1 生活垃圾的分選
首先,在發酵之前垃圾必須要經過一個重要步驟,垃圾分選。
因為從垃圾處理和利用的角度看,未經分揀的垃圾成分相當復雜。其中有些部分是不能被發酵的。因此,必須將其分選出來。一般采用物理方式進行分選。首先,垃圾要被送到垃圾分選中心,再由傳輸機構將垃圾緩慢運送到篩選機構,用一定的方法分選出塑料和金屬垃圾,這些可以直接再利用。然后篩分出不同粒徑的垃圾,其中粒徑為15毫米以下的可以直接填埋,粒徑在80毫米以上的一般進行焚燒處理,而粒徑在15~80毫米之間的垃圾中含有大量的有機物,它們適合進行發酵處理,所以,這些垃圾將由運輸車輛運送到垃圾發酵中心,進行發酵制肥。
2 生活垃圾進行發酵制肥過程
運送到垃圾處理中心中的垃圾首先要通過一個傳送裝置,將垃圾送到相應的發酵區進行發酵。這個傳送裝置主要是由傳輸板,絞攏和耙桿組成。在這個傳送裝置的后方還連接有一個大型的傳輸帶,垃圾經過這幾部分的聯合作用下就運送到了發酵區。
生活垃圾進行發酵制肥一般要經過18周四個發酵區的處理,才能成為農業生產所用的有機肥,這四個發酵區,分別是:強制發酵區、后熟化區、最終熟化區和自然堆肥區。下面,我們來分別介紹垃圾在四個發酵區內的發酵過程。
2.1 強制發酵區
在這個發酵區里垃圾將堆放在人工控制的環境中,進行強制發酵,主要是人為控制發酵區內的含氧量,濕度,溫度,通風流量等因素,保證好氧菌迅速大量的繁殖。強制發酵區又稱為隧道窯。隧道窯是一個長27米,寬4米,高4米的長方體區域。垃圾就是在這里完成強制發酵。準備堆肥發酵的垃圾通過專門的設備均勻的輸送到隧道窯中,這個設備被稱為布料機。布料機是一個能夠自由伸縮轉動的傳輸裝置,它將垃圾從里到外均勻的布放到隧道窯內部。只有均勻的布放才能保證垃圾在隧道窯中能夠進行充分的發酵。通過隧道窯特殊的結構和裝置,可以保證垃圾發酵環境,增強垃圾發酵的效果。由于在隧道窯中進行的是相對密封的靜態發酵,為了方便了解其中的原理,我們將以圖示輔助介紹隧道窯的內部構造。
在隧道窯下方的是通風溝和爆氣孔。
通風溝:一般在隧道窯底部,沿著縱深方向分布,通風溝一方面可以利用一定裝置將外面的空氣輸送到隧道窯中,成為空氣的通道。為垃圾發酵提供足夠的氧氣。另一方面通風溝還可以收集垃圾發酵過程中產生的液體,這種液體稱為滲瀝液。滲瀝液中含有大量的微生物和有機物。
爆氣孔:是在通風溝上分布的小孔,通風溝送來的空氣通過爆氣孔吹向堆積的垃圾。使垃圾內部保持在16%以上的氧氣含量。通過控制通風流量還可以調節隧道窯中的溫度。只有這樣,才能保證好氧菌快速繁殖,使垃圾能夠充分的發酵,提高垃圾降解效率。
在隧道窯上方的是噴淋頭和溫度探頭。
噴淋頭:主要是向堆放的垃圾中噴水,保證垃圾所需要的濕度,好氧發酵時倉內垃圾的含水量應保持在40%-50%,噴淋頭噴出的水是由通風溝抽出的滲瀝液,這樣滲瀝液就被循環再使用。利用滲瀝液中含有的微生物和有機物能夠促進垃圾發酵,同時也節省了水資源,減少了污水的排放。
溫度探頭:主要是探測倉內的垃圾溫度,它能夠使工作人員方便了解倉內垃圾發酵時的溫度。垃圾堆肥時需要適宜的溫度,溫度探頭可以將隧道窯溫度數據實時傳送到控制室,由控制室來調整發酵區的溫度,控制室的情況我們將在后面進行詳細介紹。
在隧道窯的最里面還有一個裝置就是臭氣收集窗,它主要是收集垃圾在強制發酵中產生的臭氣。臭氣是一種會對環境造成污染的氣體。所以,必須要將臭氣收集起來,進行集中處理,臭氣通過臭氣收集窗經過抽氣管道進入到臭氣處理機構,這樣就減少了環境的污染。
臭氣處理機構,就是一個鋪滿潮濕松木屑的大池,因為潮濕的松木屑具有良好的吸附功能,當臭氣通過松木屑時,就可以將氣體中的有害物質吸附、過濾,這樣排放到空氣中的氣體就不會對環境造成污染。大池中的松木屑至少要一年更換一次,并且要使松木屑的厚度達到1.5米以上。這樣才能保證過濾的效果。
隧道窯中的這些設置,在垃圾發酵過程中,為好氧菌提供了快速大量繁殖所需的必要條件,提高了堆肥的效率。
