貴州有機(jī)固體廢棄物及其蚯蚓堆肥利用

廖朝選，楊 林

（1.貴州大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，貴陽(yáng) 550001；2.貴州省分析測(cè)試研究院，貴陽(yáng) 550002）

貴州有機(jī)固體廢棄物及其蚯蚓堆肥利用

廖朝選1，2，楊 林1

（1.貴州大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，貴陽(yáng) 550001；2.貴州省分析測(cè)試研究院，貴陽(yáng) 550002）

本文簡(jiǎn)述了貴州有機(jī)固體廢棄物的特點(diǎn)，分析了其利用現(xiàn)狀，綜述了國(guó)內(nèi)外有機(jī)固體廢棄物在蚯蚓堆肥的資源化利用技術(shù)方面的研究進(jìn)展和應(yīng)用情況，并結(jié)合貴州經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)，對(duì)貴州有機(jī)固體廢棄物資源化利用技術(shù)進(jìn)行了展望。

貴州；有機(jī)固體廢棄物；蚯蚓堆肥

有機(jī)固體廢棄物是指人類(lèi)在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的，在一定時(shí)間和地點(diǎn)無(wú)法利用而被丟棄的固體、半固體有機(jī)廢棄物。其來(lái)源非常廣泛，種類(lèi)較多，有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的作物秸稈、人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的生活垃圾、工業(yè)有機(jī)廢水處理后的污泥以及畜牧產(chǎn)生的動(dòng)物糞便等[1]。目前，我國(guó)已成為世界上有機(jī)固體廢棄物產(chǎn)出量最多的國(guó)家之一，而大部分有機(jī)固體廢棄物未得到合理的利用，或填埋，或隨意丟棄，或直接排放到環(huán)境中，使得生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的破壞，同時(shí)也造成了資源的浪費(fèi)。為了降低環(huán)境危害、科學(xué)合理利用有機(jī)固體廢棄物，減少資源浪費(fèi)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者做了大量研究，其中利用有機(jī)固體廢棄物堆肥是實(shí)現(xiàn)資源化利用的主要方式之一[2]。

堆肥是利用含有肥料成分的動(dòng)植物遺體和排泄物，加上泥土和礦物質(zhì)混合堆積，在高溫、多濕的條件下，經(jīng)過(guò)發(fā)酵腐熟、微生物分解而制成的一種有機(jī)肥料，其具備有機(jī)質(zhì)含量高、質(zhì)地疏松等特點(diǎn)，具有非常重要的研究利用價(jià)值。當(dāng)前，世界各地專(zhuān)家學(xué)者對(duì)有機(jī)廢棄物的堆肥有著大量的研究，并在多個(gè)國(guó)家實(shí)行實(shí)際利用[3]。

1 貴州主要的有機(jī)固體廢棄物處理與利用現(xiàn)狀

貴州地處云貴高原，有9個(gè)市州，88個(gè)區(qū)縣，全省土地主要以山地、丘陵為主，主要的農(nóng)業(yè)污染物有作物秸稈、畜牧糞便、城市污泥、白酒酒糟和生活垃圾。

