蚯蚓床法在城市生活垃圾处理中的应用

论文导读：此外，还有历年存积下的城市生活垃圾60亿吨。在国外颇受欢迎的蚯蚓床法便是一种绿色的城市生活垃圾最终处置方法。蚯蚓床法所能处理的对象是可降解的有机物，而我国现在大部分垃圾是混合垃圾，许多废弃物混于一起，要分离出其中的可降解有机物必需借助垃圾分选设备。
关键词：蚯蚓床，城市生活垃圾，可降解有机物

　　1 前言
　　随着国民经济的迅速发展和城市化进程脚步地加快，我国大多数城市承受着城市垃圾带来的巨大环境压力。1998年我国产城市垃圾1.4亿吨，且以每年10%的速度增长。此外，还有历年存积下的城市生活垃圾60亿吨。绝大多数城市已经陷于垃圾的包围之中，泛滥的垃圾对城市环境造成严重污染，社会每年要消耗大量的人力、物力用于垃圾的清运和处理。所以，探索更科学、更经济的城市生活垃圾处理方法实现城市生活垃圾的减量化、资源化、无害化的治理目标，是我们每一个环保工作者迫在眉睫的任务。
　　2 常用城市生活垃圾处理技术概述
　　世界上的城市生活垃圾处理方法很多，且因各国的具体情况不同而差异很大。目前，我国技术成熟且常用的城市生活垃圾处理方法主要有焚烧法、堆肥法、填埋法。
　　2.1 焚烧法
　　焚烧法具有显著的减量化、处理快速、消灭病原菌等特点。由于我国城市生活垃圾的分类工作才刚开始，分类收集的效果还不是很大，还无法有效的将占垃圾37%～62%以上的厨余物分开[1]，燃烧热值较低。论文参考。同时焚烧法存在着较严重的大气污染问题，它排出的硫氧化物、氮氧化物、二恶英等对大气有着一定的威胁，特别是致癌物质二恶英的危害最大。
　　2.2 堆肥法
　　堆肥法是一种传统的有机废弃物处理工艺，利用自然生长富集的微生物将有机物降解稳定，最终产物可作为肥料或土壤改良剂。但是堆肥技术要受若干因素（比如微生物、温度、湿度、pH等）的限制，不易于控制，致使堆肥产品质量不高，肥效低，销路不畅。
　　2.3 填埋法
　　填埋法具有投资少、不需对废物进行特别的分选收集、可回收沼气等特点，这是一种比较经济的垃圾最终处理方法，所以在世界上应用较普遍。可是该方法稍不慎会严重污染地下水，对填埋的局部地区造成污染，并需要占用宝贵的土地资源。在发达的大城市和沿海地区，人多地少，因而造成城市垃圾无处可填。
　　3 蚯蚓床法对城市生活垃圾的处理
　　由于焚烧、堆肥、填埋的三种处理方法都有很大的使用局限性和产物的二次污染问题，这就迫使人们寻找新的方法来解决城市生活垃圾的处置问题。在国外颇受欢迎的蚯蚓床法便是一种绿色的城市生活垃圾最终处置方法。
　　3.1 蚯蚓床法简介
　　蚯蚓床法是利用蚯蚓喜欢吞食完全腐熟的有机物的特性，从而利用它去除有机物的一种处理城市生活垃圾的生态处理方法。
　　有机废弃物的蚯蚓堆制处理技术(vermicom posting)是近年来发展起来的一项新型生物处理技术[2]。蚯蚓具有惊人的吞噬能力,且其消化道可分泌蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶、甲壳素酶、淀粉酶等多种酶类,对绝大多数有机废弃物有较强的分解作用[3]。有机物质被蚯蚓摄食后,少部分被直接同化利用,大部分经蚯蚓体内的磨碎和挤压作用后以颗粒状排出,起到类似于挤压造粒的作用,从而达到物理改性的目的[4]。同时,蚯蚓能促进微生物的活性,它们间的联合作用加速了有机物的分解和转化,并能够有效地除去或抑制堆制过程中产生的臭味[3]。论文参考。
