蚯蚓堆肥用于我國農(nóng)村生活垃圾處理探討

1、蚯蚓堆肥用于我國農(nóng)村生活垃圾處理探討1.農(nóng)村生活垃圾是指在農(nóng)村日常生活中或?yàn)檗r(nóng)村生活提供服務(wù)活動中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定為生活垃圾的固體廢物。據(jù)調(diào)查,我國農(nóng)村每天產(chǎn)生的生活垃圾量達(dá)到100 多萬噸,每年產(chǎn)生3.6 億噸, 農(nóng)村生活垃圾在露天的堆放量超過30%大部分生活垃圾未經(jīng)處理, 不僅成為蚊蠅的滋生地, 也成為地表水和地下水重要的面源污染.現(xiàn)有的生活垃圾處理處置的方法基本上是衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥、綜合利用等本文試圖對蚯蚓堆肥用于我國農(nóng)村生活垃圾處理進(jìn)行初步的探討蚯蚓堆肥處理技術(shù)的原理及工藝方法 原理：利用蚯蚓食腐、食性廣、食量大及其消化道可分泌出蛋白酶、脂肪分解酶、纖維分解酶、

2、甲殼酶、淀粉酶等酶類的特性, 將經(jīng)過一定程度發(fā)酵處理的有機(jī)固體廢物作為食物喂食給蚯蚓, 經(jīng)過蚯蚓的消化、代謝以及蚯蚓消化道的擠壓作用轉(zhuǎn)化為物理、化學(xué)以及生物學(xué)特性都很好的蚓糞, 從而達(dá)到無害化、減量化、資源化的目的。方法：蚯蚓生物反應(yīng)器和土地處理法1.蚯蚓生物反應(yīng)器法：可以和垃圾源頭分類相配合, 對混合收集的垃圾需要進(jìn)行分選、粉碎、噴濕、傳統(tǒng)堆肥等預(yù)處理。2.土地處理法:在田地里采用簡單的反應(yīng)床或反應(yīng)箱進(jìn)行蚯蚓養(yǎng)殖并處理生活垃圾的一種方法, 是目前應(yīng)用較多的一種方法。此方法不僅適用于處理分類后的有機(jī)垃圾, 而且適用于處理現(xiàn)階段的混合垃圾。蚯蚓堆肥處理技術(shù)的主要影響因素1.蚯蚓品種2.環(huán)境溫度3

3、.物料C / N4.接種密度5.其他因素1.蚯蚓品種 蚯蚓是一種雜食性的環(huán)節(jié)動物, 喜歡生活在富含有機(jī)質(zhì)和濕潤的土壤中。目前世界上生存的蚯蚓有6 000 多種, 從中選育生存能力強(qiáng)、成活率高和適合人工養(yǎng)殖的蚓種對于農(nóng)村生活垃圾處理至關(guān)重要。在國內(nèi)外垃圾處理實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛的是赤子愛勝蚓。赤子愛勝蚓生長周期短, 繁殖率高, 便于管理, 食性廣泛, 適于在室內(nèi)外養(yǎng)殖; 喜好在廝肥、污泥、固體廢物堆等地方生活, 是處理有機(jī)廢棄物的優(yōu)良蚓種。在一般的養(yǎng)殖條件下年繁殖率可達(dá)1 000倍, 以重量計(jì)可達(dá)100 倍以上赤子愛勝蚓環(huán)境溫度 蚯蚓是變溫動物, 其體溫隨環(huán)境的變化而變化。蚯蚓分解處理溫度應(yīng)控制在0

4、29 , 最適溫度為2025。若溫度超過30 , 蚯蚓數(shù)量開始減少, 溫度超過35, 蚯蚓就無法生存而死亡， 從而影響其處理能力。堆料濕度 蚯蚓是濕生動物, 水是其生存的必要條件。一般情況下濕度PF 為2.7 左右, 最低濕度PF 不能低于3.4。蚯蚓的呼吸是通過體表吸收溶解在體表含水層的氧氣, 因此堆料濕度對其生存非常重要。如果生活垃圾中含水量過低, 蚯蚓就會因脫水而萎縮, 進(jìn)而呈半休眠狀, 長時(shí)間會導(dǎo)致其死亡; 但含水量過高,蚯蚓會因?yàn)楣┭醪蛔愣舷⑺劳觥Ｎ锪螩 / N 待處理的有機(jī)廢棄物是蚯蚓新陳代謝和生長繁殖所需物質(zhì)和能量的供應(yīng)者, 其營養(yǎng)性如C / N 值對蚯蚓堆肥處理效果有很大的影

