處置農村易腐垃圾的三種技術方法對比研究
——兼論“垃圾分類+廁所革命”后續物的協同處置

李 岳 魏垂敬

（1.徐州經濟技術開發區應急管理局，江蘇 徐州 221132；2.江蘇省沛縣中等專業學校，江蘇 沛縣 221699）

垃圾分類的后續物易腐垃圾，廁所革命的后續物廁所糞污，二者的協同處置，是加快農村人居環境整治提升的重要內容。各地作了多種有益嘗試和探索，主要有三種技術方法：陽光房好氧發酵法單一處置易腐垃圾，機器加熱好氧發酵法單一處置易腐垃圾，雙池循環厭氧發酵法協同處置“垃圾分類+廁所革命”后續可生化物。本文將三種技術及相應的設施對比研究分析，提出雙池循環厭氧發酵法是解決農村“易腐垃圾+廁所糞污”的特優化方法的觀點，供各地選擇低成本、生態化、實用化的技術路徑，避免再走彎路。

本文的采樣數據來自于黃淮海地區，在緯度上處于全國南北的中間地帶，比較具有代表性。

1 陽光房好氧發酵法——三倉陽光堆肥房設施

1.1 主要設施

三倉陽光堆肥房，每倉容積27m3，三倉總計81m3。包括擠壓、粉碎、傳輸、攪拌等設備，造價30萬元。因為攪拌裝置只能夠攪拌0.6m高的易腐垃圾，所以每倉處置量只有5.4m3。房頂采用透明玻璃，經陽光照射，給倉內自然增溫。

1.2 工作原理和操作流程

工作原理。利用陽光房的三倉，進行序批式填料，堆肥好氧發酵。

操作流程。機器擠壓水分→機器粉碎→機器傳輸→堆漚好氧發酵→機器翻攪→三倉循環→第30天出料。

1.3 具體操作過程分析

物料含水率50%-60%，為好氧發酵的最佳條件。西瓜皮、蘿卜皮、白菜幫等易腐垃圾含水率在90%以上，進料前，需要對其機器擠壓，擠壓出大約1/2的水分，否則，將會嚴重阻礙好氧發酵。之后，需要機器粉碎，讓易腐垃圾變為較小顆粒，易于發酵分解。然后通過傳輸裝置進入陽光房的第一倉。當第一倉將滿時（5.4m3，折合：未脫水前的原生易腐垃圾處置量大約10噸），使用電動螺旋傳動裝置將物料傳輸至第二倉，繼續發酵。第一倉和第二倉都配有攪拌裝置，根據發酵情況適時攪拌，利于供氧，利于好氧菌與新進物料的充分接觸。過一段時間再傳至第三倉，至完全腐熟進行出料。因為三倉頂部透明玻璃、陽光照射的溫室效應，三倉溫度較高，腐熟周期從進料到出料大約30天（出料30天后尚需露天堆漚若干天，以達到完全腐熟）。因為是三倉循環，30天后，每10天出料一次，折合30天處置30噸易腐垃圾，即全年處置365噸易腐垃圾。

但是，三倉陽光堆肥房完成堆肥的過程，只是完成工程量的一半。另一半則是壓濾液的處理。擠壓出50%的壓濾液，需用罐車運送至污水處理廠處理，壓濾液的運費加上處理費，為100元/噸。全年的易腐垃圾365噸，含固率如果計為10%，壓濾液則為164.25噸，全年壓濾液處理費用則為16425元。

擠壓、粉碎、傳輸、攪拌，加上冬春需用電增溫，平均每天用電30度左右。每天1噸易腐垃圾的進料量，三個人同時進行操作，擠壓、粉碎的環節大約需要3個小時。

三倉陽光堆肥房容易滋生大量蠅蛆，散發惡臭氣味。如果噴灑農藥解決蠅蛆問題，又導致農藥污染。臭氣難以收集和去除，污染空氣。壓濾液運送至污水處理廠處理，增加成本。擠壓、粉碎、傳輸、攪拌、增溫等用電和人工成本較高?？傮w上，三倉陽光堆肥房較難解決的問題是蒼蠅、臭氣和污水問題。該設施不可兼顧處置水沖廁所糞污，因水沖廁所糞污含水率太高。

圖1 沛縣五段鎮高莊村雙池循環厭氧發酵設施陽面圖（左為進料粉碎房，右為渣液分離、晾曬干化房）

圖2 沛縣五段鎮高莊村雙池循環厭氧發酵設施陰面圖（圖左下側為兩座地下式厭氧發酵池）

圖3 易腐垃圾經機器粉碎后填入厭氧發酵池進料口

2 機器加熱好氧發酵法——機器加熱堆肥倉設施

2.1 主要設施

部分經濟條件較好的地區處置農村易腐垃圾，采用機器加熱好氧堆肥倉技術。該機器設備30萬元，不包括與機器配套的房屋等造價。該堆肥倉容積1m3，配有物料提升、攪拌、加熱、排氣等裝置。

2.2 工作原理和操作流程

工作原理。在物料中加入好氧微生物發酵菌劑，采用機器加熱好氧堆肥，達到腐熟。

操作流程。機器提升進倉→機器翻攪→持續加熱好氧發酵→4天后的24小時停止進料→第5天出料（折合進料量0.8噸）。該設施折合全年處置量58.4噸。

2.3 具體操作過程分析

每天填進易腐垃圾0.2噸左右，4天腐熟，第5天出料，即間隔5天出肥一次。出料前的24小時不得再填入新料（否則不能夠腐熟）。預留1/4的底料作為下一周期的菌種。機器每攪拌20min，停歇20min，但加熱始終持續進行，溫度保持在60-70℃。自2017年12月18日至2018年9月18日，該設施總計用電量30799度，平均每天用電110度。

