厨余垃圾微生物好氧发酵法|污泥好氧发酵处置方案

农业有机废弃物 ( 农作物秸秆、禽畜粪便等 ) 经充分发酵后，可成为改良土壤的有机肥料。任何一种合格的有机肥料的生产都必须经过堆沤发酵过程，有机质发酵分为好氧发酵与厌氧发酵两种。堆肥以好气性微生物活动为主时，有机质迅速矿化生成较多的二氧化碳、水及其它养分物质，分解速度快而彻底，并放出大量热能 ；以厌气性微生物活动为主时，有机质的分解速度慢，且往往不彻底，释放热能少，其分解产物除植物养分外，还会积累有机酸及 CH4、H2S 等还原性物质，当其达到一定程度时，则对作物生长不利甚至有害。发酵过程可分为 ：发热阶段 --- 高温阶段 --- 降温阶段 --- 腐熟保肥阶段。
现有技术有两种，一种是直接堆沤，经翻堆设备进行定期翻堆发酵，所需发酵时间45 ～ 60 天不等 ；另一种则是将原料置入搅拌设备 ( 分加温与不加温两种 )，加入微生物发酵剂搅拌数小时，搅拌均匀后以堆状或条状堆积，仍以翻堆方式进行发酵，所需发酵时间30 ～ 60 天不等。
目前，有机废弃物主要还是翻堆式的堆沤发酵方式在处理，有机物在该发酵方式前期为厌氧发酵模式，需时 7 ～ 15 天以上方可开始升温进入发热阶段，再通过翻堆以增加氧气促进好氧发酵，进入高温时间需近 30 天。传统发酵方式存在以下几个缺点 ：1、整个发酵时间长 ( 需时 1 ～ 2 个月 )，有机废弃物处理速度慢 ；2、所占场地大，以每月处理 900 立方有机废弃物为例，按发酵需时 1 个月、平均堆高 1 米计算，堆沤场地需 900 平方米，一个月方可循环使用，场地周转率低 ；3、发酵过程大部分时间处厌氧发酵状态，易积累有机酸及CH4、H2S 等还原性物质，有机肥质量受影响 ；4、用人工、铲车、或机械翻堆，均需增加人员操作，人员操作则难确保准确性和彻底性。
堆肥作为一种重要有机固废资源化利用方法，已是不争的事实。但有关堆肥技术的研究开发目前仍是国内外的热门课题。不断改进堆肥工艺、设备、降低经济成本、适应更广泛的堆肥物料是研究者追求的主要目标。

污泥是污水处理中的产物，污泥中富含有机物和营养物质，随着污水资源化研究的深入，污泥资源化领域的研究已成为全球研究热点，我国城市污泥量大，质差；国外既有污泥处理处置理论和技术无法切实解决当前面临的困境，迫切需要通过科技创新，形成我国污泥绿色低碳安全的理论体系和系统性解决方案，污泥处理处置现状与我国污水处理差距甚大，远远落后发达国家，与我国大国地位及生态文明建设不相符，《水十条》中提出污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置。
污泥资源化也越来越受到重视，污泥资源化能源化符合目前科技发展水平。污泥好氧发酵可使城市污泥中C、N、P资源化回收，可替代一部分氮、磷肥需求。传统污泥处置方法有：焚烧、填埋和土地利用。国外多采用焚烧工艺，但投资巨大，易造成大气污染；国内多采用填埋，但需要占用大量的土地，同时会造成环境的二次污染，随着对其弊端的深入了解，选择恰当的处理方式越来越谨慎。污泥处置后可土地利用的技术包括好氧发酵技术和厌氧消化技术，综合考虑环境影响和投用，优先推荐好氧发酵污泥处理技术。
污泥好氧发酵工艺主要有混凝土槽式发酵、反应器发酵等，由于作业环境差、发酵过程易产生二次污染、占地面积大、运行费用高等缺点，使得污泥好氧发酵技术的发展受到了一定限制，因此研制开发一种新型污泥好氧发酵工艺，降低投资和运行成本，节约土地使用面积，保证发酵过程的低耗、连续稳定运行，无二次污染，对污泥好氧发酵技术在我国大规模的推广应用具有十分重要的意义。

