农田生产，也影响其市场发展。"七五"期间建设的无锡、杭州、北京、上海等地的机械化城市垃圾堆肥厂都因技术和市场等原因而相继关闭。目前在我国应用较多的是一些机械化程度低、主要采用静态好氧发酵技术的城市垃圾堆肥厂。其特点是工艺简单、机械设备少、投资和运行费用低，但同时也存在堆肥质量不高，堆肥筛上物以及堆肥过程中产生的气味及污水等未进行有效处理，城市垃圾堆肥厂对周围环境影响较大等问题。降低堆肥成本，提高堆肥产品质量，开辟市场渠道是发展城市垃圾堆肥处理技术的关键因素，而影响这些因素的重要条件是实现有机垃圾的分类收集垃圾堆肥处理技术不应盲目推广 目前，国内已上马的大多数垃圾堆肥处理场，都没有对限制堆肥应用的垃圾成分和变化以及市场作认真分析，很难说前途如何。国内城市垃圾堆肥化技术不应该盲目到处推广，这是清华大学环境科学与工程系教授聂永丰和中国城市环境卫生协会刘京媛，日前在广州研讨 “城市固体废物处理与资源化”问题时提出的观点。 垃圾堆肥处理，是指利用微生物的降解作用，通过好氧发酵及厌氧发酵，使垃圾稳定化的过程，堆肥产品可作肥料或土壤改良剂。在我国城市垃圾处理中，堆肥方式是最早也是在早期阶段使用最多的方式，那时，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。20世纪80年代以来，我国陆续开发了机械化程度较高的动态堆肥技术。目前，从普及程度看，堆肥处理在国内城市各种垃圾处理方式中，是仅次于填埋方式的一种重要方式。 据聂永丰、刘京媛两位专家介绍，近两年来，城市垃圾堆肥化作为实现垃圾资源化、减量化的重要途径，在沉寂多年后又开始引起人们注意。一些新的堆肥化技术相继出现，大量堆肥场在建设。其实，垃圾堆肥化技术在我国城市发展空间有局限，主要的不是技术的因素，而是非技术的经济因素。主要表现在： 我国城市混合收集的垃圾杂质含量高，为保证产品质量采用复杂的分离过程，导致产品成本过高。如果没有政府的补贴，是很难正常运行下去的。 一般堆肥场的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂，销路取决于堆肥场所在地区土壤条件的适宜性。在黏性土壤地区，特别是南方的红黄粘土、砖红黏土、紫色土地区有较好的销路。 堆肥场产品的经济服务半径一般较小，质量较差的粗堆肥产品通常只能就近销售；而利用其制造的复合肥，也在与一般化肥和复合肥的竞争中不占优势。 此外，堆肥产品销售有其季节性，而垃圾堆肥处理则是连续性的，生产与销售之间存在的这种“时间差”，会增加生产成本。 两位专家明确指出，目前，垃圾堆肥化的技术和市场被过分炒作，有些人误将垃圾资源化与垃圾堆肥化等同起来了。国内新近上马的多数堆肥化处理场，普遍缺乏对堆肥产品的市场潜力进行认真、科学的分析。仅仅从不定期运行的、简易小型的垃圾堆肥场堆肥产品有销路，就断定大型垃圾堆肥场产品能销售出去，这是太武断了。 两位专家进一步指出，尽管发达国家严格实行了垃圾分类，杜绝了危险废物的混入，且政府配套法规部分禁止使用化学肥料，鼓励利用生物肥料；但实际上，国外利用堆肥处理城市垃圾所占比例并不大，而且多数堆肥场主要是利用分类收集的厨房废物、庭院废物、污水处理污泥和粪便作为原料，用混合垃圾堆肥的实例并不多。而在城市居民环保意识不高、垃圾分类收集尚未有效执行的我国，一些中小城市可能比较适用堆肥方式处理垃圾，但堆肥处理技术实在不能盲目到处推广。 上世纪九十年代以来，我国先后建成了一大批垃圾堆肥厂；由于种种原因，许多堆肥厂要么早已关闭、设备闲置，要么时开时停、垃圾处理受堆肥销售的制约；堆肥厂普遍存在的问题有：厂区环境差，堆肥质量差、存在