垃圾在強制發酵區中需要經過兩周時間,進行發酵。發酵期間,必須有5天的時間持續保持55℃-65℃高溫,只有在這樣的高溫中才能殺死生活垃圾中的有害病菌。但是,如果發酵過程中溫度超過65℃或者高溫期超過5天時,好氧菌也會被殺死。所以要注意溫度的調整和保持,確保垃圾的有效發酵。
生活垃圾在兩周的強制發酵后,就可以解除隧道窯的相對密閉狀態。這時,我們再看隧道窯中的垃圾,可以發現,經過強制發酵后,垃圾體積明顯減少并且伴有水霧和熱氣,而且在垃圾表層上還生有白色真菌。這些現象都說明垃圾在強制發酵期間發生了一系列的生物反應,使垃圾中的一些有機物成功的被降解,產生了熱量和水蒸氣。在強制發酵區中主要是通過人工控制環境條件,讓垃圾進行高溫快速發酵。但是,經過強制發酵后,垃圾中仍殘留不少難以降解的有機質。因此就需要將垃圾運送到第二階段后熟化區進行再次發酵。
2.2 后熟化區
主要是接收強制發酵區發酵后的垃圾,后熟化區是一個敞開式的棚式廠房。在廠房的地面上設置有通風溝和爆氣孔。垃圾在這里進行的是半強制靜態發酵。所謂半強制發酵,就是只人為控制部分環境條件來幫助垃圾發酵。因為經過強制發酵后,垃圾中已經產生了足夠好氧菌生存和繁殖所需要的溫度和濕度,所以,在后熟化發酵期間,只需要人工控制垃圾中的氧氣含量,保證好氧菌正常繁殖。而溫度和濕度等條件,就主要由垃圾自然堆放產生就可以了。
后熟化區地面設有通風溝和爆氣孔。它們的作用就是向垃圾內輸送氧氣,同時收集垃圾發酵過程中產生的滲瀝液。垃圾在后熟化過程中需要3周的時間進行半強制發酵。在這期間,大部分可以發酵的有機物基本完成發酵,但還有一些不適合發酵堆肥的垃圾,需要分離。所以3周之后,就要進行垃圾的篩選。
篩選主要是為了提高垃圾后續處理的效率,保證最后生成肥料的質量。篩選是通過篩選機完成的。篩選機主要是由篩斗,傳輸帶和滾筒篩三部分組成。在這三部分的配合下完成垃圾的篩選。篩選時首先要將后熟化區的垃圾運送到篩選機的篩斗內,注意當垃圾倒入篩斗時要控制好傾倒的速度,以防由于垃圾倒入過猛造成篩斗的堵塞。緊接著垃圾就會由篩斗進入到傳輸帶上,由它將垃圾傳送到滾筒篩中進行細致的篩選。通過滾筒篩篩選出了兩種粒徑的垃圾。一種是粒徑為25毫米以上的垃圾,這種垃圾因為有機質含量不夠而不能發酵成為肥料,所以,只能運送至填埋廠進行填埋;另一種是粒徑在25毫米以下的垃圾,這些垃圾就是經過兩個發酵區處理后的產物,由滾筒篩篩出后,通過傳輸帶運送到第三個階段-最終熟化區,進行再次發酵。
2.3 最終熟化區
主要是接收后熟化區發酵后的垃圾。最終熟化區也是一個敞開式的棚式廠房。這里的工作原理和后熟化區完全相同。因為,垃圾在后熟化區發酵時并沒有進行篩選,所以,垃圾中一些無法發酵的物質就影響了垃圾的發酵效果,使垃圾在后熟化區中的發酵不能徹底完成。因此,在經過篩選剔除垃圾中無法發酵的物質后,就要在最終熟化區中對垃圾進行再次的半強制發酵。達到徹底發酵的目的。與后熟化區一樣,在最終熟化區中垃圾仍然需要人工通風,保證垃圾發酵成功。這主要是由最終熟化中的爆氣孔來輔助完成。最終熟化后垃圾還要經過一個大型的震動篩裝置完成篩選。按粒徑對垃圾再次細分,將垃圾分為17毫米-25毫米的顆粒,它由篩選裝置的右側排出。因為17毫米-25毫米之間的顆粒有機物的含量不夠高,沒有達到肥料標準,所以,不能成為農業肥料。但仍然可以作為一般環境綠化的營養土。而由震動篩左側排出就是粒徑在17毫米以下的顆粒,它們就可以成為農業生產中的肥料。在利用這些的肥料之前還要經過一段時間的自然堆放。
2.4 自然堆肥區
因為經過最終熟化區篩選出的肥料中仍然含有一些降解不完全的顆粒。將這些顆粒直接施用到農田中,可能產生大量的熱量,燒壞農作物,因此,就需要一段時間的自然堆放,堆肥的過程相當于自然漚肥的過程,這個區域就是自然堆肥區。在這里不需要任何人為控制,肥料只需要自然靜態堆放就可以了。經過10周的自然堆放后。肥料中的有機物就被充分降解了,最后成為營養豐富的利于作物吸收的有機肥。
在生活垃圾轉換成有機肥料的過程中,大部分的發酵過程都需要人為的控制,主要是為了提高垃圾轉化的效率,而所有的人為的控制操作主要是由控制室和化驗室實現的。