北方園林綠化廢棄物堆肥技術(shù)應(yīng)用研究

武鴻源

（北京愛(ài)麗園林市政工程有限公司 北京 102300）

1 研究目的與意義

隨著生態(tài)城市建設(shè)的快速發(fā)展，園林垃圾的產(chǎn)生量急劇增加。傳統(tǒng)的填埋和焚燒的方法都會(huì)對(duì)生態(tài)造成嚴(yán)重的污染與破壞。因此，禁止采用填埋和焚燒的方法對(duì)其進(jìn)行處理是必然趨勢(shì)。當(dāng)代中國(guó)始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的道路，對(duì)資源的二次整合利用是當(dāng)下國(guó)情的必然趨勢(shì)。實(shí)踐表明，堆肥是實(shí)現(xiàn)園林廢棄物資源化的主要途徑。本研究首先通過(guò)研究堆肥過(guò)程中有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)行了EM試驗(yàn)，分析了不同條件下的試驗(yàn)因素對(duì)于園林垃圾堆肥化和腐熟度的影響，得出了最佳堆肥工藝參數(shù)，為不需要使用其他輔助材料而僅僅依靠園林垃圾進(jìn)行堆肥過(guò)程的可行性提供了具有價(jià)值的參考，使堆肥的成本得到充分降低。園林廢棄物堆肥過(guò)程中加入適量炭化物可以使堆肥的溫度得到快速的升高，并且有利于高溫的保持，對(duì)于堆肥溫度的提高和維持都有著明顯的積極作用，最終實(shí)現(xiàn)添加細(xì)菌和炭化物的無(wú)害化，進(jìn)而提高堆肥質(zhì)量。這個(gè)過(guò)程中細(xì)菌的作用更為明顯，更有利于保持氮素，氮素的過(guò)度流失會(huì)讓有效磷和有效鉀的含量減少，而保持氮素，不讓其過(guò)度流失能夠很好的解決這一問(wèn)題，還能提高有機(jī)質(zhì)和腐殖酸的降解率。從腐熟程度上來(lái)看，炭化劑的加入能夠消除堆肥時(shí)所產(chǎn)生的臭味，能增加最終產(chǎn)品的通氣孔。在矮牽牛、彩葉草和秋海棠的培養(yǎng)基中，適當(dāng)比例的堆肥產(chǎn)品對(duì)植株的生長(zhǎng)有著顯著的促進(jìn)作用，對(duì)植株觀賞品質(zhì)的提高也起到不容小覷的影響。通過(guò)對(duì)植物生長(zhǎng)指數(shù)的綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，堆肥土處理后是矮牽牛和秋海棠、尤其是彩葉草的最佳基質(zhì)。因此，把泥炭和珍珠巖替換成堆肥進(jìn)行栽培，不僅降低了植株的培育成本，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也起到了巨大的作用。堆肥化研究和栽培試驗(yàn)結(jié)果可為北京市園林垃圾堆肥化再利用提供理論依據(jù)。

2 北方園林綠化廢棄物堆肥技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

北方園林綠化廢棄物堆肥技術(shù)目前大中城市都在探索應(yīng)用中，如北京從2006年開(kāi)始，對(duì)園林垃圾堆肥的再利用進(jìn)行了研究，2007年，北京八區(qū)中，朝陽(yáng)區(qū)綠地率最高也只達(dá)到43.98%，宣武區(qū)綠地率最低低至19.10%，園林垃圾約236萬(wàn)噸的總產(chǎn)量，但經(jīng)過(guò)園林綠化垃圾處理只有10000噸，也就是說(shuō)，還存在有大量的園林垃圾沒(méi)有得到妥善的園林綠化處理。

