好氧發酵技術在農村易腐垃圾處理中的應用研究

摘要：好氧發酵技術通過將易腐垃圾中的有機物質轉化為腐殖質及小分子化合物，實現有機廢棄物的快速降解和穩定化。該技術不僅處理效率高，而且產物富含多種營養元素，適合作為有機肥料應用于農業生產，有助于減少化肥使用，促進農業可持續發展。基于此，探討好氧發酵技術在農村易腐垃圾處理中的應用優勢，并針對當前農村面臨的挑戰，提出相應的對策，旨在為農村環境治理和資源化利用提供科學依據。

關鍵詞：好氧發酵技術；易腐垃圾；處理

中圖分類號：S141.4；X705 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）11-0060-03

Research on the Application of Aerobic Fermentation Technology in the Treatment of Perishable Waste in Rural Areas

SHENG Tao

（Tengzhou City Environmental Health Management and Service Center， Tengzhou 277500， China）

Abstract： Aerobic fermentation technology converts organic matter in perishable waste into humus and small molecule compounds， achieving rapid degradation and stabilization of organic waste. This technology not only has high processing efficiency， but also produces products rich in various nutrients， which are suitable for use as organic fertilizers in agricultural production， helping to reduce the use of chemical fertilizers and promote sustainable agricultural development. Based on this， this paper explores the application advantages of aerobic fermentation technology in the treatment of perishable waste in rural areas， and proposes corresponding countermeasures for the challenges currently faced by rural areas， aiming to provide scientific basis for rural environmental governance and resource utilization.

Keywords： aerobic fermentation technology; perishable waste; treatment

2023年，我國農村生活垃圾產生量近3億t，僅有不足50%的生活垃圾得到無害化處理。隨著城鄉居民生活水平的提高，生活垃圾的產生量也以每年8%～9%的速率急劇增加，其中易腐垃圾占40%～60%。在建設無廢城市的背景下，易腐垃圾作為居民生活垃圾的主體部分，其無害化處理與資源化利用已成為生活垃圾處理的重點和難點。厭氧發酵、填埋、焚燒等傳統垃圾處理方式既會造成資源浪費，又不利于保護環境[1]。

農村垃圾資源化利用是當前農村垃圾治理研究的熱點。農村易腐垃圾資源化處理的研究能夠為我國農村地區的環境改善和綠色發展提供理論支撐和實踐經驗，具有重要的理論價值和實踐意義。

1 好氧發酵技術概述

1.1 原理

好氧發酵技術是在有氧條件下，利用好氧微生物的生命活動，將有機物料轉化為二氧化碳和小分子有機化合物，從而實現有機物料的減量化、穩定化降解。物料發酵過程會持續聚集大量的熱，溫度高達60 ℃，對病原菌和雜草種子等有殺滅作用，可實現廢棄物的資源化利用。

1.2 特點

1.2.1 處理效率高

好氧發酵中的微生物代謝十分活躍，通過快速分解有機物，加速垃圾的降解，使有機物在短時間內轉化為腐殖質及營養豐富的物質，處理周期短、效率高。

1.2.2 產物資源化利用水平高

發酵后的產物富含腐殖質及氮、磷、鉀等多種營養元素，極易被植物吸收利用，能夠促進作物生長，提高土壤肥力。同時，可減少化肥使用，實現廢棄物的資源化利用，促進農業實現可持續發展。

1.2.3 環境友好

在好氧條件下，微生物分解有機物時產生的氣體、液體等副產物均可得到有效控制與處理，避免產生二次污染，符合綠色、低碳的可持續發展理念。

2 好氧發酵工藝流程

2.1 發酵設備選用及流程設置

罐式好氧發酵機是高溫好氧發酵技術的核心設備，具有雙層圓筒形罐體，發酵倉高度一般為4～5 m，使用時從頂部加入物料，從下部斜斗出料。發酵機底部采用高壓旋渦風機強制通風供氧，以維持倉內物料的好氧發酵。結合易腐生活垃圾的特性，設置生物好氧堆肥流程，如圖1所示。

2.2 原料預處理

原料預處理是好氧發酵工藝的關鍵環節。農村易腐垃圾種類繁多，包括果皮、枝葉、秸稈及廚余垃圾等，這些垃圾在投入發酵前需要進行嚴格的分揀和破碎處理。分揀處理旨在去除其中的雜質和大塊物料，如塑料、金屬等不可降解物質，以減少對發酵過程的干擾。破碎處理有助于減小物料的粒徑，增加其表面積，從而提高微生物的附著率和發酵效率。預處理確保發酵原料的純凈度和均勻性，為后續步驟的順利進行奠定良好的基礎。

2.3 物料參數的調整

為保證好氧發酵順利進行，需根據發酵工藝的要求，調整物料的含水率、碳氮比等關鍵參數。其中，適宜的含水率有助于微生物的生長和繁殖，而含水率過高則可能導致物料結塊、通氣不良，影響發酵效果。溫度是影響微生物生長和繁殖的重要因素之一，可通過加熱或通風等方式，將發酵溫度控制在適宜范圍。通風量則直接影響物料中的氧氣含量和微生物的活性，應根據發酵進度和物料狀態適時調整。此外，需要定期對發酵物料進行翻堆處理，以促進物料均勻發酵，并防止出現局部過熱或厭氧現象。精細的控制可確保發酵過程的穩定性和高效性。

