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彭冲，叶宇轩，贾雪雪，张一凡，王茜徵，徐春笑，江亚雄（深圳市铁汉生态环境股份有限公司，广东深圳
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）
生物质废物在处置过程中除了应当遵循无害化、减量化、资源化等固体废弃物处置基本原则外，还应根据不同生物质废物
的特性选择最佳的处置方法。其中，堆肥技术既是生物质废物的无害化处理技术，也是资源化利用技术。因此，生物质堆肥在当前生物质废物处理处置技术体系中至关重要，功能膜覆盖式堆肥是为防止堆肥过程中臭气逸散和缩短发酵周期而产生的最新型环保堆肥技术。本文阐述了功能膜的发展历程，介绍了MOR 功能膜特性及膜覆盖系统特点 。
功能膜；堆肥；参数
（Gore-Tex ）；1979年，美国与日本联合研发出了第二代
PTFE 微孔薄膜，并制作出了性能较佳的防水透气性层压织物[4]。
第三阶段：功能膜覆盖式堆肥技术应用阶段。20世纪80年代，德国工程师Baden-Baden 为了减少堆肥过程中的臭气逸散，第一次在堆肥过程中使用功能膜为覆盖层，标志着功能覆盖式堆肥技术正式进入应用阶段[5]。
第四阶段：功能膜覆盖式堆肥技术快速发展阶段。美国UTV 公司生产研发出了适用于堆肥领域的MOR 膜，并研制出了自动卷膜机，实现了堆肥过程的全自动化，为功能覆盖式堆肥技术的发展和普及创造了条件。
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M O R 功能膜特性
膜覆盖堆肥技术的关键是覆盖在物料堆上的功能膜。MOR 膜由特定的100%ePTFE （膨体聚四氟乙烯）膜和聚酯纤维膜组成，四周拼接了PVC 裙边，具有极其稳定的化学性能和宽泛的温度适用范围。MOR 膜相关技术参数如表1所示。
市政污泥、禽畜粪便及农林废弃物等生物质废物
中均富含较多的氮、磷、钾等营养成分和有机质，可供植物生长，而且城市污泥、禽畜粪便等生物质废物具有较好的生物降解性，因此，利用堆肥化技术处理生物质废物具有较好的发展前景[1]。堆肥化处理可以减小生物质废物的刺激气味、去除部分有毒有害物质、高效杀死细菌等病原体以及生产高品质有机肥。堆肥产品可以在城市绿化和土壤修复中作为有机肥或土壤改良剂，在优化土壤理化性质、提高土壤中的营养成分和有机质含量、保持土壤肥效、增加微生物数量等方面具有重要作用[2]。根据我国的实际国情和可持续发展战略，要想从根本上解决生物质废物的处理处置问题，必须通过资源化手段，而生物质废物堆肥技术是一种无害化处理和资源化利用技术。
功能膜覆盖式堆肥技术是指在传统高温好氧堆肥技术的基础上采用具有防水透气功能的功能膜（选择性透气复合膜）作为覆盖层，使整个堆肥过程在功能膜覆盖的条件下完成，既减少了堆体与外界环境的物质交换和能量传递，又可以充分发挥功能型膜自身的作用[3]。利用功能膜覆盖技术处理处置生物质废物可以实现其“减量化、无害化和有机肥资源化”，而有机肥的农田回用则可以较好地实现元素在自然界的循环。
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功能膜的发展历程
条垛式静态堆肥技术存在建厂面积大、受天气条件影响较强、二次污染严重等缺点，严重限制了其应用，因此迫使研究者开发出了功能膜覆盖式堆肥技术。其发展可以粗略地分为４个阶段：
第一阶段：功能膜覆盖式堆肥技术探索阶段。为了避免雨雪等气候条件对堆肥过程的干扰，人们开始在堆垛表层添加一层覆盖物，如秸秆、尼龙布、腐熟堆肥等，特别是1940年出现的文泰尔防雨布，标志着功能膜覆盖式堆肥技术的探索阶段。液体测量2黑暗中文版
第二阶段：功能膜覆盖式堆肥技术突破阶段。1969年，美国工程师R.W.Gore 成功研制出了可以使水蒸气通过而水滴不能通过的PTFE 微孔薄膜；1976年，美国研发出了第一代PTFE 防水透气层压织物
四效蒸发器
脂肪酸酰胺表
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MOR 膜技术参数测试条件
材质100%ePTFE -覆盖层100%聚酯纤维-膜结构膜层数≥3层-膜厚度≤0.07mm -
缝合方式双针法式VOCs 和氨排放抑制率≥80%与条垛式相比非挥发性有机废弃物排放
抑制率≥95%与条垛式相比
透气性CFM 0.395~0.496
125pa 防水性（kPa ）74.3200pa 抗拉强度（Kg/mm 2）
9.7（横向）-延伸率（%）31.2（横向）-吸水性（%）≤10%-斥水≈110~12抗紫外线（QUV ）≥5000-使用寿命
≥8年
-ePTFE 膜是一种具有特制微孔的膜，微孔孔径在
0.2~0.3μm 之间，可确保直径（20μm ）最小的液态
水
现代园艺2018年第6期