目前,北京市部分地區(qū)已經(jīng)對(duì)園林植物垃圾管理制度進(jìn)行了建立和完善，并且建立健全了專業(yè)園林垃圾加工領(lǐng)域,如朝陽(yáng)區(qū)、西城區(qū)、豐臺(tái)區(qū)、順義區(qū)。西城區(qū)已經(jīng)建成第一條自動(dòng)化的土壤基質(zhì)生產(chǎn)線和加工廠,占地2500m2,主要是吸收社區(qū)公園和各個(gè)街道垃圾,處理量不大,只能0.2萬(wàn)噸/年,目前已經(jīng)擁有大型的微生物回收和轉(zhuǎn)化裝置,利用園林對(duì)廢棄物進(jìn)行生產(chǎn)和使用土壤來(lái)改善基質(zhì)。

3 部分地區(qū)園林廢棄物堆肥技術(shù)應(yīng)用思路

2016年上海市靜安區(qū)園林部門收集了各種枝條和落葉，這些都是修建園林樹(shù)木的產(chǎn)物，它們被送到市園林學(xué)院。這些園林廢棄垃圾被送往松江區(qū)“落葉土”實(shí)驗(yàn)車間進(jìn)行回收利用。把微生物菌株加入至3m3的垃圾中，栽培幾天之后，它們從普通的枝條落葉轉(zhuǎn)化成了富含氮、磷、鉀等成分的營(yíng)養(yǎng)土壤，由無(wú)用轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏?，再次在綠地維護(hù)中起到作用，實(shí)現(xiàn)了真正的變廢為寶。同時(shí)，“落葉土”還可以大大降低垃圾處理費(fèi)。比如，采用傳統(tǒng)的焚燒方式對(duì)落葉進(jìn)行處理，焚燒落葉每噸要花費(fèi)1元，但產(chǎn)生的煙霧中含有二惡英，會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，這就需要對(duì)煙霧中的二惡英進(jìn)行妥善的處理，然而，二惡英這種物質(zhì)是很難收集和處理。焚燒一噸落葉后，可產(chǎn)生一噸廢渣，廢渣屬于危險(xiǎn)廢物，依然需要經(jīng)過(guò)專業(yè)的處理，每噸處理費(fèi)用1元。如果按“落葉土”處理，每噸落葉的處理費(fèi)只有0.3元，相比傳統(tǒng)的焚燒方式來(lái)說(shuō)大大減少了處理成本。同時(shí)，與經(jīng)過(guò)百年形成的農(nóng)業(yè)成熟土相比，由枝葉加工而成的腐殖質(zhì)土制作簡(jiǎn)單，施用后對(duì)環(huán)境影響較小?？缮a(chǎn)農(nóng)業(yè)、苗木、花卉等所需多功能有機(jī)肥系列和高效營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。由于上海土壤呈堿性，有機(jī)質(zhì)含量較低，不適宜植樹(shù)種花。

目前，堆肥生產(chǎn)試驗(yàn)正在進(jìn)行中。華南植物園遷地保護(hù)園占地面積333公頃，森林占地面積廣泛，林木繁茂，凋落物資源豐富。堆肥廠的原料主要是華南植物園凋落物，采用的專利技術(shù)源自于中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，使用高溫好氧發(fā)酵使廢棄物能夠快速分解除臭，從而生產(chǎn)環(huán)保肥料。這種肥料兼顧無(wú)機(jī)肥和有機(jī)肥的優(yōu)點(diǎn)，具有豐富的有益微生物及鈣鎂等微量元素，對(duì)于草坪、花卉等生長(zhǎng)具有良好的促進(jìn)作用。據(jù)悉，垃圾堆肥的利用及其規(guī)?；a(chǎn)在我國(guó)植物園尚屬首次。廣州市首家綠色環(huán)保治理中心也已投入運(yùn)營(yíng)。隨著秋冬的到來(lái)，大量的垃圾源源不斷地運(yùn)入工廠，然后生產(chǎn)出黑油高效肥料。同時(shí)，城市的垃圾處理成本相對(duì)較高，能達(dá)到數(shù)百元每噸的價(jià)格，而綠色處理中心將園林垃圾進(jìn)行合理的吸收，能夠減輕垃圾填埋帶來(lái)的負(fù)擔(dān)，也減少了焚燒帶來(lái)的污染，對(duì)資源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)起到重要作用。綜上，對(duì)北方綠化廢棄物堆肥技術(shù)研究有以下啟示。

