有機固體廢棄物蚯蚓堆制處理

鐘賢文

摘 要:蚯蚓能疏松土壤,增加土壤有機質(zhì)并改善結(jié)構(gòu),分泌出一種能分解蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)纖維的特殊酚,生活垃圾、活性污泥、造紙、食品工業(yè)下腳料是其食料,因此,蚯蚓能在一定程度內(nèi)清除環(huán)境污染。

敘述了有機固體廢棄物的污染狀況以及對環(huán)境造成的壓力,并從堆置處理技術(shù)、影響因素等幾方面概述了蚯蚓處理有機固體廢棄物的相關(guān)研究和成果進展。

關(guān)鍵詞:有機固體廢棄物;蚯蚓處理;影響因素

中圖分類號:X705 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1005-569X(2009)10-0018-02

1 引 言

隨著人類文明的進步、社會經(jīng)濟發(fā)展以及人口增長,各種生態(tài)系統(tǒng)分解功能的減弱,廢棄物的產(chǎn)生量劇增,大量的廢棄物釋放到環(huán)境當(dāng)中,其所帶來的污染也就越來越嚴重。據(jù)統(tǒng)計,2003年上海生活垃圾總量達645萬噸,北京年產(chǎn)400萬噸,廣州年產(chǎn)248萬噸,全國663座城市生活垃圾年產(chǎn)量己超過1.4×104萬噸,并且正以每年8%~10%的速度增長[1]。2003年我國總有機廢物排放量為(41.3~43.3)×108t,其中蘊含粗有機質(zhì)為12.27×108t,氮、磷、鉀總貯量約為8.734×107t。在這些有機固體廢棄物中,從氮、磷、鉀養(yǎng)分資源來看,占主要地位的是畜禽糞便,其氮、磷、鉀總貯量約為6.33×108t,相當(dāng)于4.93×108t尿素、1.194×109t的過磷酸鈣和3.38×108t的氯化鉀;占第二位的是城市生活垃圾;其次是農(nóng)業(yè)秸稈,其氮、磷、鉀總貯量約為9.14×107t。這種現(xiàn)象不僅造成巨大的資源浪費,而且?guī)硪幌盗械纳鷳B(tài)破壞和環(huán)境污染問題。因此,如何有效地處理日益增多的廢棄物己經(jīng)成為普遍關(guān)注的問題。

2 蚯蚓的作用

蚯蚓能疏松土壤,增加土壤有機質(zhì)并改善結(jié)構(gòu),還能促進酸性或堿性土壤變?yōu)橹行酝寥?增加磷等速效成分,使土壤適于農(nóng)作物的生長。由于蚯蚓含有豐富的蛋白質(zhì),用作畜、禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的飼料都能夠取得增產(chǎn)的效果。蚯蚓體內(nèi)可分泌出一種能分解蛋白質(zhì)、脂肪和木質(zhì)纖維的特殊酶,樹葉、稻草、畜禽糞便、生活垃圾、活性污泥和造紙、食品工業(yè)的下腳料等都可以是它的食料。蚯蚓能夠在一定程度內(nèi)消除環(huán)境污染。因此,近年來,許多國家都成立了蚯蚓養(yǎng)殖工廠,并把蚯蚓養(yǎng)殖工廠稱為“環(huán)境凈化裝置”。蚯蚓能夠吸收土壤[LL]中的汞、鉛和鎘等微量金屬,是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的大型土壤動物之一,在土壤生態(tài)系統(tǒng)中占有重要的地位。它們具有參與有機物的分解、有效養(yǎng)分的礦化與釋放、土壤穩(wěn)定性的加強等作用。

3 有機固體廢棄物蚯蚓堆制處理進展

大量生活垃圾由最初的裸露堆放轉(zhuǎn)變?yōu)榉贌⑻盥?、自然堆制和高溫堆制。常?guī)的填埋和焚燒技術(shù)不僅無法有效地對其進行處理和處置,而且浪費了其中可利用的資源。

蚯蚓是一種雜食性的環(huán)節(jié)動物,它在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有促進物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化的功能。大量的實驗研究表明,蚯蚓在其新陳代謝過程中能吞食大量有機物質(zhì),并將其與土壤混合,通過砂囊的機械研磨作用和腸道內(nèi)的生物化學(xué)作用進行分解轉(zhuǎn)化[2],通過蚯蚓在有機物料中的運動還可以改進物料中的水汽循環(huán),使得物料和其中的微生物得以運動、相互混合,從而加強蚯蚓和微生物對物料處理的協(xié)同作用。

