基于農(nóng)村垃圾分類條件下廚余就地堆肥處理技術(shù)推廣的探討

凌慶成，曾慶東

（1.廣東弘科農(nóng)業(yè)機(jī)械研究開發(fā)有限公司，廣州 510630；2.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣州 510630）

0 引言

隨著農(nóng)村脫貧攻堅(jiān)工作不斷深入，農(nóng)村生活水平明顯提高，與此同時(shí)，生活垃圾如菜根菜葉、剩飯剩菜、包裝廢棄物以及建筑垃圾等，其產(chǎn)生量也逐年增加，混雜有水分高、易腐廚余垃圾的生活垃圾亂扔亂丟已成為中國農(nóng)村的村容村貌治理難點(diǎn)之一。根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2016年全國餐廚垃圾產(chǎn)生量為9 731萬t，2017年為9 972萬t，平均每年以2.5%的速度增長[1]。最近由于非洲豬瘟的影響，國家以及地方出臺了一系列政策，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于進(jìn)一步做好非洲豬瘟防控工作的通知》中嚴(yán)禁用餐廚垃圾喂養(yǎng)牲畜。在進(jìn)行垃圾處理時(shí)，如采取焚燒處理，因廚余垃圾水分含量高，熱值較低，需要添加助燃劑，致使需要消耗更多的熱量以及增加成本，而且產(chǎn)生的二噁英等有害氣體污染空氣；如采取衛(wèi)生填埋方式處理，含有廚余垃圾的生活垃圾在強(qiáng)壓的作用下，容易形成滲濾液，增加后期的處理成本。

基于此，廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所依托現(xiàn)有的農(nóng)村生活垃圾分類處理體系，在農(nóng)村建立廚余就地堆肥處理的示范點(diǎn)，探討農(nóng)村廚余就地堆肥處理的可行性，在村內(nèi)建立一套廚余就地堆肥循環(huán)處理工藝體系，促進(jìn)示范村進(jìn)行垃圾分類，改善農(nóng)村居住環(huán)境，為建設(shè)美麗鄉(xiāng)村做出貢獻(xiàn)。

1 農(nóng)村廚余就地堆肥處理可行性分析

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年我國農(nóng)村人口為57 661萬人，平均產(chǎn)生生活垃圾量為0.6 kg/人·d，按平均量計(jì)算，我國農(nóng)村每年平均產(chǎn)生生活垃圾34 597萬t[2]。農(nóng)村垃圾的主要種類有廚余垃圾、禽畜糞便、塑料袋、建筑垃圾等，其中家庭剩飯剩菜，爛蔬果等可用于堆肥發(fā)酵的有機(jī)垃圾，占生活垃圾總量50%左右，即可堆肥的有機(jī)垃圾達(dá)到17 300萬t。基于農(nóng)村生活垃圾基礎(chǔ)設(shè)施以及收運(yùn)體系正在逐步完善，保守估計(jì)70%的農(nóng)村廚余垃圾能夠就地進(jìn)行堆肥處理，這樣每年將減少農(nóng)村廚余垃圾12 000萬t，不僅大大減少了生活垃圾的出村量，節(jié)約了運(yùn)輸成本以及后序的處理成本，同時(shí)也節(jié)約了購買有機(jī)肥的開支。

1.1 政府鼓勵(lì)農(nóng)村生活垃圾就地資源化

為最大限度減少污染，減少垃圾的處理費(fèi)用，便于垃圾處理的減量化、無害化、資源化，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》中（中辦發(fā)〔2018〕5號）表明：到2020年，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村人居環(huán)境明顯改善，村莊環(huán)境基本干凈整潔有序，村民環(huán)境與健康意識普遍增強(qiáng)，基本實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活垃圾處置體系全覆蓋，建立健全符合農(nóng)村實(shí)際、方式多樣的生活垃圾收運(yùn)處置體系，有條件的地區(qū)要推行適合農(nóng)村特點(diǎn)的垃圾就地分類和資源化利用；各地方也出臺關(guān)于生活垃圾分類的相關(guān)政策以及相關(guān)生活垃圾收集管理工作指引，如廣東省的《廣東省農(nóng)村生活垃圾分類處理指引》。