餐厨垃圾泛指产生于餐饮业与居民生活的食物加工下脚料(厨余)和食用残余，组要成分包括蛋白质、淀粉、油脂等有机成分，具有含水率高，油脂、盐分高，易腐烂发臭等特点。中国城市每年产生餐厨垃圾不低于6000万吨，大中城市餐厨垃圾产量惊人，重庆、北京、广州等餐饮业发达城市问题尤其严重。目前，餐厨垃圾的处理技术主要有厌氧消化、饲料化、餐厨粉碎机、好氧堆肥以及小型生化就地处理设备等。厌氧消化工艺主要分为前端预处理分选、中端厌氧消化产沼、后端沼气资源化利用3个阶段；饲料化是指用餐厨垃圾饲养畜禽，特别是喂猪，但非洲猪瘟爆发蔓延下，各地严控餐厨垃圾饲料化；餐厨粉碎机是放置在厨房水槽与管道连通处的一个小机器，用高速旋转的电机带动研磨腔中的转盘，使餐厨垃圾在离心力的作用下相互撞击，在短的时间内将食物垃圾研磨成细小的颗粒顺水流排出管道。好氧堆肥工艺流程主要是：餐厨垃圾行破碎、分选处理，去除不适合堆肥处理的杂物，进行压缩脱水处理；然后在布料箱内添加堆肥所需的添加剂，进行50-70天的好氧堆肥处理。小型生化就地处理设备与好氧堆肥原理相同，辅以加热，发酵温度保持在50-70℃，发酵迅速。厌氧消化工艺起建规模高，消化周期长，且因为沼气产品不纯，利用困难；消化后的沼渣基本还是填埋，对产品尚未有一个很好的利用计划，导致整体效果不好。饲料化因食物同源性等问题逐渐被取缔。经破碎后的餐厨垃圾直接进入下水管道容易造成管道堵塞，同时目前的市政污水管网，尚未有能力接纳破碎后的餐厨垃圾，该工艺并不适合我们国内的管道情况。好氧堆肥占地大、周期长。堆肥过程中产生的污水和臭气会对周边环境造成二次污染。小型生化就地处理机则因为预处理中脱水及油水分离不能很好得分离出餐厨垃圾中的油脂，而高含量油脂和高含盐量不利于微生物的生长，从而制约了处理机的处理效果。此外，其产生的废水、废气未经处理直接排放，容易导致二次污染；加热模块也使得设备能耗较高。

对禽类粪便如果处理不及时，会很快地发酵，发酵后的粪便分解出大量的含有硫化氢、二氧化碳、酚类、胺类和甲烷等物质的气体，这些气体会产生恶臭的味道污染环境，导致动物和人的呼吸道疾病，还有可能产生病毒，高温好氧发酵设备是处理畜禽粪便等有机废弃物的一体化成套设备。工艺原理是将畜禽粪便与辅料、高温生物发酵菌混合，利用微生物的活性，对废弃物中的有机质进行生物分解、腐熟，使有机废弃物转化成有机肥原料，用于土壤改良、园林绿化，实现有机废物的资源化利用，高温好氧发酵设备包含混料部分、高温好氧发酵部分和排料部分，发酵箱内的畜禽粪便，经过高温好氧发酵后通过出料门排出。
好氧发酵是一种无害化、减容化、稳定化的污泥综合处理技术，亦称好氧堆肥技术。它是利用好氧嗜热菌、嗜热菌的作用，将污泥中有机物分解，形成一种类似腐殖质土壤的物质。代谢过程中产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，能有效杀灭病原体、卵和病毒，提高污泥肥分。污泥发酵成品利用途径主要有：农田利用、林地利用、园林绿化利用、废弃矿场的土地修复、垃圾填埋场的覆盖土等，由于污泥农用与人类食物链，所以污泥发酵后的产品应限制农用。好氧发酵技术以其低投资、低运行费用的特点受到人们的关注，适用范围广阔。
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