7.2 堆肥化基本概念及发展过程在线视频

大家好今天我们继续学习堆肥处理技术

我们来看堆肥处理的基本概念和它的发展历程

首先看堆肥处理的基本概念

堆肥化是依靠自然界广泛分布的微生物

有控制地促进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

堆肥化制得的产物我们称为堆肥

它是一种腐殖质含量很高的疏松物质

也称为“腐殖土”

堆肥可以处理的废物包括

庭院垃圾 有机生活垃圾 有机剩余污泥以及

农业废弃物等等

堆肥的分类

如果我们按照物料的运动形式可以分为

静态发酵和动态发酵

按照堆制过程当中微生物的需氧程度

可以分为好氧堆肥和厌氧堆肥

按照堆肥的堆制方式

可以分为野积式堆肥和装置式堆肥

按照堆肥原料是不是在一个发酵装置当中

完成整个生物降解的全过程

分为一次性堆肥和二次性堆肥

我们最常用的分类方法是分为

好氧堆肥和厌氧堆肥

就是说按照微生物的需氧程度来分

那么我们来看好氧堆肥和厌氧堆肥的概念

好氧堆肥是在有氧存在条件下

好氧微生物对废物当中的有机物

进行分解转化的过程

它最终的产物是CO2 H2O 腐殖质

并且放出热量

那么好氧堆肥一般可以达到的堆温比较高

可以达到50~60 ℃

具有发酵周期短

无害化程度高

易于操作等特点

被广泛的采用

好氧堆肥也称为高温快速堆肥

厌氧堆肥是在无氧存在的条件下

利用厌氧微生物

对废物当中的有机物进行分解转化的过程

它的最终产物是CO2 CH4 腐殖质

同时放出热量

那么厌氧堆肥它的温度比较低

工艺比较简单

但是它的堆制的周期比较长

一般来说需要3～12个月

而且异味比较浓烈

有机物分解也不是很充分

我们一般所讲的堆肥化都是指的是好氧堆肥化

欧洲一些国家甚至对堆肥化的概念进行了统一

他们认为堆肥是指在有控制的条件下

微生物对固体和半固体有机物的好氧中温

或者是高温分解

并产生稳定腐殖质的过程

而实际上好氧和厌氧是相对的

因为在堆肥的过程当中

有的时候颗粒并不是很均匀

有的堆肥颗粒可能会比较大

那么在这个好氧堆肥的过程当中

不可避免地会存在一定的厌氧发酵的现象

我们国家对于堆肥的理解是这样的

就是说

我们实际上有好多的是采用的简易的堆肥技术

而这种堆肥技术实际上

是建立在厌氧条件下的发酵过程

那么它的特点是投资和运行成本比较低

普适性比较强

那么在我们国家一些经济欠发达地区

用的比较多

得到的产品质量可能会比较低

肥效比较差

那么在经济比较发达的地区

一般还是推行好氧堆肥技术

那么需要对原料进行严格的分选

进行强制的通风和机械化的搅拌

而后设备要求也比较高

能耗也比较大

建设和运行费用比较高

但是肥效比较好发酵周期比较短

而且就是可以进一步制成颗粒肥

下面我们来看一下堆肥它的发展历程

最早关于堆肥文字的记载是圣经

那么到了1920年

英国人Howard在印度

把落叶 秸秆 垃圾 人畜粪便在土坑里

堆成1.5米高的土堆

隔数月翻堆一两次

那么六个月后完成了厌氧发酵

这个方法我们把它称为印多尔法

到了1925年

Bangalore改进了印多尔法

他把固体废物和人畜粪便分层交替堆积

而且增加了翻堆次数

这样的话就缩短了厌氧发酵周期

这种方法在印度、德国、英国、美国等地

被广泛的采用

后来又有人对 Bangalore法进行了改进

它是将产生的渗滤液进行循环使用

并在堆体内插入管子来供给氧气

进一步缩短了发酵时间

以上这几种方法都是采用的厌氧发酵

发酵周期比较长

有机物分解也不太完全

而且容易产生恶臭

到了1933年

在丹麦出现了Dano滚筒堆肥工艺

标志着连续性机械化堆肥的开端

那么这种方法

是用卧式的发酵滚筒来进行好氧发酵

发酵周期可以缩短到3～4天

这种方法在欧洲、日本得到了广泛应用

到了1939年

美国人 Thomas发明了立式多段发酵塔

使这个物料在塔中从上至下逐层移动

而且加强了通风和搅拌

发酵温度比较高

发酵周期比较短

这种方法在许多国家得到了广泛的应用

Thomas方法的问世

使快速堆肥取得了迅速的发展

