在农业生产中以及人们日常生活中会产生有机物垃圾,且数量庞大。随着农业生产的大规模化以及人们生活场所的集中化,有机物垃圾不便运输和填埋,存放时间久了极易产生污染,影响农业生产和影响人们的生活环境,需要对有机物垃圾尽快发酵处理,而发酵的产物可作为化肥用于农业生产,可解决农业生产需要大量化肥的问题。有机废弃物进行发酵处理制作化肥是两全其美的办法。在现有技术中,发酵方式有静态发酵和动态发酵。静态发酵是早期常用的发酵方式,其发酵周期长以及发酵过程因缺氧产生大量的有害气体,有害气体处理不当会增加操作人员中毒和污染环境的风险。动态发酵技术以发酵周期短,发酵产物无污染的优点代替静态发酵。
有机肥不仅包括狭义所指的环保无污染、无公害、废物利用的农资产品,能改变或替代化肥农药进行农业生产,还包括在现实的农业田地环境下,有机肥参与促进田地土壤和大自然循环,即参与促进田地土壤肥沃和环境自然的良性循环,所使用的肥料和抑虫及促进光合作用的技术等农业种植行为是人与农作物,农作物与大自然永续相互赎回的行为,是农业活动中农作物和所有植物剩余有机质的生态利用,其涵盖相关行业材料生态化功能化的一系列农业工程化。现有技术中的有机肥制造通常是有机废弃物在有氧条件下,通过好氧微生物(主要是好氧)的作用使有机废弃物中有机物质稳定化,并通过筛分、计量、打包成为有机肥,在堆肥过程中,可溶性有机物质深入细胞,微生物通过自身的生物代谢活动,对一部分有机物进行分解代谢,即氧化分解以获得生物生长、活动所需要的能量,把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物生长繁殖产生更多的生物体。目前行业中,有机肥制造中的好氧堆肥发酵工艺大多采用土建槽式堆肥,需要占用大面积的场地,且异味的散发难以控制,成本和制造周期很长。
当前由于对农作物秸秆、畜禽养殖粪便、农村固体生活垃圾中的有机可腐熟成分(厨余垃圾、瓜果皮和蔬菜残体)等农村有机废弃物的处理不当,造成的环境污染问题十分严重。如何将这些农村有机废弃物进行有效的处理,减轻其对环境的影响,成为一个亟待解决的问题。堆肥发酵是在一定的工艺条件下,对有机废弃物进行发酵、腐熟、降解,使之变成稳定的有机质,并利用发酵过程中产生的热量杀死有害微生物达到无害化处理的生物化学过程。
目前,随着城市化的发展和对水系环境保护越来越严格的要求,根据我国对城市建筑物的要求,大部分公共场所如生活小区、企事业单位、写字楼、商区、工厂等下面都建有化粪池。化粪池的作用一是、沉淀去除生活污水中悬浮性有机物和大颗粒杂质,以免堵塞市政管网;二是对池内沉积的有机物予以局部处理,沉淀下来的污泥经过3个月以上的厌氧消化,沉淀固体物中的部分有机物分解成稳定的无机物,易的生污泥转化为稳定的熟污泥,降低市政污水处理厂的处理负荷。根据现有化粪池的设计规定,化粪池的固废物需要定期的清掏,传统的清掏方式是通过吸粪车把化粪池的泥水一起用泵提出运送到污水处理厂进行处理,该方式不但耗费运送处理成本,而且增加了污水处理厂的处理负担。由于化粪池沉淀的固体物中富含有机质和氮磷钾等营养成分,是作为有机肥原料的上好材料。另外,随着城市绿化种植面积,城市街道环卫清洁的垃圾大部分是树木的枯枝落叶,而处理这些枯枝落叶目前基本办法是通过焚烧,没有得到充分利用。此外,餐厨垃圾的处理也是目前处理城市固体垃圾非常棘手的问题,由于餐厨垃圾中富含有机质较多、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等物质,氮、磷、钾、钙及各种微量元素等元素含量较高,但目前也没有得到充分利用。
如何有效综合利用上述城市的有机垃圾变肥为宝,是我国污染防治和经济持续发展的需要,亟待找到一种合理处理化粪池沉淀固体物方法以及处理枯枝落叶垃圾,在实现化粪池污泥减量化同时,实现城市废弃有机物的资源化已经成为现代城市急需解决的问题。
随着城市现代化、农村城市化进程加快,城乡居民生活水平的提高,城乡易腐固体有机废弃物(主要包括:生活垃圾中厨余物、餐厨垃圾、城市园林垃圾中易腐杂草树叶、农业固体废弃物中畜禽粪便、烂腐果蔬、稻麦秸秆等)的产生量与日俱增,且成分日趋复杂,危害日渐严重,已成为当今城乡的公害。以生活垃圾为例:我国目前生活垃圾仍然沿用混合收集,垃圾中以厨余物为主的有机物其量约占垃圾成分的一半以上,因其含水率高,富含适合各种微生物生长的营养成分,极易腐化发臭。若焚烧热值低烧不着,需堆放预发酵处理要产生垃圾总量10-15%恶臭渗沥液;若填埋对周边水体、土壤、大气构成严重二次污柒。可以说厨余生活垃圾深度分类回收、处理,是长期以来制约我国居民生活垃圾无害化、资源化、减量化综合处理的难点之一。再如农村畜禽养殖业由于畜禽粪便无法处理而大量排入河、沟和塘内,使得水体污染严重,严重破坏了生态环境。因而,易腐固体有机废弃物的无害化、资源化、减量化综合处理成为了急待解决的生态环境问题。
目前,国内现有的一些畜禽粪便发酵技术普遍存在着发酵,远距离运输,集中处理高成本的问题。同时因为发酵工艺落后,占地面积大,发酵过程中因发酵工艺落后造成地下水的污染和因发酵不全产生的气味,使蚊蝇滋生对周围环境产生严重影响。同时发酵生产受气候影响严重,雨雪天无常工作,冬季因低温导致设备无法处理粪便的现象。发酵时间普遍长,耗费工作人员数量多。
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