关于固体废弃物资源化生产生物有机肥的探讨
1 生物有机肥的效用
生物有机肥含有较高的有机物质以及具有特定功能的微生物，该类肥料具有改良土壤、提高土壤肥力、减轻作物病虫害、提高农产品质量与产量等方面的效用与优点。
1.1 改善土壤环境与提高肥力
施用有机肥后可增加土壤的有机质含量，而且还能补充植物所需要的养分。有机物经微生物分解后形成腐殖酸，能改善土壤结构，增加土壤中有益微生物的含量，其中的解磷、解钾细菌能有效活化被土壤固定的养分，为作物生长提供适宜的生长环境[1]。另外，土壤有机质直接影响着土壤的保肥性、保水性、保温性、缓冲性和通气性等。
1.2 改善土壤微生态环境，发挥微生物的优势
加有功能菌的生物有机肥含有固氮菌、硅酸盐细菌、溶磷微生物、光合细菌及假单胞菌等一些有益菌，使土壤中的微生态系统结构发生了改变，增强了其固氮、溶磷、解钾等能力[2]，可充分发挥各类功能微生物的优势，调节作物根际菌群平衡，抑制病原菌系列，进而增强了农作物抗病虫害的能力。
1.3 提高农产品产量，改善作物品质
生物有机肥中的微生物在发酵培养的代谢过程中，产生了大量活性物质，如氨基酸或NH4+、维生素、赤霉素及细胞分裂素等，可刺激根系发育，且营养物质易于植物细胞合成，促进了作物生长，使产品品质改善。
2 生物有机肥的原料
我国综合利用固体废弃物生产生物有机肥的原料选用，一方面考虑其有机质的成分、含量，所含的营养物质、元素；另一方面考虑其是否符合进行生物堆肥的条件或要求。目前，我国主要采用的生产原料有：城市污水处理厂的污泥、生活垃圾、禽畜粪便、作物秸秆、酒精厂或醋厂等的废醩液、煤矸石、粉煤灰等。在具体的生产工艺中，可选用其中的一种或几种作为原料。对于多种物料的配合使用，可按其各自的有机质、营养物质含量选用合适的配比，并充分体现不同组分在生物有机肥中的效用，以满足各类或不同用途的生物有机肥的需求。比如，山西省阳泉市某农业科技开发有限公司的生物有机复合肥项目，其主要生产原料为生活污泥（占70%）、鸡粪（占15%）、风化煤（占5%）、醋醩（占5%）、蛭石（占5%），其中生活污泥是作为肥料的基质，鸡粪等可增加有机质，同时提高氮磷钾的含量，而蛭石的作用在于可疏松土壤、保持水分。
3 生物有机肥技术
3.1 生产原理
以固体废弃物为主要原料生产生物有机肥，目前多采用的是堆肥技术，特别是好氧堆肥，该技术具有分解氧化较为彻底，产生恶臭较少的特点。堆肥技术是利用微生物的作用先将固废中易腐化的有机物质进行分解，转变成富含有机质和含有一定量氮、磷、钾等营养元素的熟料，然后根据土壤自然生态结构特点和农作物的生长所必需的营养元素、微量元素和具有固氮、解钾、溶磷等活性作用的有益微生物，配制生产菌液产品[3]。堆肥产生的固剂与培养微生物所制成的菌液相结合可生产出具有综合效应的生物有机肥。
3.2 工艺流程
生物有机肥的生产工艺流程包括固剂载体的生产、菌液的生产以及颗粒肥的生产，如图1所示为生产生物有机肥的一般工艺流程，在具体的生产过程中，可根据不同的要求进行工艺的调整。国内相关的研究[3]～[11]表明，以不同有机固废为原料的生产工艺过程存在着相似性。首先是收集并选取不同类型的固体废弃物，对其进行前期的筛选、处理，并按各自的功能效用进行配比。之后，在对环境、技术条件等的控制下进行堆肥，腐熟后破碎、筛分、烘干，成为固剂载体。与此同时进行的是微生物的培养、营养液的配制及菌液的制备。最后可将固剂与菌液混合并进行造粒等工序而生产出生物有机肥。
 图1 生物有机肥生产工艺流程简图 |
3.3 生产工艺的技术要点
（1）在生物有机肥的生产过程中需有效地控制影响有机废物发酵、微生物繁殖的各因素。主要的影响因素为有机质含量、含水率、碳氮比、堆肥过程的氧浓度和温度以及pH值等［9］。一方面，通过对诸因素的控制满足各微生物菌种的生长繁殖所必需的碳氮比、温度、湿度、pH值、氧量及其它的营养元素；另一方面，不同的营养物质含量可产生不同效果的肥效，比如含碳量高有助于土壤真菌增多，氮则有助于土壤细菌增多，而钙对于作物抗病有明显的效用［12］。