5、響。Ndegwa P M 等的研究認(rèn)為, 待處理物料C / N 值為25 時(shí)蚯蚓可以獲得最高的生殖率以及最高的攝食能力, 而且堆制后的產(chǎn)物具有較高的肥力并對環(huán)境污染最小。Elvira C 等通過實(shí)踐認(rèn)為, C / N 在28 左右時(shí)發(fā)酵過程最快, 因此正常情況下, C / N 為25 35 時(shí)最佳。如果農(nóng)村生活垃圾的C / N 值較低, 可通過添加家畜糞或秸稈來調(diào)節(jié)。接種密度 蚯蚓的接種密度太大容易造成擁擠使蚯蚓個(gè)體之間產(chǎn)生抑制作用, 影響蚯蚓的生長繁殖; 密度太小又會降低有機(jī)廢棄物的處理效率。Ndegwa PM 等的研究認(rèn)為1.6 kg / m2的投放密度可實(shí)現(xiàn)最佳的處理效果。其他因素 蚯蚓

6、生存的pH 值范圍為6 8.5 , 最佳pH 值為6.8 。蚯蚓自身對環(huán)境有一定的pH 調(diào)節(jié)能力, 但只限于弱酸和弱堿。對于強(qiáng)酸堿性的農(nóng)村生活垃圾可通過預(yù)處理或用水淋洗或添加石灰調(diào)節(jié)到最佳pH 值范圍。蚯蚓是好氧性環(huán)節(jié)動物, 在應(yīng)用時(shí)應(yīng)保證良好的通氣條件, 盡量避免環(huán)境缺氧。3.蚯蚓堆肥用于農(nóng)村生活垃圾處理的可行性論證3.1蚯蚓堆肥理論研究3.2 蚯蚓堆肥用于農(nóng)村生活垃圾處理的可行性3.3 蚯蚓處理生活垃圾應(yīng)用實(shí)例3.1蚯蚓堆肥理論研究 Edwards C A的研究表明, 蚯蚓每天能消耗超過自身體重一半的有機(jī)廢物并使廢物的體積減少大約50% , 而且還可收獲蚓體和蚓糞兩種非常有用的產(chǎn)物, 前者

7、可從中提取酶、氨基酸和生物制品; 后者干凈衛(wèi)生、透氣性好、持水力強(qiáng)、無臭且富含植物所需并易為植物利用的營養(yǎng)元素, 是一種高級的有機(jī)肥; 進(jìn)一步的研究表明蚓糞對植物土傳病害也有一定的抑制作用。3.2 蚯蚓堆肥用于農(nóng)村生活垃圾處理的可行性 與城市生活垃圾相比, 農(nóng)村生活垃圾中有機(jī)物含量較高。褚巍通過對合肥市9 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)10 個(gè)村調(diào)研、分析得出其農(nóng)村生活垃圾中有機(jī)物含量平均在80% 左右, 無機(jī)物含量在20% 左右。這為應(yīng)用蚯蚓處理農(nóng)村生活垃圾技術(shù)提供了可行性。一般農(nóng)村生活垃圾中, 重金屬含量并不高。蚯蚓處理農(nóng)村生活垃圾后, 蚯蚓體內(nèi)重金屬的富集含量通常低于海洋魚類、藻類、飼料及人體內(nèi)的相應(yīng)含量。因此

8、可以認(rèn)為蚯蚓在處理一般農(nóng)村生活垃圾后, 能安全地進(jìn)入食物鏈, 作為禽、畜、魚類的添加飼料。蚓糞中重金屬含量也均在國內(nèi)外土壤背景值范圍內(nèi), 所以蚓糞施入農(nóng)田不會引起土壤的重金屬污染。3.3 蚯蚓處理生活垃圾應(yīng)用實(shí)例 法國1991 年在羅納河畔的Lavoulte 市建立了世界上第一座利用蚯蚓處理城市生活垃圾的工廠,日處理垃圾20 30 t , 僅需4 個(gè)工人操作, 垃圾的處理成本每噸約為360 法國法郎。美國從治理環(huán)境出發(fā), 在全國推行“后院蚯蚓堆肥法”。由于措施得力, 受到了公眾的支持。洛杉磯蚯蚓養(yǎng)殖場飼養(yǎng)蚯蚓100 萬條, 每月處理垃圾7. 5 萬t 。加利福尼亞州一個(gè)公司養(yǎng)蚯蚓5 億條, 每