1.2 廚余垃圾有機(jī)成分高

廚余垃圾主要成分包括食物的邊角料，廢棄食物以及瓜果皮等，大部分由淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、脂類和無機(jī)鹽組成，包含有機(jī)肥所需要的有機(jī)質(zhì)以及氮磷鉀等元素[3]。同時(shí)農(nóng)村各種好氧堆肥所需要的輔料資源豐富，如秸稈、禽畜糞便等，可用于調(diào)節(jié)廚余堆肥過程中的碳氮比以及水分，避免了農(nóng)村秸稈焚燒、禽畜糞便的亂排放帶來的環(huán)境污染。

1.3 廚余好氧堆肥技術(shù)成熟

廚余堆肥技術(shù)研究和應(yīng)用已非常廣泛[4-9]，農(nóng)村廚余就地處理，產(chǎn)出有機(jī)肥的品質(zhì)關(guān)鍵在于前端生活垃圾的分類。推廣過程中，通過村民源頭分類，投放監(jiān)管，保潔員二次分揀等環(huán)節(jié)，避免廚余垃圾摻雜其他生活垃圾，從而把控后端產(chǎn)出有機(jī)肥的品質(zhì)。后端設(shè)計(jì)合適的設(shè)備堆肥工藝以及好氧堆肥技術(shù)，以及加入良好的好氧發(fā)酵菌種，營造優(yōu)良的微生物繁殖環(huán)境，縮短廚余堆肥的發(fā)酵周期。

1.4 足夠的消納有機(jī)肥空間

農(nóng)村地區(qū)大多擁有農(nóng)田，種植基地，這為廚余就地堆肥處理后產(chǎn)出的有機(jī)肥提供了足夠的消納空間，把廚余垃圾、有機(jī)廢棄物經(jīng)過好氧堆肥處理，加工成有機(jī)肥，施回農(nóng)田、種植基地，改善了土壤肥力，提高了農(nóng)作物產(chǎn)量，增加了農(nóng)民的利潤空間。

2 農(nóng)村廚余就地資源化可行性驗(yàn)證

2.1 示范點(diǎn)基本情況

示范點(diǎn)選擇在地處于湛江雷州半島的那毛村，該村現(xiàn)有住戶450戶，常住人口2 000多人，選取50戶作為研究對象，每戶家庭每天平均產(chǎn)生生活垃圾1.5～1.8 kg，其中，廚余垃圾占50%以上，即每戶平均產(chǎn)生0.8 kg的廚余垃圾，全村每天產(chǎn)生360 kg的廚余垃圾，主要成分是剩飯剩菜，爛水果、爛番薯為主。按正常發(fā)酵比例3∶1計(jì)算，村內(nèi)平均每天產(chǎn)生110 kg的有機(jī)肥。如推行農(nóng)村廚余就地堆肥處理，那毛村每天可減少360 kg的廚余垃圾出村，一年可減少130 t的廚余垃圾出村，每年可產(chǎn)生40 t的有機(jī)肥。村內(nèi)現(xiàn)有農(nóng)田約66.67 hm2，種植基地10 hm2，主要以種植番薯、青棗、芒果為主，除此之外大部分村民有自己的菜園，按有機(jī)肥施放標(biāo)準(zhǔn)，村內(nèi)的農(nóng)田以及種植基地完全可以消納廚余垃圾產(chǎn)出的有機(jī)肥，減少購買有機(jī)肥的成本。