1.1 作物秸稈

貴州是農(nóng)業(yè)大省，主要農(nóng)作物有油菜、水稻、玉米、煙草、辣椒、茶葉、蔬菜等。易腐壞的蔬菜類(lèi)、薯類(lèi)等作物剩余物常被用于畜禽的養(yǎng)殖或直接還田使用，不會(huì)產(chǎn)生較多的廢棄物來(lái)污染環(huán)境，也沒(méi)有太高的資源利用價(jià)值；而油菜、水稻、玉米、煙草、辣椒、茶葉等主要農(nóng)作物的生產(chǎn)產(chǎn)生了大量秸稈或茶枝，秸稈或茶枝在自然界中自然腐壞較慢，直接還田效果差。過(guò)去貴州生活水平較差，小型機(jī)械應(yīng)用并不廣泛，貴州耕牛的養(yǎng)殖普遍，玉米、水稻秸稈主要被用于耕牛飼養(yǎng)，油菜、辣椒、煙草等秸稈主要替代柴火燃燒。隨著貴州經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村條件得到極大的改善，耕牛養(yǎng)殖逐漸減少，電煤取代柴火應(yīng)用，農(nóng)村作物秸稈被隨意丟棄或直接焚燒，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染以及資源浪費(fèi)，只有極少一部分被應(yīng)用于菌菇渣的制備；而茶葉生產(chǎn)產(chǎn)生大量茶枝、廢葉、碎茶、茶餅等，目前貴州已有陸圣康源等企業(yè)利用綠茶生產(chǎn)后的茶葉生產(chǎn)茶多酚等深加工產(chǎn)品，但是大多數(shù)的茶廢棄物都被作為農(nóng)業(yè)垃圾被處理，造成了極大的資源浪費(fèi)。

1.2 畜牧糞便

貴州是山地省，氣候宜人，非常適合畜禽的養(yǎng)殖，規(guī)模養(yǎng)殖發(fā)展迅速，目前已有貴陽(yáng)三聯(lián)乳業(yè)、貴州好一多乳業(yè)、遵義乳業(yè)、溫氏集團(tuán)、遵義發(fā)強(qiáng)鵪鶉等大型企業(yè)建立了畜禽的養(yǎng)殖場(chǎng)，每年產(chǎn)生了大量的畜禽糞便。至2011年末，貴州省畜禽排放糞便總量已達(dá)401.16萬(wàn)t，其中豬糞34.2萬(wàn)t，雞糞23.9萬(wàn)t，奶牛糞34.2萬(wàn)t[4]。隨著人民生活水平的提高，對(duì)畜禽產(chǎn)品的需求旺盛，畜禽的規(guī)模仍在擴(kuò)大，糞便量也不停增長(zhǎng)。目前，貴州對(duì)畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便處理主要有堆肥法、制備飼料、生產(chǎn)沼氣等，但是大量的養(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)在交通便利的城郊及居民區(qū)附近，畜禽糞便產(chǎn)生量較大而且分布較為集中，畜禽糞便處理沒(méi)有配套的技術(shù)與措施，城郊消納畜禽糞便能力弱，其實(shí)際資源化利用率并不理想。

1.3 城市污泥

貴州有88個(gè)區(qū)縣，每個(gè)縣及工業(yè)園區(qū)都建設(shè)了污水處理廠，每年都產(chǎn)生了大量的污泥。污泥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，合理的開(kāi)發(fā)利用可以得到可觀的效益，也可降低環(huán)境危害[5]。污泥的處理主要是焚燒與衛(wèi)生填埋，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，占據(jù)大量空間，產(chǎn)生大量成本，還造成了大量污泥的浪費(fèi)。目前，貴州已有利用城市污泥用作建筑材料使用，也有使用污泥進(jìn)行復(fù)合肥研制[6]，在堆肥使用上也有研究但整體利用較少。

1.4 生活垃圾

貴州有3 000多萬(wàn)人口，每日的生活都產(chǎn)生了大量生活垃圾，目前農(nóng)村生活垃圾主要以焚燒、堆置丟棄為主，城市垃圾主要被集中焚燒或衛(wèi)生填埋，利用率很低。生活垃圾中多是餐余廢棄物，其含有豐富的有機(jī)質(zhì)，利用餐余廢棄物進(jìn)行堆肥已經(jīng)是一種比較成熟的資源化技術(shù)，在國(guó)內(nèi)上海等發(fā)達(dá)地區(qū)已有投產(chǎn)[7]。