　　蚯蚓床法用于城市生活垃圾的处理在国外早已应用，而且技术成熟。在我国虽然该技术发展的较晚，但由于蚯蚓床法对城市生活垃圾处理的诸多优点而引起了人们的重视，很快在我国便建立了百余处蚯蚓床垃圾处理场。
　　3.2 蚯蚓床法工艺
　　
　　图1 蚯蚓床法处理城市生活垃圾工艺流程
　　蚯蚓床法工艺流程图见图1。在该流程中，垃圾的分选是一个比较重要的环节。蚯蚓床法所能处理的对象是可降解的有机物，而我国现在大部分垃圾是混合垃圾，许多废弃物混于一起，要分离出其中的可降解有机物必需借助垃圾分选设备。利用垃圾分离设备把分离出来的废金属、玻璃、塑料等废弃物分门别类收集起来，自己回收利用或者转卖给废品回收再生产厂家，可降低运行成本，同时使垃圾得到更有效的资源化处理。
　　使可降解有机物完全腐熟也可以采用高温堆肥技术，但考虑到粪便也需运到垃圾场处理，而且粪便有加速有机物发酵的作用，所以将粪便和可降解有机物按一定比例一起倒入发酵池中进行发酵（比例由垃圾本身含水率确定，保证完全腐熟后的有机物含水率在60%左右），待有机物完全腐熟后即可作蚯蚓食料添加。
　　3.3 蚯蚓床制作
　　蚯蚓床一般宽l～2米，长度不限，床间留0.7米的通道(若考虑用车加饲料，通道要加宽)。论文参考。床底比通道高20厘米，床上铺食料厚度以10～15厘米为宜。然后投放蚓种，投放量为1～2Kg蚓种/ 蚓床，投放在无食料区，让其自然爬入食料里，然后覆盖上稻草，可以使蚯蚓床在透气性较好的条件下，起到保温、防暑、防冻、防天敌的作用。
　　目前，我国利用蚯蚓床法处理城市垃圾大多投放大平二号蚓种，它是美国红正蚓和日本花蚯蚓的杂交种，本地俗名太湖红蚯蚓。大平二号蚯蚓食性很广，它可以吞食包括废纸在内的各种可降解有机垃圾。一条蚯蚓一天进食量相当于自身体重的1倍左右，相当于1吨蚯蚓每天可以处理垃圾约1吨。同时它还具有适应性强、寿命长、繁殖率高等优点。
　　3.4 蚯蚓床运行参数
　　3.4.1 温度
　　大平二号蚯蚓的最适宜生长温度在20～22℃。温度低于10℃时，蚯蚓活动迟缓，要35天左右才产卵一粒；温度在18～25℃，湿度30%～50%，通风换气好时，一般1.5～4.5天就产卵一粒；当温度高达35℃时，产卵数量下降，37℃就会迅速死亡[5]。
　　3.4.2 湿度
　　湿度与蚯蚓的生长，产卵及卵茧孵化的关系很密切。蚯蚓体内含有约80%左右水分。如久不浇水，会造成蚓体萎缩，影响产卵，甚至自溶死亡。蚯蚓喜欢潮湿的环境,一般情况下湿度PF为2.7左右[6], 蚯蚓吃食多，生长快，产卵多，孵化率高。

3.4.3 透气性
　　透气性也是影响蚯蚓生长繁殖的一个重要因素。
　　蚯蚓靠蚓床中的氧气来呼吸，透气性越好，其新陈代谢越旺盛，产卵越多。反之，通气不良，若二氧化碳、甲烷、氮及硫化物含量过大，会迫使蚯蚓外逃，严重时会导致蚯蚓大批死亡[5]。
　　3.4.4 pH值
　　蚯蚓对酸碱都很敏感，因为蚯蚓体表各部分散布着对酸、碱等有感受能力的化学感受器官，蚯蚓床的酸碱度过高或过低都会危害蚯蚓生长繁殖，以pH值6～8为宜。
　　4 处理效果