3.1 完善的操作機(jī)制

北方城市應(yīng)當(dāng)要率先將園林綠化廢棄物循環(huán)經(jīng)濟(jì)放至政策層面，在國(guó)家宏觀層面、區(qū)域中層以及企業(yè)圍觀層面上實(shí)施該政策，逐步形成“政府主導(dǎo)、公眾參與、法律規(guī)范、市場(chǎng)促進(jìn)、政策支持、科技支持”。就這一項(xiàng)技術(shù)，政府需出臺(tái)詳細(xì)的政策，對(duì)下發(fā)布到每個(gè)園林行業(yè)。完善宣傳機(jī)制，讓公眾對(duì)該技術(shù)有充分了解，做到全力配合。

3.2 堅(jiān)持適用性技術(shù)原則

北方主要城市園林綠化廢棄物再利用應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況而定，要因地制宜，結(jié)合本地的地理環(huán)境、市區(qū)情況、市場(chǎng)狀況，分別選擇不同的技術(shù)路線。針對(duì)不同的地理位置和市場(chǎng)狀況，要制定不同的操作方針，從而達(dá)到該項(xiàng)技術(shù)流程的流暢性、針對(duì)性。在廠址的選擇上，需要與科學(xué)選址的原則，運(yùn)輸路線也必須要進(jìn)行合理規(guī)劃，金額能降低運(yùn)輸費(fèi)用。除此以外，需要形成完整且配套的規(guī)章制度，要就近集中處理，在園林綠化行業(yè)內(nèi)形成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的消納系統(tǒng)。

3.3 加大資金投入

我國(guó)北方在園林廢棄物的處理處置技術(shù)的發(fā)展依然處于起步的階段尚，需要大量資金的投入才能實(shí)現(xiàn)相關(guān)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)基地的建設(shè)、關(guān)鍵技術(shù)的推廣、示范基地的建成和規(guī)模化產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)和建設(shè)。因此，政府部分要高度重視，加大資金投入。政府也要號(hào)召其他園林行業(yè)及各相關(guān)企業(yè)，由上到下，提供資金支持。

3.4 創(chuàng)造良好的科研環(huán)境

政府要給科研機(jī)構(gòu)一定的科研經(jīng)費(fèi)支持，讓科研機(jī)構(gòu)的工作能夠順利進(jìn)行，也是為了能讓科研機(jī)構(gòu)的自主創(chuàng)新有最充足的保障，除此以外，在工作環(huán)境以及配套生活設(shè)施的投入上也不能忽視，要?jiǎng)?chuàng)造良好的環(huán)境，才能讓科研人員的研究動(dòng)力更加充足，才能在園林廢棄物回收利用上有更多的創(chuàng)新，才能進(jìn)一步推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)的突破以及推廣。

3.5 倡導(dǎo)政府優(yōu)先采購(gòu)的原則

回收再利用產(chǎn)品的購(gòu)買首先從政府部門的采購(gòu)著手，政府用實(shí)際行動(dòng)引領(lǐng)回收再利用商品的使用行動(dòng)，并且利用采購(gòu)行為展現(xiàn)政府對(duì)園林廢棄物再利用相關(guān)技術(shù)的支持。政府的采購(gòu)所展現(xiàn)出來(lái)的示范作用，有利于該行為的推廣，更能推進(jìn)行業(yè)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變。

3.6 發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用

關(guān)注產(chǎn)品市場(chǎng)需求，在國(guó)家政策支持下，實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)供銷”的循環(huán)利用模式。在現(xiàn)有幾家企業(yè)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展園林廢棄物回收產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣，加強(qiáng)市場(chǎng)上的宣傳，讓該循環(huán)模式被大眾熟知并接受。此外，鼓勵(lì)企業(yè)家投資開(kāi)展園林廢棄物和其他廢物循環(huán)利用試點(diǎn)，使園林廢棄物處理由政府的社會(huì)公益行為轉(zhuǎn)變?yōu)槠髽I(yè)的社會(huì)服務(wù)經(jīng)濟(jì)行為，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性，并由市場(chǎng)設(shè)立專門的管理公司，對(duì)城市園林廢棄物進(jìn)行收集和綜合治理，讓市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)該體系的完善與發(fā)展。

