有機肥生產(chǎn)廠污染分析與控制對策

何 洪 李 瑜

摘要介紹了生產(chǎn)有機肥的主要方法,分析了有機肥生產(chǎn)廠的污染問題,并闡述了有機肥生產(chǎn)廠污染控制對策和意義。

關(guān)鍵詞有機肥生產(chǎn);污染;控制

中圖分類號X506文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)14-0251-02

隨著人們生活水平的提高以及環(huán)保意識、保健意識的不斷增強,人們對環(huán)境條件和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提出了新的更高要求。而改良土壤、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)最直接最根本的途徑是多使用有機肥和有機復(fù)混肥,這使得有機肥料的需求量越來越大,促進了有機肥料的生產(chǎn)發(fā)展。目前在全國各地已涌現(xiàn)出一大批利用畜禽糞便或城市污泥生產(chǎn)有機肥料的企業(yè),使有機廢物在資源化、產(chǎn)業(yè)化方面形成了良好的發(fā)展態(tài)勢。但部分有機肥生產(chǎn)廠在生產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生惡臭、粉塵等污染物,對周邊環(huán)境造成危害,并引起周邊百姓或單位的不滿等,如果這些問題不能得到妥善解決,將成為限制有機肥產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。

1有機肥生產(chǎn)廠污染分析

1.1利用畜禽糞便或城市污泥生產(chǎn)有機肥的主要方法

畜禽糞便或城市污泥工廠化處理生產(chǎn)有機肥在我國起步較晚,最早畜禽糞便以直接晾曬模式、烘干雞糞模式為主;而城市污泥生產(chǎn)有機肥處于研究、實驗階段。近幾年,國內(nèi)一些科學(xué)院所和企業(yè)在引進國外工藝和菌種基礎(chǔ)上,研究、開發(fā)了利用畜禽糞便生產(chǎn)有機肥多種方法,主要有:烘干法、水解處理法、加各種菌劑發(fā)酵法和利用禽畜糞便處理設(shè)備生產(chǎn)有機肥法。利用城市污泥生產(chǎn)有機肥的主要方法是加菌劑發(fā)酵法。

1.2有機肥生產(chǎn)工藝簡介

(1)烘干法。畜禽糞便經(jīng)螺旋擠壓輸送到旋轉(zhuǎn)的烘干筒,然后用熱風爐向筒中輸進高溫熱風,使糞便迅速干燥。

(2)水解處理法。首先將畜禽糞便裝進發(fā)酵罐中,然后向盛裝糞便的密封發(fā)酵罐中通入熱蒸氣,在高溫及加壓下,使糞便迅速分解,再通過設(shè)備或自然晾曬干燥后裝袋。

(3)加各種菌劑發(fā)酵法。加各種菌劑發(fā)酵法主要包括條垛式堆腐法、棚式發(fā)酵法、圓筒發(fā)酵法和塔式發(fā)酵法。①條垛式堆腐法。首先將畜禽糞便(或城市污泥)與發(fā)酵菌劑、發(fā)酵用的各種輔料混合均勻,調(diào)節(jié)碳氮比和水分,然后在發(fā)酵車間水泥地上將混合后的畜禽糞便推成長條、同時向堆中均勻埋入通氣管道或秸稈捆用于通氣,以利于發(fā)酵,發(fā)酵完畢篩選裝袋。②棚式發(fā)酵法。棚式發(fā)酵多用于雞糞的處理。首先將收集到的畜禽糞便送進發(fā)酵大棚中鋪平,當厚度達到約40cm時,拌入微生物發(fā)酵菌劑和各種發(fā)酵輔料進行發(fā)酵,發(fā)酵過程要適當開動翻拋機,使畜禽糞便充分發(fā)酵、脫臭,最后經(jīng)晾曬后裝袋銷售。③圓筒發(fā)酵法。將新鮮雞糞拌入粉碎后的作物秸稈和微生物發(fā)酵菌劑,混合均勻、調(diào)節(jié)水分后,裝入橫放的攪拌釜式的大圓筒內(nèi),再充入40~45℃熱蒸氣或熱空氣,物料在筒內(nèi)經(jīng)過8~10h發(fā)酵后,再加溫到80℃,持續(xù)1h以上即可出產(chǎn)品。④塔式發(fā)酵法。首先將畜禽糞便與發(fā)酵菌劑、發(fā)酵用的各種輔料混合均勻后,用皮帶或料斗設(shè)備提升到塔式多層的發(fā)酵倉內(nèi),物料在塔內(nèi)經(jīng)過翻板的翻動逐層下落和通氣,迅速發(fā)酵、除臭、脫水,干燥后形成商品有機肥。