　　蚯蚓床法经实践证明其处理生活垃圾的效果完全符合城市生活垃圾的减量化、资源化、无害化的治理目标。被蚯蚓床处理过的城市生活垃圾松软潮湿，像肥沃的森林黑土，实际上那就是无毒防臭的蚯蚓粪，蚯蚓粪富含有机腐殖酸，是一种高效有机农肥和土壤改良剂。在蚯蚓床中增殖的蚯蚓是医药、保健品原料，高蛋白食品，优质动物蛋白质饲料。让蚯蚓成为有机废弃物的加工者，既把废弃物作为“资源”来利用，防止污染，又为城市生活垃圾处理的产业化开辟了道路。
　　5 效益分析
　　5.1 社会环境效益分析
　　5.1.1 环境损益分析
　　采用该技术处理城市生活垃圾，使垃圾得到了减量化、无害化处理和资源化利用，对保护当地土壤、水域和大气环境起到了较大的作用。生活垃圾对环境的影响，根据国务院技术经济研究中心《固体废物》专题组提出的“工业废物预测用基本参数参考”，以煤灰作对照标准，垃圾环境损失为48元/吨[7]。如按垃圾日处理量100吨计算，年垃圾处理量为3.65万吨，则每年可减少环境损失为175.2万元。
　　5.1.2 蚓粪肥效及对土壤性能改良分析
　　蚓粪中富含有可培肥无机营养元素和腐殖质，能在植物根系附近释放植物生长所需的营养物质。锡山市东北塘镇朱巷村农业综合服务站王国清曾对蚓粪增产小麦的效果进行试验，根据实验结果，增施蚓粪作小麦盖子肥，能明显使小麦增产。通过实践证明，蚓粪还具有改善农产品质量，增肥改良土壤的长期效应，即当季增产、后茬得益的良好效果。
　　5.2 经济效益分析
　　由于在生态床中增殖的蚯蚓具有重要的饲料和药用价值，蚓粪是高效农肥和土壤改良剂，所以副产物很畅销。
　　蚯蚓养殖成本：垃圾处理费+人工费+土地租赁费+水电工具费+蚓种费=3万元/（亩.年）；
　　经济效益：每亩蚯蚓床每年能产鲜蚯蚓3吨左右，饲养的好可达5吨，按8元/Kg计，收入为2.4万元/（亩.年）；蚓粪达80～110吨，按250元/吨计，蚯蚓粪收入为2.0万元/（亩.年）；
　　纯利润：纯利润=经济效益-养殖成本=2.4+2.0–3.0=1.4万元/（亩.年）。
　　6 结语
　　蚯蚓床法处理城市生活垃圾，是一个较前沿的固体垃圾处理技术。在混合垃圾分选技术和蚯蚓床培育技术方面都有待进一步提高。不同城市生活垃圾的各组成比例不同，当地的气候条件也不一样，所以要针对特定的条件驯化出能适应该条件的蚯蚓，更充分、更迅速地实现城市生活垃圾的无害化、减量化、资源化的治理目标。
　　蚯蚓床法工艺流程简单、管理方便、无二次污染、造价和运行费用较低，特别是副产物蚯蚓和蚓粪都具有很高经济价值的特点，在城市生活垃圾处理方面较目前常用垃圾处理方法有很大的优越性和巨大发展潜力，必将成为城市生活垃圾处理的主要方法，为我国的环保事业做出巨大贡献。


参考文献
1 耿土锁.高含水率有机垃圾资源化处置对策.江苏环境科技，2002.15（2）：24～25•
2 陈玉成,皮广洁,黄伦先,等.城市生活垃圾蚯蚓处理的因素优及其重金属富集研究[J].应用生态学报,2003,14(11):20062010.
3 黄福珍,张与真,杨夫瑞.蚯蚓改土及综合利用[A].见:裘明华蚯蚓的养殖与利用[C].重庆:重庆出版社,1984.28～36.
4 王丹丹,李辉信,胡锋,王霞,杨文霞. 蚯蚓处理城市生活垃圾的现状与趋势. 江苏农业科学，2005.4：4～7
5 张新阳.蚯蚓养殖技术.农村科技开发，1995.05：32～33
6 邱江平.蚯蚓与环境保护.贵州科学,1999,18(1):120～127.
7 刘大义，张和.城镇生活垃圾优化处理技术研究.环境工程，2005.23（3）：58～59