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在农村经济不断发展、农民收入水平不断提高的同时，农村固体废弃物的数量也开始迅速增长，据卫生部2007年调查，中国农村生活垃圾人均产生量达0.86kg/(d•人)，年产生总量约3亿t/a[1-5]。近年来长期受到忽略的农村生活垃圾问题对社会发展及农村环境造成的压力也日益凸显。生活垃圾处理主要采用的技术方法有：填埋、焚烧和堆肥等。长期以来，中国垃圾的处理处置方式主要以填埋为主，堆肥、焚烧为辅。当前生物反应器技术已成为生活垃圾处理技术的热点，浙江大学邱才娣在生物反应器厌氧发酵的基础上，通过曝气的方式分析了农村生活垃圾资源化处理技术[6]，中国农业大学王艳通过倒仓破碎的方式来缩短垃圾发酵周期，以提高北京市南宫堆肥厂的垃圾处理能力[7]。发达国家生活垃圾的收运和处理体系已经进入了比较高级的发展阶段，生活垃圾管理的目标，已不仅仅局限于集中收集、集中处理、减少环境污染，而正进入分类收集、材料回用、分类处理、资源化利用以及源头减量阶段[8-9]。
调查发现，广州市番禺区条件好的村庄才设有垃圾中转站，但是都没有进行垃圾分类，集中运到中转站再填埋。农村生活垃圾有一大特点是有机垃圾成分比例大，适宜堆肥化处理。长期以来，有机垃圾随其他的难降解性垃圾一起填埋，不仅增加了填埋场的负担，而且造成了资源的极大浪费，本试验在农村生活垃圾初步分类的基础上，研制了一套农村生活垃圾处理设备，集稳定化堆肥，生物抽风除臭和生物滤池处理垃圾渗滤液于一体，使垃圾减量化、无害化和资源化，具有发酵周期短，投资省，运行管理方便，就地处理当地产生的垃圾的特点，在广州市番禺区猛涌村进行了中试研究，探究了农村生活垃圾处理途径，研究结果将为农村生活垃圾的处理处置提供参考。
1材料与方法
1.1试验地点
本试验在广州市番禺区大石镇猛涌村进行，猛涌村现有工业企业67家，常住人口584人，流动人口3200余人，垃圾日产量2～4t不等。村名居住区每条小街道设有2～4个垃圾桶，桶容量约为50L，垃圾基本为厨余、塑料袋、塑料盒、纸巾等生活垃圾。
1.2原料与工艺
供试材料取自猛涌村垃圾中转站，其物理组成和经初步分选后垃圾各项基本指标如表1和表2所示。
表1猛涌村生活垃圾物理组成
表2猛涌村原生活垃圾理化指标
堆肥工艺为生活垃圾先通过人工分选，再通过本试验研制的一体化堆肥装置进行为期12d的高温好氧发酵处理。
1.3试验方法
试验于2010-05-25－07-31在猛涌村进行。堆肥装置由堆肥反应仓、抽风机、冷凝塔和生物滤池4部分组成。堆肥仓（图1）设置了4个小仓，一个小堆肥仓的规格为长1.45m，宽0.9m，高1.2m，可容纳1.56m3垃圾，整个装置为全密封式。在堆肥仓内先驯化再进入稳定化阶段，以12d为一个高温发酵周期，12d后从堆肥仓中铲出，装入编织袋内进入袋式发酵阶段，直至堆肥完全腐熟。采用的方式为：高温发酵12d→袋式发酵24d，至堆肥腐熟，时间为36d，形成堆肥产品。仓内高温发酵期间测定堆体温度、观察和记录冷凝塔冷却水量和垃圾减容率。
图1堆肥装置示意图
1.4堆肥装置设计参数与结构
根据猛涌村当地产生的生活垃圾量（每天约400L有机生活垃圾）设计了堆肥仓的容积，装置分为4个小仓，每个小仓长1.45m，宽0.9m，高1.2m，体积1.56m3，能容纳该村3d产生的生活垃圾。
温度：堆体的温度变化是最重要的参数，它指示着堆肥的进程和腐熟度[10]。有机生活垃圾发酵产生热量提供系统足够的温度，但是系统也会不可避免地散失热量，所以考虑了能维持堆体高温发酵的条件。本堆肥装置采用了保温密闭设置，内、外层为不锈钢材料，中间垫有保温棉，能减少甚至阻止散失于周围环境的能量，使堆体持续保持60℃左右的高温。
气体：本装置采用负压抽风的方式供氧，堆肥装置的一边设置一台抽风机，功率为1.1kW/h，根据堆体温度和堆料含水率，自由设置抽风时间，装置后面布置了通气窗和通气孔，氧气由此进入，自下而上通过堆体，堆体产生的臭气和水蒸气进入装置顶部的进气口，在抽风机的作用下通过除臭管道抽走，这样满足了堆肥需氧、降温和降低含水率的要求[11-12]。