(4)禽畜糞便處理設(shè)備生產(chǎn)有機肥法。把畜禽糞便與各種輔料按規(guī)定的比例送入混合攪拌機進行混合攪拌,然后通過螺旋輸送機送進機械加壓混煉機內(nèi)加壓、混煉,使該機體內(nèi)的混合物料溫度快速升高,殺死或抑制低溫菌,殺死蛔蟲卵,為高溫菌發(fā)酵創(chuàng)造適宜條件,再通過粉碎機粉碎、松散后,送到堆置場堆放8~10d,即可成為有機肥。

1.3污染工序及污染問題

每一個有機肥料生產(chǎn)廠都是根據(jù)當?shù)刭Y源情況來確定原料的,通常有機肥生產(chǎn)的主要原材料是畜禽糞便、城市污泥、草炭和作物秸稈等。原料的不同、生產(chǎn)工藝的差異使得有機肥料生產(chǎn)廠主要污染工序和污染物有所不同。

(1)以草炭為原料的有機肥生產(chǎn)廠。主要污染工序是草炭粉碎和篩選過程。污染物有草炭在粉碎和篩選過程產(chǎn)生的粉塵、粉碎機和篩選設(shè)備運行時產(chǎn)生的噪聲和職工日常生活廢水、垃圾。

(2)以粉碎的作物秸稈為原料的有機肥生產(chǎn)廠。主要污染工序是秸稈粉碎和堆肥過程。污染物有秸稈在粉碎過程產(chǎn)生的粉塵、堆肥過程產(chǎn)生氨氣、粉碎機運行時產(chǎn)生的噪聲和職工日常生活廢水、垃圾。

(3)以城市污泥為原料的有機肥生產(chǎn)廠。主要污染工序是好氧堆肥和篩選過程。污染物有堆肥過程產(chǎn)生的臭氣、陳化篩選和分級篩選過程產(chǎn)生的粉塵、篩選設(shè)備運行時產(chǎn)生的噪聲和職工日常生活廢水、垃圾。

(4)以畜禽糞便為原料的有機肥料生產(chǎn)。方法較多,有的工藝單一、有的工藝比較復(fù)雜,因此主要污染工序、污染物也不相同。具體情況如下:①烘干法。該方法生產(chǎn)有機肥的主要污染工序是雞糞在烘干筒中烘干過程。污染物是烘干過程產(chǎn)生的惡臭氣體和職工日常生活廢水、垃圾,而烘干用的熱風爐是否對環(huán)境造成污染要根據(jù)具體情況分析。②水解處理法。水解處理法的主要污染工序是有機肥清罐、干燥過程。污染物是清罐、干燥過程產(chǎn)生的惡臭氣體和職工日常生活廢水、垃圾,而蒸汽爐是否對環(huán)境造成污染要根據(jù)具體情況分析。③條垛式堆腐法和棚式發(fā)酵法。這2種主要污染工序是堆放、發(fā)酵過程和輔料粉碎過程。污染物有堆放、發(fā)酵過程產(chǎn)生的臭氣,輔料粉碎過程產(chǎn)生的粉塵和職工日常生活廢水、垃圾。④圓筒發(fā)酵法。缺點是發(fā)酵不充分,主要污染工序是二次發(fā)酵和輔料粉碎過程。污染物有二次發(fā)酵過程產(chǎn)生的臭氣、輔料粉碎過程產(chǎn)生的粉塵和職工日常生活廢水、垃圾。生產(chǎn)用的熱風爐或蒸汽爐是否對環(huán)境造成污染要根據(jù)具體情況分析。⑤塔式發(fā)酵法和禽畜糞便處理設(shè)備生產(chǎn)有機肥法。主要污染工序是物料堆放、發(fā)酵過程和輔料粉碎過程。污染物有發(fā)酵過程產(chǎn)生的臭氣,輔料粉碎過程產(chǎn)生的粉塵和職工日常生活廢水、垃圾。

有機肥生產(chǎn)廠產(chǎn)生污染物環(huán)節(jié)不單單在加工過程,不少生產(chǎn)廠在備料階段就有污染物產(chǎn)生,特別是那些需要從畜禽飼養(yǎng)場收集畜禽糞便的有機肥料生產(chǎn)廠,在原料收集、運輸、暫存過程就會產(chǎn)生臭氣,招來蚊蠅。出現(xiàn)這種情況原因有2個:一個是畜禽糞便中含有大量的有機質(zhì)和較多的氮磷鉀養(yǎng)分,在排出畜禽體外后會迅速發(fā)酵,產(chǎn)生硫化氫、氨、胺類、揮發(fā)性有機酸等惡臭物質(zhì),特別是其中氨的揮發(fā)在畜禽糞便排放當天就會產(chǎn)生,在畜禽糞便氨的揮發(fā)過程中,除馬糞的氨揮發(fā)量極低且沒有揮發(fā)高峰外,其余畜禽糞便的氨揮發(fā)高峰期一般在2d內(nèi)即可達到,其中只有豬糞稍晚至4~6d到達。另一個是有機肥生產(chǎn)廠為保證原料的充足和生產(chǎn)的連續(xù)性,將收集的大量畜禽糞便存放在庫房或暫存場沒有及時處理引起的。