1.5 白酒酒糟

白酒酒糟是酒醅發(fā)酵完成后再蒸餾出酒后殘留的附和固形物，是白酒行業(yè)最大的副產(chǎn)物。貴州是白酒生產(chǎn)大省，預(yù)計(jì)到2020年，全省白酒產(chǎn)量將達(dá)到80萬(wàn)千升，按固態(tài)法生產(chǎn)1 t白酒約產(chǎn)生10 t酒糟來(lái)計(jì)，貴州每年將產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)噸的白酒酒糟。但由于白酒的生產(chǎn)特點(diǎn)，產(chǎn)生的白酒酒糟污染較低，而且富含大量氨基酸、維生素等，可用于制備畜禽飼料、釀造食醋、培養(yǎng)食用菌、提取阿魏酸等高附加值產(chǎn)品[8]，其利用率較高，對(duì)環(huán)境的危害性較少。

2 國(guó)內(nèi)外對(duì)有機(jī)固體廢棄物堆肥利用研究進(jìn)展

蚯蚓堆肥是一種比較成熟的有機(jī)固體廢棄物資源化利用技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有利用，其被認(rèn)為是一種新型的、極具前景的可持續(xù)環(huán)保技術(shù)[9]。它主要是利用蚯蚓特殊的生態(tài)學(xué)功能，有機(jī)固體廢棄物經(jīng)過(guò)蚯蚓的消化系統(tǒng)，在蛋白酶、脂肪酶等多種酶的作用下，能迅速分解、轉(zhuǎn)化成為自身或其他生物易于利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)變廢為寶。隨著環(huán)境污染問(wèn)題、資源匱乏問(wèn)題日益嚴(yán)峻，有機(jī)固體廢棄物的資源化利用是世界各國(guó)可持續(xù)發(fā)展的重要研究課題。

2.1 應(yīng)用于土壤改良

蚯蚓堆肥產(chǎn)物中含有一定的蚯蚓糞，由于其具有顆粒小、多孔性、比表面積大、吸附性強(qiáng)的特點(diǎn)，加上其含有的腐殖酸，可較大程度地吸附土壤中重金屬，降低重金屬的生物有效性。蚯蚓糞還有極好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，施入土壤中，一方面可以自身釋放有效養(yǎng)分，并促進(jìn)土壤中部分難溶性礦物質(zhì)分解，提高土壤的速效氮、速效磷和速效鉀的含量，為土壤增加有機(jī)物。另外，蚯蚓糞可與鈣離子結(jié)合并與土壤凝聚，降低土壤的pH值、堿化度，從而達(dá)到改變土壤性狀的效果[10]。

2.2 在農(nóng)作物生產(chǎn)、園藝中的應(yīng)用

在農(nóng)作物、園藝的生產(chǎn)過(guò)程中，農(nóng)作物育苗、集約用地型蔬菜生產(chǎn)、花卉種植均使用栽培基質(zhì)，目前其基質(zhì)主要為草炭。然而草炭是不可再生的資源，為減少草炭的開(kāi)采和使用，保護(hù)濕地生態(tài)環(huán)境，國(guó)內(nèi)外學(xué)者利用有機(jī)固體廢棄物經(jīng)蚯蚓堆肥后替代草炭用作蔬菜、辣椒、煙草等作物的育苗基質(zhì)，在大棚蔬菜和花卉生產(chǎn)的栽培基質(zhì)中均有大量的研究[11-12]，并獲得一定的成果。

3 貴州有機(jī)固體廢棄物堆肥利用展望

貴州是農(nóng)業(yè)大省，作物秸稈類(lèi)有機(jī)廢棄物豐富；貴州也是畜禽規(guī)模養(yǎng)殖大省，畜禽糞便類(lèi)有機(jī)廢棄物豐富，可以為蚯蚓堆肥提供大量的原材料。蚯蚓堆肥對(duì)空間與環(huán)境的要求較高，必須避免堆肥產(chǎn)生的異味影響周?chē)用?，貴州特有的山地環(huán)境可以抑制異味的擴(kuò)散，貴州濕熱的氣候也能為堆肥提供大量的微生物，非常有利于堆肥。