至此

堆肥化技术

已经初步形成了现代化生产方式和规模

在城市固体废物的治理上起到了重要的作用

那么在整个堆肥化技术的发展过程当中

也曾出现了低谷

20世纪70年代中期

日本的许多堆肥厂倒闭了

究其原因主要是因为二次世界大战之后

日本的工业化高度发展

将产生的大量的有毒化学物质和高分子有机物

带入城市垃圾当中进行堆肥

严重的影响了堆肥产品的质量

另一方面

美国的堆肥化产品也在相当一段时间内

因为销路不好而使堆肥技术发展缓慢

堆肥化技术发展缓慢的原因我们来分析一下

第一个就是有效肥料它的成分含量比较低

对于垃圾堆肥来讲得到的堆肥产品当中

氮的含量大概是0.5%～1.0%

磷的含量是0.3～0.7%

钾的含量大概是0.3～0.6％

有效肥分的含量比较低无法与化肥竞争

第二个就是堆肥它属于缓效性的肥料

它的主要作用

在于保持地力和提高农产品的质量

但是在增产的方面不如化肥

再一个方面就是说

在堆肥的颗粒当中可能含有

一定数量的碎玻璃 金属 废塑料等等杂物

那么在施用的时候可能造成田间操作困难

再一个堆肥当中

有时可能会存在未被杀灭的病原微生物

这样的话施用之后

可能会对作物产生致病的作用

另一个就是会有一些难降解的有害物质

比如说PCB或者是重金属存在于堆肥当中

可能会造成对作物 土壤和地下水的污染

还有一个就是说

如果我们施用发酵不完全的未腐熟的堆肥

那么残余的有机物会在土壤中进一步的分解

会造成植物的根部缺氧

导致减产或者是更严重的危害

再一个就是堆肥它的减量化效果不高

所以需要比较大的堆存的场地

和比较高的运输的费用

最后一个方面

就是堆肥产品在施用的时候工作量比较大

而且异味比较明显

跟我们现代化农业的需要有一定的距离

所以这是造成堆肥技术发展缓慢的原因

到了80年代后期

随着固体废物产生量的增大

各国都面临着填埋处置场地不足

填埋场址选址困难的问题

而且

一些像日本、瑞士、瑞典等等面积狭小的国家

他们采用焚烧的处理

但是因为投资和运行成本比较高

而且有二次污染的问题比较受人们的关注

所以到了90年代

堆肥又重新出现回升的趋势

重新受到重视

那么表现在

一方面堆肥相应的技术和设备

得到了进一步的开发和利用

再一个就是

废物的破碎和分选技术进一步的这个改进

还有就是关于这个

对堆肥产品进行进一步的改进

比如说制成新兴的颗粒肥

还有可以加一些必要的肥料的成分

提高产品的质量

促进堆肥化产品的商品化

这是整个世界范围内的情况

那么从我们国家来看

我们国家堆肥的历史也比较长

从最开始的农家肥起步

到后来的大规模的处理城市生活垃圾

初期是进行露天的堆积

进行厌氧或者是自然的发酵

发酵周期比较长

产品腐熟度和均匀性都比较差

后来我们国家

在六五 七五 八五攻关期间

都设立了堆肥化技术

和专用的设备的研发的课题

尤其是在七五期间

有关垃圾处置的项目当中

堆肥技术占了42％

那么到了90年代

在北京 上海 杭州 天津 重庆 无锡

等城市都开始使用了机械化连续堆肥生产技术

那么堆肥产品的质量 运行操作的可控性

环境指标都达到了一定的水平

此外

还开发了一些机械化程度比较低

但是实用性比较强的简易的堆肥技术

构成了高 中 低三个技术层次的分布格局

而且在基础研究方面也取得了很好的效果

我国是农业大国

仍有许多贫瘠的土地

需施用大量的有机肥料来进行改良

因此堆肥在我们国家有着广泛的前景

农田 果园是最大的堆肥用户

城市园林、绿化也有施用堆肥的潜力

但是我们国家目前仍存在着

肥效比较低 杂物比较多 销售市场比较小的问题

而且农民对堆肥所带来的长久的效益

还缺乏深入的理解

还缺乏完整的堆肥化质量

控制和检验的程序和标准

因此我们需要在技术上进行创新

在政策上进行扶持

在技术上

我们要解决堆肥原料的分选和产品精制的问题

比如说来制有机颗粒肥等等

那么在政策上

我们要制定堆肥化产品的经济保护政策

提倡和鼓励农民施用有机肥来扩大市场

因此我们说堆肥技术在我们国家

还是有比较广泛的应用前景

这节课就讲到这里

谢谢大家