2控制對策

2.1惡臭的控制

畜禽糞便、城市污泥、作物秸稈扽等有機物料是有機肥料加工的主要原料,這些原料都不可避免地產(chǎn)生一些惡臭,建立新的有機肥料廠時,首先應(yīng)注意廠址的選擇。廠址應(yīng)距離居民集中區(qū)、工業(yè)區(qū)有一定的距離,在滿足有關(guān)規(guī)定的前提下盡可能縮短與畜禽飼養(yǎng)場的距離。其次要確保發(fā)酵過程中有益微生物存活的適宜溫度和參數(shù)、注意微生物菌劑的篩選。最后選擇適當脫臭技術(shù)減少有機原料存放和發(fā)酵過程中的惡臭濃度。脫臭方法主要有吸收(洗滌)、凝聚、吸附、氧化以及化學(xué)或生物法等。

(1)液體洗滌。將有機肥料加工過程產(chǎn)生的惡臭氣體通過液體,使氣體溶解于液體之中。最普通的溶劑是水,結(jié)合采用化學(xué)氧化劑如高錳酸鉀(KMnO4)、次氯酸鈉(NaOCl)、氫氧化鈣〔Ca(OH)2﹞或氫氧化鈉(NaOH)以及各種酸,效果更好。

(2)吸附法。吸附是惡臭氣體與強吸附性物質(zhì)接觸,這些物質(zhì)可吸附并減少惡臭氣體。有機肥料廠常用的吸附物質(zhì)有沸石、草炭、過磷酸鈣、碎木屑和活性炭等。①在運輸、暫存時將草炭、碎木屑等吸附物質(zhì)鋪在原料堆(畜禽糞便、城市污泥)表面,吸附原料運輸、存放時產(chǎn)生的臭氣。②在有機肥料發(fā)酵的原料中拌入一定的沸石、草炭、過磷酸鈣或碎木屑,吸附發(fā)酵過程產(chǎn)生的氨氣、硫化氫等惡臭氣體。這2種方法不僅大大降低了惡臭氣體濃度,而且還減少了有機原料養(yǎng)分的損失。③讓惡臭氣體流過吸附能力強的物質(zhì)層,利用吸附物質(zhì)的強吸附性除掉惡臭氣體。構(gòu)成惡臭氣體的成分無論是無機物還是有機物,活性炭都能有效地進行處理,是一種很好的吸附物質(zhì)。

2.2粉塵控制

粉碎、篩選時,最容易產(chǎn)生粉塵,應(yīng)在封閉的發(fā)酵倉或室內(nèi)進行。密閉容器應(yīng)備有空氣收集和顆?？刂圃O(shè)備、濕式滌氣器或纖維過濾器。

2.3蒼蠅的控制

禽畜糞便等有機肥料加工原料容易招來蒼蠅,污染環(huán)境,傳播病蟲害。主要防治措施有以下幾點:

(1)防止敞開堆放有機料原料。有機原料來廠后要直接進入發(fā)酵設(shè)施或處理設(shè)備中進行加工,沒有及時加工的少部分原料應(yīng)集中起來,用塑料布蓋上使其密封;確需暫存的原料要送進庫房或暫存場存放。

(2)要保持干凈的環(huán)境衛(wèi)生。一方面,從源頭采取措施,對運輸設(shè)備進行加固,減少糞便的遺漏;另一方面,糞便等有機原料遺漏后應(yīng)及時清理干凈。

(3)及時噴藥,消滅蒼蠅。

3結(jié)論

有機肥料生產(chǎn)廠產(chǎn)生污染物種類、濃度與其選用的有機肥料加工原料、采用的生產(chǎn)工藝有關(guān),主要污染物有臭氣、粉塵、噪聲、蚊蠅等,其中最主要的公害是臭氣和蚊蠅。因此,采用最佳的生產(chǎn)工藝、適當?shù)奈廴咎幚砑夹g(shù)和嚴格的管理,不僅能減少有機原料及其養(yǎng)分的損失、保證有機肥的質(zhì)量,還能解決臭氣、粉塵、蚊蠅等引起的環(huán)境污染問題,為有機肥料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供保障。

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