2.4 產物后處理

發酵完成后的產物需經過干燥、篩分等后處理步驟，以制成符合標準的有機肥料。干燥處理可以去除產物中的多余水分并提高其穩定性；篩分處理可以去除其中的大顆粒雜質并調整產物的粒度分布。后處理產物不僅具有良好的物理性狀和較高的養分含量，而且易于儲存和運輸。這些有機肥料可以直接應用于農田，為作物提供豐富的養分。

3 好氧發酵處理產物的理化性質

好氧發酵處理完成后，對產物進行全面的理化性質分析、重金屬含量檢測、無害化評估以及植物兼容性測試。生物處理產物的理化性質如表1所示，生物處理產物的重金屬含量如表2所示。

由表1、表2可知，生物好氧堆肥產物的各項指標均符合《有機肥料》（NY/T 525—2021）的要求，且重金屬未超標，說明好氧發酵技術在提升肥料品質方面表現出色[2]。

4 好氧發酵技術在農村應用的可行性

4.1 農村土地資源豐富

農村空間廣闊，農田、果園、林地等自然資源豐富。好氧發酵后的產物，如腐熟的有機肥料，可以直接施用于農田[3]。

4.2 農村勞動力充足

農民具有豐富的農業生產經驗和實際操作能力，在好氧發酵過程中，原料的預處理、發酵物料的翻堆、發酵產物的收集與包裝等環節都需要一定的人工操作。因此，在農村地區推廣好氧發酵技術，不僅可以充分利用當地的人力資源，還能為農民提供就業機會，增加農民收入，推動農村經濟發展。

4.3 好氧發酵技術的運行成本較低

相比其他復雜的垃圾處理技術，好氧發酵所需設備相對簡單，易于采購、安裝和維護，且成本較低。同時，好氧發酵對能源和化學品的投入較小，運行成本也相對較低。這使得農村地區在資金有限的情況下也能夠承擔好氧發酵技術的投資和運營成本[4]。

5 農村應用好氧發酵技術面臨的挑戰

5.1 農民對好氧發酵的認知不足

由于信息相對閉塞和受傳統觀念的影響，許多農民對于好氧發酵技術缺乏足夠的認識和了解。農民對好氧發酵技術的工作原理、操作流程、環保效益等方面可能存在疑慮或誤解，從而影響技術的接受度和應用效果。

5.2 垃圾復雜性和不均勻性較大

農村地區的易腐垃圾往往包含蔬菜葉、果皮、畜禽糞便等多種有機物質，其含水率、碳氮比、微生物種類等參數差異較大。農村易腐垃圾的復雜性和不均勻性給預處理和發酵過程控制帶來較高難度。

6 農村應用好氧發酵技術的對策

6.1 強化宣傳引導，營造濃厚氛圍

利用廣播、電視以及鄉村公告板等傳統媒體，定期發布關于好氧發酵技術的科普知識，介紹其原理、優勢及成功案例，增強村民的感性認識。借助互聯網平臺，發布短視頻、圖文解說等內容，利用網絡的廣泛覆蓋性，使更多村民接觸并了解這項技術。

6.2 推行垃圾分類，提高處理效率

一是在農村地區推廣垃圾分類制度，引導村民將易腐垃圾與其他類型的垃圾分開收集，減少交叉污染。二是設置專門的易腐垃圾收集點和預處理設施，對收集的垃圾進行初步的分揀、破碎、調節水分等處理，提高原料的品質和均勻性。

6.3 加大資金投入，助力成果轉化

政府應設立專項資金，用于扶持好氧發酵技術在農村地區的研發、推廣和應用。通過資金扶持，鼓勵企業和科研機構開展技術創新和成果轉化工作，推動技術的不斷進步和完善。

7 結論

好氧發酵技術能夠促進微生物活動，加速垃圾分解，實現無害化處理目標。同時，處理產物可作為有機肥料，直接應用于農田，促進土壤改良與作物生長，為農業可持續發展注入新活力。在技術層面，應結合當地實際優化工藝，降低成本，提升效率；在管理層面，應建立完善的運營機制，加強培訓，確保操作規范；在社會認知層面，應加大宣傳力度，增強公眾的環保意識。

參考文獻

1 李 楠.生活垃圾分類收集與處置案例分析與生命周期評價[D].杭州：浙江大學，2020.

2 農業農村部.有機肥料：NY/T 525—2021[S].北京：中國標準出版社，2021.

3 王曉霞，張 強.農村垃圾處理現狀與資源化利用技術研究進展[J].農業環境科學學報，2019（6）：1234-1242.

4 劉建明，趙麗娜.好氧發酵技術在有機廢棄物處理中的應用及展望[J].環境工程，2022（2）：170-175.