因機器持續加熱、消耗水分，所以整個過程幾乎不產生污水。但產生大量臭氣和蒼蠅。臭氣通過管道排往室外的空氣中。機器所在的操作室內，滋生大量蒼蠅，需要噴灑滅蠅藥。該設施不可兼顧處置水沖廁所糞污，因水沖廁所糞污含水率太高。

3 雙池循環厭氧發酵法——兩座厭氧發酵池設施

3.1 主要設施

江蘇省沛縣以行政村為單位（或者緊鄰的行政村聯合），建設兩座地下濕式厭氧發酵池，雙池循環用來發酵“易腐垃圾+廁所糞污”。一般每池50m3（主要根據常住人口設計池容量），兩座總計100m3，計算粉碎機、進料房等設施在內，總造價30萬元左右。2017年以來，此類設施，陸續在沛縣全縣18個鎮（街道、場）的多個行政村建成并成功運行。

3.2 工作原理和操作流程

工作原理：易腐垃圾進入厭氧發酵池，在斷絕與空氣接觸的條件下，通過厭氧菌的代謝活動對易腐垃圾進行發酵分解，產生沼氣和沼渣、沼液。

操作流程。易腐垃圾經機器粉碎直接進池→自然厭氧發酵→產生沼氣、沼渣、沼液→出料。

3.3 具體操作過程分析

由發酵池管理員操作，將易腐垃圾通過機器粉碎，填入池內。實行雙池循環發酵：當1號池填滿料時（折合處置原生易腐垃圾42.5噸，50m3的池子需要預留七八個立方米的空間用作儲存沼氣），時間已過去1個月，繼而填2號池；2號池填滿時，1號池已充分發酵2個月進而可以出料，如此循環往復，即：以后的每個月都可以對其中的一座進行清料。地下池因為有地溫，保溫效果好，冬春季節可以發酵，只是發酵速度較慢（一座池子發酵2個月，時間足夠；夏秋季1個月，足夠）。冬春季節2個月可處置85噸，夏秋季1個月可處置85噸，合計全年處置量765噸。只要設計的池容量比較大，兩座池子在冬春季能夠循環開來、達到完全厭氧發酵即可。在黃淮海及以南的農村地區，冬春不太寒冷、不需要加熱，節省電力加熱費用。

表1

所產沼氣供附近農戶生活使用。沼液、沼渣混合物經抽液泵抽至“渣液分離、晾曬干化房”（已獲批專利），節省了20元/噸的絮凝劑和機械壓濾的費用；自然分離后的沼渣用于育苗的基質，沼液用于防治小麥、蔬菜的蚜蟲和果樹紅蜘蛛，同時兼作葉面噴施肥，效果特好。充分厭氧發酵后的沼渣沼液，大腸桿菌等有害菌已被殺滅，屬于典型的、清潔型的上等有機肥。正因為如此，清料不用愁，經常有種植大戶直接抽取沼渣沼液混合物，用于澆灌果樹和蔬菜。

盡管水沖式廁所的糞污含水率高達97%以上，因兩座地下厭氧發酵池屬于濕式厭氧發酵，所以，該設施技術完全可以協同處置“易腐垃圾+水沖廁所糞污”，解決廁所革命后續物——廁所糞污的治理難題，可謂“一舉兩得”。

處置過程是微生物厭氧發酵的自然過程，無臭氣、無蒼蠅、無污水產生：臭氣已轉化為沼氣用于燒飯，厭氧發酵池因處于缺氧狀態而不產生蒼蠅，易腐垃圾的水分轉化為沼液（液態有機肥）。整個過程生態、低碳、環保，后續產物完全資源化。

4 三種處置技術路徑的對比

4.1 主要數據對比

用一覽表將陽光房好氧發酵法、機器加熱好氧發酵法和雙池循環厭氧發酵法進行對比，清楚明白。

在實際運行中，三種技術方法產生的肥料等資源，就近供農戶免費使用。在規?；B殖產生大量糞肥的大背景下，易腐垃圾轉化的肥料并不稀缺，所以在上表中對于后續產物的價值不予計算和比較。

4.2 性價比

讓我們借用經濟學中的概念“性價比”來對比三種技術路徑?！靶詢r比”是指產品的性能、配置等與其價格（造價）所形成的比率。從上表可知，在造價相同（30萬元）的情況下：

陽光房好氧發酵法，“性價比”較低，性能較低：年處置量相對小、年投資相對高、環保效果相對差；處置每噸易腐垃圾費用115.39元；不可兼顧處置水沖廁所糞污。

機器加熱好氧發酵法，“性價比”最低，性能最低：年處置量特小、年投資特高、環保效果較差；處置每噸易腐垃圾費用高達959.16元；不可兼顧處置水沖廁所糞污。

雙池循環厭氧發酵法，“性價比”較高，性能較高：年處置量大、年投資低、環保效果好；處置每噸易腐垃圾費用14.88元；可有效協同處置水沖廁所糞污。

5 結語

綜上，從年處置量、年投資、環保效果等多個角度進行綜合考量和對比，沛縣在多個鎮村實踐的雙池循環厭氧發酵法，應該是低成本、生態化、實用化三項綠色指標巧妙結合的處置技術路徑，具有較強的創新性和典型示范性，在黃淮海及以南等不太寒冷的地區具有可復制、可推廣價值。雙池循環厭氧發酵法是解決農村“易腐垃圾+廁所糞污”的特優化方法，建議因地制宜推廣。