4 北方園林綠化廢棄物堆肥技術(shù)應(yīng)用路徑

由于園林綠化廢棄物的主要成分是有機(jī)物，因此有兩種方法可以對(duì)其進(jìn)行再利用。一是對(duì)園林綠化廢棄物進(jìn)行一定的處理后再利用，如生產(chǎn)有機(jī)肥料、花木基質(zhì)、城市綠地土壤覆蓋、土壤改良添加劑等，即是充分利用科學(xué)技術(shù)，完成有機(jī)物的轉(zhuǎn)化；二是直接有效地作為資源利用，如草坪修剪材料可直接粉碎后返回綠地，就近就可進(jìn)行二次的處理與利用。

4.1 堆肥技術(shù)分類

堆肥技術(shù)多種多樣，根據(jù)堆料方式，主要分為間歇堆料和連續(xù)堆料法，也可以分為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)發(fā)酵方法，在其中根據(jù)堆料環(huán)境，還可以分成耗氧法和厭氧法，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。目前我國(guó)實(shí)行的堆肥過(guò)程，尤其是園林綠化廢棄物的堆肥過(guò)程，大多是好氧堆肥。好氧堆肥系統(tǒng)是一種高溫快速堆肥系統(tǒng)，它的堆肥周期比較短，溫度一般為55℃，最高可達(dá)60℃。在厭氧堆肥系統(tǒng)中，空氣與發(fā)酵原料隔離，堆肥溫度低，相對(duì)于好氧堆肥系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，厭氧堆肥系統(tǒng)的應(yīng)用工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，堆肥成品中殘留的氮較多，但此系統(tǒng)堆肥中期時(shí)間長(zhǎng)，一般耗時(shí)一個(gè)月，臭味強(qiáng)烈，分解力度不夠，有效性相對(duì)較弱。

4.2 高溫快速堆肥技術(shù)介紹

園林廢棄物堆肥化是將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為土壤所能接受和急需的有機(jī)養(yǎng)分或腐殖質(zhì)。這種腐殖質(zhì)與土壤結(jié)合形成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)復(fù)合體，拋棄傳統(tǒng)的園林垃圾焚燒和填埋的方式，成為園林垃圾更好的出路，如此既能夠解決環(huán)境污染的問(wèn)題，也能實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化處理，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供腐殖質(zhì)，形成一種良性的自然循環(huán)。該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于粉碎原料以及微生物講解，主要的加工設(shè)備包含粉碎機(jī)、輸送機(jī)等必要設(shè)備，而且對(duì)于樹(shù)枝等強(qiáng)度較高的園林廢棄物的粉碎來(lái)說(shuō)，粉碎機(jī)的性能要求相對(duì)較高。微生物降解技術(shù)是通過(guò)調(diào)節(jié)和控制溫度、濕度、供氧量等參數(shù)，將選定的微生物產(chǎn)品添加到園林綠化廢棄物中，為這些微生物提供最佳的生存環(huán)境?；景l(fā)酵過(guò)程包括預(yù)處理、主發(fā)酵、后發(fā)酵、后處理和貯藏。

5 園林綠化廢棄物循環(huán)利用的價(jià)值體現(xiàn)

5.1 提高了生態(tài)效益

園林綠化建設(shè)工作本身就是一個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)工程,城市園林在綠化建設(shè)的管理中,對(duì)于植物補(bǔ)肥、施肥以及對(duì)土壤進(jìn)行整理等各個(gè)環(huán)節(jié)有著嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范。園林綠化廢棄物經(jīng)過(guò)二次循環(huán)處理加工后,可以重新投入使用到園林綠化中,加強(qiáng)其土壤結(jié)構(gòu)特性,平衡土壤中各種微生物及各種元素,重新激活土壤的生態(tài)活性。園林綠化廢棄物經(jīng)過(guò)處理后再形成堆肥,再次被廣泛應(yīng)用于園林綠化中,達(dá)到了對(duì)生態(tài)環(huán)境的自我保護(hù)循環(huán),從而增強(qiáng)了對(duì)環(huán)境的自我修復(fù)能力,提高了生態(tài)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