2.2 運(yùn)行流程

2.2.1 簽訂協(xié)議，建立三方合作的示范推廣模式

企業(yè)、科研單位與村委會簽訂協(xié)議，以村委會為主體，組建生活垃圾分類促進(jìn)中心。一方面，村委會的公信力和組織力強(qiáng)，能夠積極推動村民進(jìn)行生活垃圾分類，通過組織相關(guān)活動，完善監(jiān)管機(jī)制以及激勵(lì)措施；利用農(nóng)村的“熟人社會”形態(tài)，可以形成互相監(jiān)督、糾正的制度，更好地促進(jìn)村民積極參與垃圾分類；另一方面，科研單位和企業(yè)可以提供技術(shù)支撐：廚余堆肥發(fā)酵設(shè)備以及有機(jī)肥制作的配方、好的好氧堆肥菌種，并進(jìn)行好氧堆肥技術(shù)宣傳、培訓(xùn)和指導(dǎo)，這樣有利于加強(qiáng)居民環(huán)保的觀念。三方聯(lián)合，發(fā)揮各自不同的優(yōu)勢，能夠更好地推動農(nóng)村垃圾分類以及農(nóng)村廚余就地堆肥處理技術(shù)的發(fā)展，便于建立農(nóng)村廚余就地循環(huán)處理體系。

2.2.2 農(nóng)村綠色循環(huán)垃圾分類體系的運(yùn)營

依托廣東省在各市縣鎮(zhèn)農(nóng)村搭建起的“戶集-村收-村或鎮(zhèn)清運(yùn)-縣或市集中處理”的農(nóng)村垃圾處理模式，在示范村內(nèi)增加4個(gè)主要環(huán)節(jié)，如圖1：①村民源頭分類，每個(gè)家庭免費(fèi)發(fā)放2個(gè)干濕垃圾桶，將垃圾桶從戶外移到室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的源頭分類；②村民定點(diǎn)交付，每30個(gè)家庭有小型生活垃圾分類固定投放點(diǎn)，建立15個(gè)垃圾分類固定投放點(diǎn)，每個(gè)分類投放點(diǎn)放3個(gè)240 L垃圾分類標(biāo)識桶，村民每天將已分類的垃圾投放到分類固定投放點(diǎn)，前期設(shè)立垃圾分類監(jiān)管員，實(shí)行監(jiān)管制度；③保潔員分類收集居民所投放的生活垃圾，在廚余堆肥車間進(jìn)行二次分揀廚余垃圾，生產(chǎn)有機(jī)肥工作；④根據(jù)村民每季度分類投放的實(shí)際效果進(jìn)行實(shí)物獎(jiǎng)勵(lì)，提高居民的積極性，保證農(nóng)村廚余就地資源化的持續(xù)進(jìn)行。

圖1 那毛村生活垃圾運(yùn)營流程圖

3 農(nóng)村好氧堆肥處理工藝

根據(jù)示范村現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，因地制宜建設(shè)廚余堆肥車間以及其他生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)中心，車間內(nèi)安裝一套符合現(xiàn)有農(nóng)村環(huán)境的廚余垃圾堆肥裝置。綜合考慮建設(shè)成本和運(yùn)行成本，在車間樓頂安裝供設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的光伏設(shè)備，為農(nóng)村廚余就地資源化提供可持續(xù)運(yùn)營的基礎(chǔ)?；谵r(nóng)村的條件，廚余垃圾處理工藝需操作簡單，投料、堆肥、二次腐熟、篩分等工序可自動化，管理員只需要投料即可，無需其他操作，如圖2和圖3所示。廚余好氧堆肥工藝包括廚余處理機(jī)、生態(tài)箱、液壓提升機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)、圓筒篩分機(jī)、除臭裝置6個(gè)主要部分，主要工藝流程為：廚余垃圾在廚余堆肥車間進(jìn)行二次分揀，瀝水后，先通過液壓提升機(jī)構(gòu)提升廚余垃圾至廚余處理機(jī)，廚余處理機(jī)添加合適比例的輔料，比如秸稈、禽畜糞便等，以及好氧堆肥菌種，廚余垃圾在廚余處理機(jī)中歷經(jīng)升溫、恒溫、降溫三個(gè)階段，一般持續(xù)7 d，出料至生態(tài)箱，進(jìn)行完全腐熟處理，然后通過皮帶機(jī)提升至圓筒篩分機(jī)進(jìn)行篩分、出料、打包。廚余堆肥發(fā)酵過程中，產(chǎn)生的尾氣由除臭裝置處理，不會造成二次污染。廚余處理機(jī)具有自動攪拌、加熱、通風(fēng)曝氣等功能，攪拌、曝氣功能可根據(jù)投放量進(jìn)行調(diào)整，節(jié)約耗電成本。圓筒篩分機(jī)對完全腐熟的有機(jī)肥進(jìn)行篩分，去除難分解的大骨頭，纖維，果殼等雜質(zhì)，得到無雜質(zhì)的有機(jī)成品肥，用回農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