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（轻雾）不能通过，但水蒸汽和空气能从发酵体中自由扩散出去。膜覆盖系统在鼓风机通风的情况下，堆体内会形成微正压环境，从而使堆体供氧和温度分布均匀，不但确保堆肥化产品的卫生化水平，而且充分供氧环境可使物料充分降解，从而大大减少H 2S 、NH 3和VOCs 等臭气物质的产生量。高温是杀灭堆肥过程中致病性微生物的有效措施，美国环保署卫生膜覆盖检测结果显示，MOR 膜覆盖堆肥系统在处理园林废弃物和污泥混合物时，堆体能够快速升温，并持续保持在55℃以上，经过10天的堆肥化处理，能够达到深度杀灭病原体（PFRP ）和Solvita 腐熟度。
取卵针同时，这一功能膜也能防止堆肥过程中产生的有害物质以气溶胶形式逸散到堆体外。堆肥化处理过程中，在膜的内侧会形成冷凝液膜，部分逸散的臭气物质会溶解在液膜内，并随水滴被返回至料堆内，从而被微生物继续降解转化。美国环保署卫生膜覆盖检测结果显示，MOR 膜覆堆肥系统在处理园林废弃物和污泥混合经性能检测，相比传统的条垛式堆肥VOCs 和NH 3的排放能减少80％，H 2S 等非挥发性有机化合物排放减少大于95％。
与Gore 膜相比，MOR 膜采用的双针法式缝合方式，具有良好的密封效果，能避免因接缝处漏气导致水汽在膜边缘凝结，而出现的兜水现象。用PVC 膜作为覆盖膜的裙边，不仅便于对覆盖膜的固定，而且可增加膜的耐用性。
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膜通风系统
MOR 膜覆盖堆肥没有专门引风除臭系统，设置的通风系统可为好氧微生物充分均匀供氧，促使物料的降解程度增加，从而大大降低了臭气物质的产生量。通风系统由鼓风机、AirFloor 通风槽和控制系统组成，通风系统与功能膜结合形成了与周围环境相对隔离的封闭环境，园林废弃物等有机物质在这个环境内完成堆肥反应过程。
鼓风机的风量大小采用变频调节，鼓风情况下堆肥系统内形成一个微正压内腔，使整个堆供氧气和温度分布均匀。正压通风不需要额外的生物过滤，仅需类似负压系统一半的功率。
AirFloor 通风槽不仅能够为好氧微生物均匀供氧，而且可以集中收集堆肥过程中产生的渗滤液，以便进行后续处理（图1）。经检测，AirFloor 通风槽还有助于表面排水，并能承受（装载机、翻堆机）重型物料处
理设备的操作。
控制系统包括将温度传感器和人机控制界面（HMI ）。HMI 通过PLC 监测反馈的温度数据控制通风
量以及鼓风机的启动和停止，从而全面控制整个堆肥过程，为微生物活动提供最适宜的温度和氧气环境。
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卷膜机
一般大型膜覆盖堆肥系统需要专用卷膜设备进行膜的收卷和覆盖，除了可节省人工外，也有益于延长膜的使用寿命。MOR 膜覆盖系统所采用的移动式卷膜机（如图2），在覆膜或卷膜同时可以移动，操作精准便捷，避免因拉扯而对膜产生损坏。经测试，移动式卷膜机的工作效率可达到9.14m/min 。5膜覆盖系统特点
MOR 膜覆盖高温好氧堆肥法工艺具有如下特点：5.1臭气控制传统的堆肥系统因通风不均，造成局部厌氧，导致物料降解不彻底而产生大量臭气物质以及生物气溶胶，不仅对周边环境产生污染，而且对工作人员的健康产生威胁。MOR 膜覆盖堆肥系统的通风系统可从源头控制臭气物质的产生量，覆盖膜将堆体与外界环境隔离有效抑制臭气和生物气溶胶等的外泄，有效减少了臭气的排放量。5.2操作方
便，节省人工根据堆肥要求的不同采用1次或2次翻堆，堆肥周期在6~8周；投资费用适中运行成本低，模块式结构建设周期短，无需配置专门的除臭系统，适宜在任何场地处理任何量的物料。5.3实现低能耗该工艺的能耗主要来自于料堆供氧过程，与供氧量和风机的选择有关。采用HMI 与PLC 自动控制，调节变频风机供氧，减少能耗。5.4无害化程度好堆肥过程中根据有机物含量不同，可以产生持续55℃以上高温，有效杀灭病菌和虫卵。
5.5MOR 膜的使用寿命较长正常使用寿命大于8年。
6结语
目前国外已经具备了科学完善的功能膜覆盖堆肥工艺，并在多地实现了产业化发展，已逐步应用到市政污泥、畜禽粪便、餐厨垃圾等生物质废物的堆肥工艺中；但是国内功能膜的研制起步较晚、发展较慢，关于功能膜覆盖式堆肥技术的研究则更少。
（收稿：2017-01-27
）
[1]陈世和.中国大陆城市生活垃圾堆肥技术概况[J].环境科学,1994(1):53-56.
[2]罗玮，曾光明.城市生活垃圾堆肥过程控制技术的现状和发展[J].环境工程学报,2004,5(2):6-10.
[3]许金泉，程文，耿震.隔膜式板框压滤机在污泥深度脱水中的应用[J].给水排水,2013,39(3):87-90.
[4]郑诗春.聚四氟乙烯薄膜性能及其复合织物工艺研究[D].东华大学,2016.
[5]王涛.膜覆盖条垛堆肥技术与应用案例[J].中国环保产业,2013(12):
25-28.
长途运输鱼苗时图1通风系统
示意图2018年第6期现代园艺6
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