9、天處理廢棄物200 t 。2000年澳大利亞悉尼奧運(yùn)會期間, 利用4 千萬條蚯蚓處理奧運(yùn)村生活垃圾, 做到垃圾不出村就地消納。加拿大安大略省克勞克利用蚯蚓每天處理垃圾20 t, 同時(shí)獲得十幾噸蚓糞和大量鮮蚓。 20 世紀(jì)80 年代中期, 清華大學(xué)環(huán)境工程研究所便開始了養(yǎng)殖蚯蚓處理城市生活垃圾的可行性研究, 2000 年北京海淀區(qū)環(huán)衛(wèi)所在清華大學(xué)工作的基礎(chǔ)上, 在三星莊垃圾處理場建立了一座蚯蚓處理生活垃圾中試裝置, 并投入生產(chǎn)運(yùn)行。2002 年, 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在河北唐山建立了大型蚯蚓生物反應(yīng)器,每天處理有機(jī)垃圾6 t , 同時(shí)產(chǎn)出生物肥料45 t 。與國外相比, 該生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)更簡單, 成本更

10、低, 不僅適宜處理農(nóng)村人畜糞便, 而且能高效處理城鄉(xiāng)生活垃圾, 更適合在我國推廣應(yīng)用。4蚯蚓堆肥用于農(nóng)村生活垃圾處理的技術(shù)路線 采用蚯蚓堆肥處理農(nóng)村生活垃圾合理選擇蚯蚓品種是很重要的, 國內(nèi)外常用的是赤子愛勝蚓。采用蚯蚓堆肥處理前需要必要的垃圾分選, 將不能為蚯蚓利用或?qū)︱球咎幚聿焕奈镔|(zhì)( 如金屬、玻璃、塑料、橡膠等) 去除, 然后再進(jìn)行粉碎、噴濕、傳統(tǒng)堆肥等預(yù)處理, 將其中的大部分致病微生物、寄生蟲和蒼蠅幼蟲殺死, 從而實(shí)現(xiàn)無害化。圖1 為蚯蚓堆肥用于農(nóng)村生活垃圾處理的技術(shù)路線。圖1 蚯蚓堆肥用于農(nóng)村生活垃圾處理的技術(shù)路線同時(shí)在蚯蚓處理過程中需合理調(diào)節(jié)C / N 值、空隙度、溫度、濕度、通

11、氣度等因素, 為蚯蚓的生長繁殖創(chuàng)造良好的條件, 從而提高其垃圾處理效果。5 結(jié)論與展望 在我國, 蚯蚓用于處理農(nóng)村生活垃圾還處于起步階段, 仍存在著相關(guān)的技術(shù)難題。基于農(nóng)村和農(nóng)村生活垃圾的特點(diǎn), 建議在以下方面加強(qiáng)研究開發(fā)工作:( 1 ) 根據(jù)農(nóng)戶分散居住的特點(diǎn)和社會主義新農(nóng)村建設(shè)的要求, 研究開發(fā)和推廣成本較低的小型蚯蚓生物反應(yīng)器, 以農(nóng)戶家庭或村鎮(zhèn)為單位, 對農(nóng)村生活垃圾進(jìn)行源頭處理。( 2 ) 針對農(nóng)村生活垃圾的特點(diǎn), 引進(jìn)、篩選、培育垃圾處理效果好、繁殖率高、適應(yīng)性強(qiáng)、蚓糞肥效好的蚯蚓品種。( 3 ) 根據(jù)蚯蚓與微生物的協(xié)同作用, 加強(qiáng)篩選、培育相關(guān)的微生物, 共同提高生活垃圾處理效率, 并得到肥效更好的產(chǎn)物。( 4 ) 針對農(nóng)村土地資源豐富、勞動力充裕的優(yōu)勢, 加強(qiáng)研究開發(fā)和推廣農(nóng)村生活垃圾土地處理法,在解決農(nóng)村生活垃圾問題的同時(shí), 解決