除臭系统：堆肥发酵过程中产生的臭气（NH3，H2S等），部分垃圾渗滤液通过生物滤池的方法吸收和去除，臭气和水蒸汽通过冷凝塔时，水蒸汽冷凝成为液体水，并与臭气分开，臭气经管道进入生物滤池；堆体产生的渗滤液下渗，经垃圾渗滤液管道收集后也进入生物滤池。生物滤池的构造为高1.5m，宽1.0m，长2.5m，底部0～30cm为木炭层，>30～120cm为腐熟的枯枝落叶堆肥层，木炭和枯枝落叶都有很好的吸附功能。
材质：堆肥装置的材料必须满足强度大、抗腐蚀性强和保温效果好的特点[13]，本装置主体采用不锈钢材料，顶部为抗压能力强的透明玻璃，可透进阳光，以利用太阳能使堆体升温和保温，管道直径10cm，是塑料制品建筑材料，使用期限长，抗压抗腐蚀性好。
进料和出料：在装置的上部和下部设有进料口和出料口，如图1所示。
试验过程中系统的操作流程为：
1）生活垃圾经破袋，取出大件垃圾及砖瓦等不适宜堆肥处理的垃圾。
2）将分选过的垃圾混合均匀，投入堆肥反应仓，第1天投入第1个小仓，每天一车，体积约400L，投入后放入一张细铁丝筛网，以便将每天投入的垃圾分开，便于出仓时不混合，第4天开始投入第2个小仓，第7天开始投入第3个小仓，第10天开始投入第4个小仓，依次循环。
3）开启抽风机，操作由微电脑时控开关自动控制，定时通风。
4）臭气与垃圾渗滤液流经生物滤池处理。
5）生活垃圾经高温发酵堆肥处理12d后，出料。
6）第13天开始出第一仓第1天投入的料，依次类推，同时需要返料接种和调节水分，出料用编织袋装好，进行二次发酵，直至堆肥完全腐熟。
1.5测试指标与测试方法
含水率：105℃烘干法[14]。
温度：堆体温度利用温度计测定，堆体高度为1m，在堆肥仓内设置3个点测量温度，即上（10cm）、中（30cm）、下（60cm）3个点，每天上午定时测量，然后取平均温度。
称取样品并将其与蒸馏水以1∶10（质量比）充分混合，振荡1h，离心30min后过滤，供水溶性指标的测定。
pH值：用pHS-3D型pH计（上海精科）测定。
EC：用DDS-307型电导仪（上海虹益）测定电导率。
E4/E6：用UV759紫外-可见分光光度计（上海精科）于波长465和665nm处分别测吸光度值并取两者比值得腐殖酸光学特性E4/E6。
水溶性碳：重铬酸钾氧化法测定[14]。
样品有机质：重铬酸钾外加热法测定[14]。
样品总氮：半微量开氏法，硫酸-过氧化氢消煮，转化为铵态氮。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸溶液吸收，以标准酸溶液滴定，计算样品中氮含量[15]。
总磷：NaOH熔融-钼锑抗比色法；总钾：NaOH熔融-火焰光度法[14]。
C/N：有机碳/全氮比值即为C/N。
种子发芽指数（GI）：新鲜堆肥样品用去离子水按鲜样与水：物料比（质量比）=1∶2浸提，160r/min振荡离心1h后过滤，吸取20mL浸提液于铺有滤纸的直径9cm培养皿中，播20粒饱满的青瓜（Cucumisativus）（青瓜，正名黄瓜，属葫芦科植物，广泛分布于中国各地，并且为主要的温室产品之一，于广东省农科院购买）种子，放置(20±1)℃培养箱中培养，第48h测定GI。按式（1）计算：
GI(%)=(浸提液种子发芽率×根长)/(对照种子发芽率×根长)×100%（1）
冷却水体积：从生活垃圾驯化开始，每天记录冷凝塔中冷却水的体积，为期一个月。垃圾减容：每天记录堆体下降高度，再换算成体积，按式（2）计算减容率。
式中，R为减容率，%；Q为添加总容积，L；S为处理后剩余物容积，L。（包括反应设备中的物料及产品）。
2结果与分析
2.1生活垃圾的接种与驯化
2.2.1抽风时间的确定
驯化时将腐熟枯枝落叶堆肥放于堆肥仓底部，上面进生活垃圾原料，每天一车，体积约为400L，通风频率设置为每小时通风10min，每隔1h通风一次，1d10次，总共通风时间为100min，进行好氧-厌氧处理，堆肥过程中发现，臭气量较大，苍蝇在堆肥表面大量产生，虽然堆体内温度达到55℃左右，但表面温度较低，苍蝇、蚊子等大量繁殖，有恶臭。可见通风时间不够，应增加通风时间，将水蒸汽、臭气等抽走。于是改为每隔2h抽风一次，一次通风时间为30min，1d抽风10次，共300min，运行后上述情况不再出现。
