第二章　餐厨垃圾堆肥化处理

第一节　概述

一、堆肥化及堆肥的定义

堆肥化（Composting）就是利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，以及由人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有控制地促进来源于生物的有机垃圾发生生物稳定作用，使可被生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。

这个定义具有以下3个方面的定义：

①强调作为堆肥化的原料是来自生物的有机垃圾，是生活垃圾中可降解的有机成分；

②强调堆肥过程是在人工控制条件下进行，采取有效措施促进生物分解，不同于垃圾的自然腐烂与腐化；

③强调堆肥过程发生“生物稳定”（Biostabilization）作用，既说明堆肥化的实质是生物化学过程，又说明了实现无害化的条件，堆肥产品对环境无害，即垃圾达到相对稳定。

垃圾经过堆肥化处理，制得的成品叫做堆肥（Compost）。它是一类呈深褐色、质地疏松、有泥土气味的物质，形同泥炭、腐殖质含量很高，故也成为“腐殖土”，是一种具有一定肥效的土壤改良剂和调节剂。

二、堆肥化分类

堆肥化系统常用的分类方法有以下3种：

①按需氧程度，可分为好氧堆肥和厌氧堆肥；

②按温度，可分为中温堆肥和高温堆肥；

③按场所，可分为露天堆肥和机械密封堆肥。

习惯上一般按好氧堆肥与厌氧堆肥区分。现代化堆肥工艺，基本上都是好氧堆肥，这是因为好氧堆肥具有温度高、基质分解比较彻底、堆制周期短、异味小、可以大规模采用机械化处理等优点。厌氧堆肥是利用厌氧微生物完成分解反应，其特点是空气与堆肥相隔绝、温度低、工艺比较简单以及产品中氮保存量比较多，但堆制周期较长，异味浓烈，产品中杂有分解不充分的物质。

三、堆肥的原料要求

堆肥原料特性（CJ/T 3059—1996）如下。

①密度　适用于堆肥的垃圾密度一般为350～650kg/m3。

②组成　组成中（湿重）有机物含量不少于20%。

③含水率　适合堆肥的垃圾含水率为40%～60%。

④碳氮比（C/N）　适合堆肥的垃圾碳氮比为（20∶1）～（30∶1）。

餐厨垃圾的特点是有机质含量非常高，含水率也相当高，不可堆腐的惰性物质和其他杂质含量很少，有害物质含量甚微，无需像处理生活垃圾那样经过复杂的前处理和后处理，投入的技术力量较少，就可生产出高质量的堆肥，是很有前途的堆肥原料。

四、堆肥的原则

对于任何一种堆肥工艺，都应当研究如何能充分地利用微生物的分解作用，以保证将有机废弃物转化为有用的物质。工艺控制的目的在于：

①分解过程尽量充分、完善；

②杀灭垃圾中的病原体；

③杀灭有害昆虫卵，避免昆虫繁殖；

④破坏垃圾中有害昆虫卵，避免昆虫繁殖；

⑤保留N、P、K等营养物的最大含量；

⑥减少臭味；

⑦减少完成整个堆肥工艺所需的时间；

⑧ 减少堆肥过程中的占地面积。

五、堆肥的产品质量和卫生要求

堆肥产品质量（以干基计）如下。

①粒度。农用堆肥产品粒度≤12mm，山林果园用堆肥产品粒径≤50mm；

②含水率≤35%；

③pH值为6.5～8.5；

④全氮（以N计）≥0.5%；

⑤全磷（以P2O5计）≥0.3%；

⑥全钾（以K2O计）≥1.0%；

⑦有机质（以C计）≥10%；

⑧ 重金属含量。总镉（以Cd计）≤3mg/kg；总汞（以Hg计）≤5mg/kg；总铅（以Pb计）≤100mg/kg；总铬（以Cr计）≤300mg/kg；总砷（以As计）≤30mg/kg。

堆肥无害化卫生要求如下。

①堆肥温度（静态堆肥工艺）大于55℃持续5d以上；

②蛔虫死亡率为95%～100%；

③粪中大肠菌为10-1～10-2。

六、欧洲国家的堆肥质量和质量保证概况

欧洲国家的实践证明，堆肥技术决定堆肥质量，堆肥质量影响市场，堆肥质量保证系统为有机垃圾再利用提供了较好的机会。欧洲国家在具体的有机垃圾堆肥的实施措施上，首先推行有机垃圾分类收集，并由专门的质量监督部门对堆肥设施的设计进行审查，生产的堆肥产品必须在经过严格的产品质量检测后才能进入市场，并配备质量标志或质量证书，由此形成有机垃圾堆肥产品质量保证系统，保证了堆肥产品的市场销售。

欧洲各国独立的质量保证机构，如奥地利的堆肥协会，依据奥地利堆肥研究所的标准进行堆肥产品检查；比利时的农业部和堆肥促进机构VLCO；丹麦的垃圾委员会工作组DAOFA；德国的堆肥联邦监督委员会，德国质保和标记RAL研究所实施对堆肥产品质量的检测；荷兰的堆肥设施经营者联合会WAV，其堆肥质量证书的颁发部门是KIWA。

一般欧洲国家针对不同作物、不同土壤等基础条件形成不同用途的堆肥质量系列产品，每类产品都配备使用推荐说明。例如，奥地利的有机垃圾堆肥产品分为Ⅰ级和Ⅱ级或A级和B级；比利时分为绿色堆肥和生物堆肥。德国的堆肥产品分为新鲜堆肥和熟化堆肥；荷兰分为一般堆肥和上等堆肥。法国的堆肥产品均按国家制定的《有机土壤改良剂》标准销售，由于动物粪便堆肥中氮、磷、钾含量高，可按有机肥出售，并实行了生活垃圾堆肥《质量检验合格证》，对优良的垃圾堆肥产品进行认证，并制定了垃圾堆肥的A级和B级质量标准。

为保证有机垃圾堆肥产品的质量，欧洲国家对有机垃圾的有害物质含量提出了明确要求，例如，奥地利对有机垃圾质量把握不准时就进行研究分析，以得出准确的数据。丹麦自1997年1月1日起每年必须对所有出售的堆肥产品进行一次有害物质检查。德国每年要对一些堆肥设施进行检验审批，以确保堆肥产品质量。

欧洲各国在堆肥标准的设计范围与重金属限值方面的规定是存在差别的，见表2-1。

欧洲国家对有机垃圾堆肥产品的卫生要求也是很严格的，例如，奥地利根据有机垃圾发酵过程和最终产品来验证传染病菌情况。发酵过程要求4d，原料含水量>40%，温度要求65℃，并每天测试。堆肥产品不许滋生病菌。丹麦、德国、荷兰等对堆肥产品的卫生要求也有具体的规定。

在加强堆肥产品质量立法上，欧洲国家还通过对堆肥产品的质量评鉴来加强堆肥设备的评鉴。例如，奥地利建设了18座具有质量保证的堆肥设施。比利时、德国、荷兰、瑞士等也就此进行了规划设计。

总之，欧洲国家的垃圾堆肥产品质量标准体系，是值得我国在制定有机垃圾堆肥质量标准和有关政策时借鉴的。