5.2 提高了經(jīng)濟(jì)效益

我國(guó)政府每年在城市園林綠化方面都需要投入大量資金，園林綠化廢棄物的再利用，可以減少政府在綠化方面的資金投入，充分提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益同步發(fā)展的目標(biāo)。

5.3 有利于可持續(xù)發(fā)展

當(dāng)今中國(guó)，我們堅(jiān)持著可持續(xù)發(fā)展理念，建立健全美麗中國(guó)。園林綠化廢棄物的循環(huán)利用，是踐行該理念的實(shí)際性操作，為可持續(xù)發(fā)展的方針提供了源源不斷的動(dòng)力。堅(jiān)持園林綠化廢棄物的循環(huán)再利用就是在貫徹落實(shí)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展道路，真正做到落到實(shí)處，政府進(jìn)行相關(guān)的舉措，也起到很好的引領(lǐng)作用和模范作用，形成由上到下，全民綠色化生活的良好風(fēng)氣。

6 廢棄物堆肥的利弊

6.1 堆肥在實(shí)際生活中具有很大的優(yōu)勢(shì)與可行性

首先，堆肥不需要使用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行控制，減少減輕了土傳病害，這是目前公認(rèn)的一點(diǎn)。其次，堆肥在土壤改良方面也起到巨大作用，堆肥可以改善土壤的結(jié)構(gòu)和環(huán)境，提高土壤的活性，減少土壤具有的潛在侵蝕，可以說(shuō)，堆肥是良好的改良劑。第三，堆肥的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，堆肥不僅可以用于植株的栽培，還可以作為養(yǎng)殖墊料來(lái)使用，比如，把堆肥直接鋪設(shè)在養(yǎng)殖圈內(nèi)，代替秸稈、鋸末、稻殼等養(yǎng)殖墊料的使用，可以起到吸附動(dòng)物排泄物的作用，充分減輕了環(huán)境污染，也為動(dòng)物提供了舒適的環(huán)境。

6.2 堆肥技術(shù)本身也存在有一部分的弊端。

首先值得注意的是，堆肥技術(shù)所需的各項(xiàng)機(jī)械儀器成本較高，平均都在幾十萬(wàn)左右，一些更先進(jìn)的設(shè)備價(jià)格甚至上達(dá)百萬(wàn)。其次，堆肥的處理、發(fā)酵和成品都需要占用土地資源，多了項(xiàng)土地成本的開(kāi)支。第三，堆肥的發(fā)酵過(guò)程往往會(huì)受到天氣和溫度的影響，部分南方地區(qū)氣候環(huán)境溫潤(rùn)，可以全年給堆肥發(fā)酵提供良好的環(huán)境，比如我國(guó)的四川省，然而大部分北方地區(qū)無(wú)法全年為堆肥發(fā)酵提供有利的自然條件，這就需要通過(guò)人為的操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。第四，堆肥釋放養(yǎng)分的過(guò)程格外緩慢，需要大量使用才能緩慢釋放，才能漸漸達(dá)到化學(xué)氮肥的肥效水平。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，園林綠化廢棄物作為一種可再利用的資源，具有非常廣闊的再利用前景，其再利用價(jià)值非常高。對(duì)于園林垃圾的循環(huán)利用充分展現(xiàn)了我國(guó)一直以來(lái)堅(jiān)持貫徹的可持續(xù)發(fā)展道路，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，為我國(guó)土壤生態(tài)的發(fā)展造就了良好的前景。希望國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的人關(guān)注這一領(lǐng)域的研發(fā)，使園林綠化產(chǎn)生的廢棄物不再被當(dāng)作垃圾填埋、焚燒或隨意處置，而是成為可再生資源，真正實(shí)現(xiàn)資源的變廢為寶。