圖2 廚余就地堆肥處理設(shè)備布局圖

圖3 廚余堆肥工藝

根據(jù)示范村運(yùn)營情況，源頭分類以及保潔員的二次分揀工作直接關(guān)系到有機(jī)肥的品質(zhì)。因此，運(yùn)營推廣時(shí)，前期需注重垃圾分類的宣傳，可通過舉辦垃圾分類宣傳講座和完善垃圾分類獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制等措施促進(jìn)垃圾源頭分類工作。合理分配產(chǎn)出的有機(jī)肥，讓居民切身體會垃圾分類帶來的環(huán)境改觀，以及產(chǎn)出有機(jī)肥帶來的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，讓村民逐步接受并推廣垃圾分類，以示范村帶動其他村參與廚余就地資源化，逐步加強(qiáng)農(nóng)村垃圾分類觀念，推廣農(nóng)村廚余就地堆肥處理的理念，減少農(nóng)村廚余的出村量。

4 農(nóng)村廚余就地堆肥處理技術(shù)推廣效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

農(nóng)村廚余就地堆肥處理技術(shù)的推廣與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了垃圾減量，一方面減輕了鄉(xiāng)鎮(zhèn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的壓力；另一方面降低了衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電處理生活垃圾的成本，減輕了各級財(cái)政壓力，幾種處理生活垃圾模式的對比如表1所示。

表1 處理生活垃圾模式的對比

表1可以看出，好氧堆肥與衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電處理方式相比，處理成本比較適中，堆肥處理速度較快，投資與運(yùn)營成本較低。好氧堆肥產(chǎn)生的有機(jī)肥，可以作為精品有機(jī)肥使用，減少村內(nèi)購買有機(jī)肥的開支。

4.2 社會和生態(tài)效益

農(nóng)村廚余就地堆肥處理技術(shù)的應(yīng)用與推廣，加強(qiáng)了農(nóng)村垃圾的分類觀念，有效推進(jìn)了農(nóng)村人居環(huán)境綜合整治。同時(shí)，提倡廚余垃圾生產(chǎn)成有機(jī)肥，可以變廢為寶，化害為利，實(shí)現(xiàn)了資源循環(huán)利用，同時(shí)，通過對農(nóng)村廚余就地處理技術(shù)的推廣研究，可提升我國生活垃圾處理設(shè)備以及加工有機(jī)肥設(shè)備的技術(shù)研究。

5 結(jié)語

綜上所述，基于農(nóng)村垃圾分類條件下，農(nóng)村廚余就地堆肥處理，工藝簡單，且成本較低，平均為每戶家庭減少0.8 kg的廚余垃圾出村，并產(chǎn)生有機(jī)肥，回饋給本村，減少了農(nóng)戶有機(jī)肥的購買，促進(jìn)了農(nóng)村建立垃圾分類處理的長效機(jī)制，完善了農(nóng)村垃圾分類處理的相關(guān)政策法規(guī)，有效推進(jìn)了農(nóng)村人居環(huán)境綜合整治，減輕了后端處理的財(cái)政資金負(fù)擔(dān)。因此，農(nóng)村廚余就地堆肥處理技術(shù)的推廣具有一定的可行性以及示范性。