王海檳通過(guò)堆肥化處理，成功將苦參提取殘?jiān)苽涑闪藢?duì)辣椒立枯病和草莓根腐病具有一定的防治效果的生物有機(jī)肥[13]。而貴州是中草藥生產(chǎn)大省，產(chǎn)生的中藥材廢棄物較多，可以利用中藥材廢渣的蚯蚓堆肥生產(chǎn)特殊病害防治的生物有機(jī)肥。

貴州是典型的喀斯特地區(qū)，土壤貧瘠，生態(tài)脆弱，石漠化嚴(yán)重，城市污泥有著豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，是一種非常理想的土壤改良劑和植物生長(zhǎng)土壤。利用蚯蚓處理城市污泥、生活垃圾等有機(jī)固體廢棄物產(chǎn)生的堆肥，可以用于石漠化的治理以及貧瘠土壤的改良，達(dá)到生態(tài)修復(fù)的作用。

1 張婷敏.蚯蚓在有機(jī)固體廢棄物處理中的應(yīng)用研究[D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2012.

2 劉志剛，邱忠平，付春霞，等.畜禽廢棄物堆肥化研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（2）：366-369.

3 Fytili D，Zabaniotou A.Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods–a review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews，2008，12（1）：116-140.

4 秦仕華，張崇玉，白家云.貴州省畜禽養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀及其污染防治對(duì)策[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（4）：157-161.

5 馮 春.城市污水處理廠污泥蚯蚓堆肥技術(shù)研究[D].貴陽(yáng)：貴州大學(xué)，2008.

6 劉曉靜，王 超.貴州嘗試?yán)梦鬯幚韽S污泥研制復(fù)合肥[EB/OL]（.2012-03-27）[2017-03-02].http://www.chinanews.com/ny/2012/03-27/3776068.shtml.

7 孟昭輝，吳凡松，郭婉茜，等.餐廚垃圾與剩余污泥處理現(xiàn)狀及技術(shù)展望[J].中國(guó)給水排水，2013，29（10）：9-11.

8 左上春，楊海泉，鄒 偉.白酒酒糟資源化利用研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)，2016，37（1）：246-249.

9 李 珣，尚書(shū)勇.固體廢棄物收集、處理及資源化利用技術(shù)精湛[J].廣東化工，2016，43（5）：122-123.135.

10 Agrafioti E，Bouras G，Kalderis D，etal.Biochar production by sewage sludge pyrolysis[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis，2013，（101）：72-78.

11 龔小強(qiáng)，李素艷，李 燕，等.綠化廢棄物好氧堆肥和蚯蚓堆肥作為蔬菜育苗基質(zhì)研究[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，33（2）：280-287.

12 李 燕，孫向陽(yáng)，龔小強(qiáng).園林廢棄物堆肥替代泥炭用于紅掌和鳥(niǎo)巢蕨栽培[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，32（5）：736-742.

13 王海濱.苦參提取殘?jiān)亩逊驶幚砑胺揽赝羵鞑『ρ芯縖D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2015．

Organic Solid Wastes in Guizhou and Utilization of Earthworm Compost

Liao Chaoxuan1,2, Yang Lin1
（1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Guizhou University, Guiyang 550001, China; 2.Guizhou Academy of Testing and Analysis, Guiyang 550002, China）

The characteristics of organic solid wastes in Guizhou were briefly introduced in the paper and analyzed the utilization status of organic solid wastes. At same time ,it were reviewed the research progress and application of organic solid wastes in the utilization of earthworm compost. Based on the economic and social development of Guizhou ,It will prospected the utilization technology of organic solid wastes in Guizhou

Guizhou; organic solid waste; earthworm compost

X705

A

1008-9500(2017)05-0033-03

2017-03-10

廖朝選（1984-），貴州遵義人，碩士研究生，從事廢棄物資源化利用和環(huán)境保護(hù)研究工作。