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根据堆肥微生物对氧的需求情况可将其分为好氧堆肥和厌氧堆肥两类。
1.好氧堆肥
好氧堆肥是在通气良好,氧气充足的条件下,依靠专性和兼性好氧微生物的生命活动,使有机物得以降解的生化过程。好氧堆肥具有对有机物分解速率快、降解彻底、堆肥周期短的特点。一般一次发酵在4~12d,二次发酵在10~30d便可完成。由于好氧堆肥温度高,可以灭活病原体、虫卵和垃圾中的植物种子,使堆肥达到无害化。此外,好氧堆肥的环境条件好,不会产生难闻的臭气。
目前采用的堆肥工艺一般均为好氧堆肥。但由于好氧堆肥必须维持一定的氧浓度,因此运转费用较高。
2. 厌氧堆肥
厌氧堆肥是依赖专性和兼性厌氧细菌的作用以降解有机物的过程。厌氧堆肥的特点是工艺简单。通过堆肥自然发酵分解有机物,不必由外界提供能量,因而运转费用低。若对所产生的甲烷处理得当,还有加以利用的可能。但是厌氧堆肥具有周期长(一般需3~6个月)、易产生恶臭且占地面积大等特点。因此,厌氧堆肥不适合大面积推广应用。
按要求的温度范围分类:
若按堆肥工艺所要求的温度范围分类,则有中温堆肥和高温堆肥两种。
1.中温堆肥
一般系指中温好氧堆肥,所需温度为15~45℃。由于温度较低,不能有效杀灭病原菌,因此,目前中温堆肥较少采用。
2.高温堆肥
好氧堆肥所产生的高温一般在50~65℃,极限可达80~90℃,能有效地杀灭病原菌,且温度越高,令人生厌的臭气产生量越少。因此高温堆肥已为各国所共识,采用较多。
影响堆肥的化学因素:
1.碳氮比
堆肥过程理想的C/N在30∶1左右
当C/N<20∶1时,氮将过剩,并以氨气的形式释放,发出难闻的气味
而C/N高,将导致氮的不足,影响微生物的增长,使堆肥温度下降,有机物分解代谢的速率减慢。
当C/N超过40时,应通过补加氮素材料(含氮较多的物质)的方法来调整C/N,家禽粪便、肉食品加工废弃物、污泥均可。一般认为,有机垃圾作为堆肥原料时,最佳C/N在(25~35)∶1
2.氧气
通风供氧是堆肥成功与否的关键因素之一,特别是餐厨垃圾有机物含量高,对堆肥过程中的通风供氧有较高要求。在机械堆肥系统中,要求至少有50%的氧渗入到堆肥各部分,以满足微生物氧化分解的要求。
堆肥过程中合适的氧浓度为18%,一旦低于8%,氧将成为好氧堆肥中微生物生命活动的限制因素,容易使堆肥发生厌氧作用而产生恶臭。为了保证氧的传输和传质作用,餐厨垃圾堆肥时应考虑到其易结团的特性,需加入一定量的填充料(木屑、秸秆等)
从理论上讲,堆肥过程中的需氧量取决于碳被氧化的量。然而堆肥过程中,只是易分解的物质被微生物利用合成新的细胞,同时,为合成新的细胞提供能量,而一部分纤维素和木质素并不能全部被微生物分解,仍然保留在堆肥成品中。
3 pH值
微生物的降解活动需要一个微酸性或中性的环境条件,最佳的pH值为5.5~8.5。当细菌和真菌消化有机物质时,将释放出有机酸,在堆肥的最初阶段,这些酸性物质会积累。pH值的下降刺激真菌的生长,并分解木质素和纤维素,通常有机酸在堆肥过程中会进一步分解。
如果系统变成厌氧,将使pH值降至4.5,会严重限制微生物的活性。通过曝气可使pH值回升到正常的区域。一般认为堆肥的pH值在7.5~8.5时,可获得最大堆肥速率。
影响堆肥的物理因素:
1.温度
不同的堆肥工艺可能达到不同的堆温。在封闭堆肥系统中,堆肥过程达到的温度可以最高,静态垛系统能够达到的温度则最低,且温度分布不均匀,堆层的中心偏高而表层的温度较低。
关于最佳的堆肥温度还有一些不同的意见,一般认为最佳温度在50~60℃之间,高温菌对有机物的降解效率高于中温菌,快速、高温、好氧堆肥正是利用了这一点。
2.颗粒尺寸
由于微生物通常在有机颗粒的表面活动,因而降低颗粒物尺寸,增加其表面积,将有效促进微生物的活动并加快堆肥速度。同时,若颗粒太细,又会阻碍堆层中空气的流动,减少堆层中可利用的氧量,反过来将会减缓微生物的生存活性。
一般来说,适宜的粒径范围是12~60mm。
3.含水率
堆肥原料的最佳含水率与有机物百分含量正相关,通常在45%~60%,当含水率小于30%时将影响微生物的繁殖,有机物分解过程迟缓;太高也会降低堆肥速度,导致厌氧分解并产生臭气以及营养物质的沥出。
若含水率超过60%,水就会挤走空气,垃圾颗粒间空隙将为水分所充满,堆肥原料呈致密状态,堆肥就会向厌氧方向发展,此时应加强通风。
若含水率小于12%,微生物将停止活动。一般来说,含水率低于40%时,应加水调节。餐厨垃圾的含水率较高,在80%~90%,因此在堆肥前必须进行水分调节,降低含水率到60%左右,一般采用离心机进行脱水。
对于含水率,试验证明:极限含水率的60%~80%是堆肥原料进行生物代谢的适宜含水率。
四、行业格局
从行业竞争栺局来看,由于餐厨垃圾处理在我国还处于起步阶段,目前行业较为分散,还没有公认的标准工艺,处于多种工艺并存、竞争収展的阶段。
迚入该行业的企业背景也较为多元,有原来就主做有机废弃物处理的企业、有做生活垃圾处理的企业、有做垃圾渗滤液处理的企业等,哪家企业能率先成功建成示范工程、稳定运营、形成良好的商业模式,将对其所用工艺成为行业标准工艺起到关键的推动作用,从而有望快速抢占市场,成为行业龙头。
国内主要的餐余垃圾处理企业有山东十方、普拉克、青岛天人、江苏洁净环境、宁波开成生态、桑德环境、维尔利、甘肃驰奈生物、青海洁神环能、伟明环保、东江环保等。
维尔利:分拣+处理+渗滤液的布局,餐厨垃圾二次创业,西安中标打开 BOT 项目异地市场,最早是一家专业从事生活垃圾渗滤液处理的省级高新技术企业,并与 2011 年登陆创业板。公司技术源于德国“MBR+纳滤”工艺,是国内渗滤液处理龙头企业,市占率超过 60%。作为我国垃圾渗滤液和餐厨垃圾处理唯一上市标的。
公司于 2014 年以现金及非公开发行股份方式购买杭能环境 100% 股权。杭能环境拥有国内先进的厌氧发酵技术,是沼气行业领军企业。杭能环境与公司餐厨垃圾处理能在技术上起到协同作用。
该股发行价格为58.5元/股,对应市盈率为69.64倍。主业持续向好,但估值偏贵。
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