蚯蚓的吞食量很大,1億條蚯蚓1天可吞食4050 t垃圾,排出20 t蚯蚓糞。由于蚯蚓具有以上特性,有機廢棄物的蚯蚓堆制處理就應(yīng)運而生了,它是一項主要針對城市有機混合垃圾和農(nóng)業(yè)有機垃圾的生物處理技術(shù)。

蚯蚓的堆制處理固定投資、運行、維護費用相對較低,不需要復(fù)雜的裝備以及處理過程,廣大農(nóng)村和城市郊區(qū)尤其適用。并且堆制處理產(chǎn)物有較好的生物活性,有利于提高堆制后物料的品質(zhì)。

在堆制處理過程中,蚯蚓不僅能促進微生物的活性,而且以其獨特的生態(tài)學(xué)功能,與環(huán)境中的微生物的協(xié)同作用加速了垃圾中有機物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化,達到垃圾的資源化、無害化和減量化,同時能有效除去或抑制堆制過程中產(chǎn)生的臭味。

4蚯蚓處理有機固體廢棄物的影響因素

4.1 溫度條件

蚯蚓是變溫動物,體溫隨著外界環(huán)境溫度的變化而變化。因此,蚯蚓對環(huán)境的依賴一般比恒溫動物更為顯著,環(huán)境溫度不僅影響蚯蚓的體溫和活動,還影響蚯蚓的新陳代謝、生長發(fā)育及繁殖等,而且溫度也對其他生活條件產(chǎn)生較大的影響,間接影響蚯蚓。

4.2 濕度條件

因為蚯蚓屬于濕生動物,具有特殊的呼吸機制,蚯蚓的呼吸是通過體表吸收溶解在體表含水層的氧氣,氧氣是通過擴散作用而不是主動運輸過程進入蚯蚓體內(nèi)的。蚯蚓的呼吸和其他生命活動跟環(huán)境濕度密切相關(guān)。濕度過小, 蚯蚓會降低新陳代謝速率, 降低水分消耗, 出現(xiàn)逃逸、脫水而極度萎縮而呈半休眠狀態(tài);濕度過高則溶解氧不足, 出現(xiàn)逃逸或窒息死亡。愛勝蚓在處理馬糞時最適宜的環(huán)境濕度為60%~70%[3,4]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),赤子愛勝蚓處理未腐熟牛糞、未腐熟豬糞及未腐熟雞糞和藥渣混合物的最佳濕度分別為70%、75%、65%[5]。

4.3 蚯蚓的密度

在有機廢棄物蚯蚓處理過程中,蚯蚓的接種密度決定著處理效率,在一定范圍內(nèi),處理效率與蚯蚓密度成正比。但是當(dāng)密度過大時,蚯蚓個體之間會產(chǎn)生抑制作用,并且容易發(fā)生疾病,從而影響處理效率,因此,控制一個適當(dāng)?shù)拿芏葪l件非常重要。

4.4 pH條件

蚯蚓對酸堿都很敏感,因為蚯蚓體表各部散布著對酸、堿等有感受能力的化學(xué)感受器官,蚯蚓在強酸、強堿的環(huán)境里不能生存,但對弱酸、強堿環(huán)境條件有一定的適應(yīng)能力。大平2號蚯蚓生長最適pH值7.0~7.4。1993年,孫振鈞教授利用發(fā)酵的牛糞+木屑為餌料,得出pH值在6~9時,蚯蚓繁殖適宜、pH值在8~9時生長最快。

4.5 碳氮(C/N)比

有機廢棄物中的有機質(zhì)是蚯蚓生存的主要條件, 但有機質(zhì)的營養(yǎng)搭配是限制蚯蚓生長和繁殖的關(guān)鍵。過去認為主要決定于蛋白質(zhì)和脂肪的含量, 實際上食料C/N 才是反映蚯蚓堆肥適宜性的綜合指標(biāo)。C/N 過低,氮就會被細菌轉(zhuǎn)化為氨而損失掉, C/N 過高就會影響堆肥質(zhì)量。

5 結(jié)語

建立蚯蚓養(yǎng)殖場作為城市垃圾處理的補充系統(tǒng),以解決城郊環(huán)境污染問題,同時實現(xiàn)垃圾處理的減量化、無害化、資源化和產(chǎn)業(yè)化,具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。因此用蚯蚓的堆置處理來解決有機固體廢棄物將是一個重要發(fā)展方向。

參考文獻:

[1] [ZK(#]李靜玲,張錦玫,魏鴻榕.城市生活垃圾生產(chǎn)有機復(fù)合肥可行性研究[J].福建工程學(xué)院學(xué)報,2005,3(1):51~56.

[2] 肖億群,陸雅君,邱江平.白頸環(huán)毛蚓皮膚的超微結(jié)構(gòu)[J].上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2002,31(2):79~85.