（2）对堆肥产生的恶臭需加以防治与控制，避免二次污染。自然发酵有机废物一般会伴有较浓烈的异味，且污染周围的环境空气，在堆料中加入发酵剂或快速分解菌可在较短时间内使臭气基本消失，且感官效果较好；或者对堆肥场产生的恶臭气体以生物除臭技术等进行处理。
（3）严格控制原料中的重金属含量。在生产前期对固体废物进行筛选预处理的过程中，应排除重金属的干扰，防止在后期的生产过程中微生物中毒，以及成品有机肥中重金属超标，污染土壤及农作物。
（4）生物有机肥的成品应能够满足国家有关生物有机肥产品的质量控制标准，成品经过分析检测，其有机质、腐殖酸、氮、磷、钾及其中微量元素含量、活菌数等应达到或超过国家标准［13］。
4 综合利用固废生产生物有机肥的效益
4.1 环境、社会效益
（1）生物有机肥的使用减少了化肥的施用量，同时减轻了化肥施用所带来的土壤环境污染、农作物产量低及品质差、以及导致的周围空气与水体污染、特别是对人类健康的直接和间接影响。
（2）生物有机肥的应用在一定程度上缓解了目前愈来愈多的有机固体废弃物的污染问题。减少了大面积的土地污染与占用问题，减轻了对河流、湖泊和地下水的污染，改善了固废堆积所散发的恶臭对空气的污染以及抑制了蚊虫等孽生而引起的病原体传播［4］。
（3）有机固体废弃物的产生量较大，生物有机肥的生产以其作为主要的生产原料，较大程度地实现了固体废弃物的减量化。
（4）生物有机肥的施用对于土壤环境与土壤结构、功能的改善，为实施农业可持续发展战略提供了保障。
（5）随着社会对环境保护的日益重视和生态农业的迅速发展，人们越来越崇尚无公害食品，生物有机肥作为优质的“绿色肥料”，也必将推动新兴的“绿色产业”。
4.2 经济效益
（1）我国的有机废物每年的排放量是相当可观的，其中所含的有机成分及氮、磷等有效成分将是一笔不小的财富。比如，一个年出栏10000头的养猪场，平均每天的粪便排放量达17.5t，其中氮和磷的排放量分别可达到105kg和70kg。
（2）化肥生产需消耗大量的能源，生物有机肥的施用意味着化肥使用量的减少，于是就减少了能源的消耗，并使氮的利用率提高，而且在相同作物产量的情况下，可节约氮肥30%以上［4］。
（3）生物有机肥作为一种新型肥料，它集化肥、农家肥的优点于一身，且肥效稳定，使得农作物增产明显，这也必将带来可观的经济收益［3］。
（4）逐步建立以有机废物综合利用、有机肥生产、绿色农产品种植为一体的农业循环型经济生产结构，是实现废物资源化的有效途径，同时也促进了我国绿色食品的发展。
5 生物有机肥的发展趋势与应用前景
环境的日益恶化以及可供人类利用的自然资源的锐减，使人们逐步认识到了控治污染物的排放与进行资源能源的再循环、再利用，才能实现人类社会的可持续发展。农业要走可持续发展的道路，开发生态农业是关键，因而推广生物有机肥的施用成为有效的途径。
5.1 生物有机肥技术的发展趋势
目前，世界各国都在加大生物有机肥的开发生产和推广应用力度，从国内外现状来看，生物有机肥技术的研究发展趋势主要体现在：一是实现生物有机肥类型的多元化生产，包括粒状、粉状、液体型，以及富含不同营养元素和微生物种类的不同功能的有机肥类型；二是不断加强生物技术在生产中的渗透和结合，选育、改造和重组新的菌种，并组合和使用联合菌群，拓宽生物有机肥的作物应用范围以及多功能化［15］。三是提高对有机废物的利用率，尽量选用能耗低的生产工艺技术，严格控制能耗、物耗指标。四是随着技术的发展，不断建立新的标准，控制、提高产品质量，加强质检条件的建设，提高产品质量检测的能力［2］［15］。
5.2 生物有机肥的应用前景
发展生物有机肥既是提供作物营养、实现农业增产增收的需要，也是保护土壤肥力与农村环境、实现循环经济的需要［16］。另外，我国充足的有机废物资源为生物有机肥的生产提供了可靠的原料保障。所以，无论是发展可持续的生态农业、发展无公害、无污染的绿色农产品生产，还是减少农药和化肥的田间施用量以减少环境污染、降低生成成本，以及推动生物技术的发展和高新技术的渗透，都将使得生物有机肥的生产与应用具有良好的前景。
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