功能膜法好氧堆肥技術(shù)研究進(jìn)展

孫曉曦，黃光群，何雪琴，井天軍，鄭永軍

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083

0 引言

畜禽糞污是農(nóng)村地區(qū)重要的環(huán)境污染源和疾病傳播源，含有有機(jī)物、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，也是一種農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)統(tǒng)計，我國每年畜禽糞污產(chǎn)出量可達(dá)38 億噸?！度珖r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃（2015—2030年》提出“2030年養(yǎng)殖廢棄物綜合利用率達(dá)到90.00%以上，規(guī)?；B(yǎng)殖場畜禽糞污基本資源化利用，實現(xiàn)生態(tài)消納或達(dá)標(biāo)排放”。2021年初發(fā)布的《中共中央國務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》，即2021年《中央一號文件》再次強(qiáng)調(diào)了“推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，加強(qiáng)畜禽糞污資源化利用”。好氧堆肥是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)固廢無害化、減量化和資源化利用的重要途徑[1]。國內(nèi)外常見的好氧堆肥技術(shù)模式有條垛式、靜態(tài)垛式、槽式和反應(yīng)器式[2]。作為一種改良型的強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛式好氧堆肥模式，功能膜法好氧堆肥較條垛式、槽式好氧堆肥，可有效解決發(fā)酵空間不均勻、產(chǎn)排大量臭氣等問題，近年來受到了廣泛關(guān)注[3，4]。此外，好氧堆肥過程存在NH3逸散和滲濾液滲漏等現(xiàn)象，這一現(xiàn)象同時也伴隨著氮磷鉀等營養(yǎng)元素的流失。據(jù)報道，堆肥過程中總氮損失可占初始氮素含量的40.00%～60.00%[5]，其中以NH3排放形成產(chǎn)生的氮損失可達(dá)16.00%～76.00%[6，7]。功能膜法好氧堆肥因其在堆體上覆蓋了具有選擇透過性功能的膜，實現(xiàn)了堆肥過程氣體減排，提升了發(fā)酵效率，減緩了養(yǎng)分損失[4]。

本文針對功能膜法好氧堆肥的技術(shù)起源、發(fā)展歷程、技術(shù)特點、工程應(yīng)用等方面，詳細(xì)綜述分析了其研究現(xiàn)狀，以期促進(jìn)該技術(shù)模式向綠色化和智慧化方向發(fā)展。

1 功能膜法好氧堆肥技術(shù)起源與發(fā)展

功能膜法好氧堆肥技術(shù)主要起源于20世紀(jì)90年代的德國，代表公司有UTV AG等（圖1）。UTV AG公司在強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛式好氧堆體上，覆蓋由適宜紡織材料制成的功能膜，以經(jīng)濟(jì)高效的解決好氧堆肥過程中產(chǎn)生的臭氣和污染問題，初步形成以功能膜覆蓋為主的好氧堆肥技術(shù)[4]。近20 年來，功能膜法好氧堆肥技術(shù)發(fā)展從選用最優(yōu)和適用的膜覆蓋紡織材料，到改良升級堆肥通風(fēng)排水系統(tǒng)，至引入智能控制管理系統(tǒng)以及配套設(shè)備升級。該技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已趨于完善，并被不同氣候帶的20 多個國家推廣使用[4]。

圖1 德國UTV AG功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)

2010年，我國上海朱家角污水處理廠引進(jìn)了國內(nèi)首例功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)，用于污泥的堆肥化處理[8]，自此功能膜覆蓋好氧堆肥技術(shù)被引入我國。之后，內(nèi)蒙古、青海、西藏和福建等地也相繼引入了該技術(shù)模式。然而，引進(jìn)國外功能膜堆肥系統(tǒng)設(shè)備的附加成本過高，以中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院為代表的科研單位對功能膜法好氧堆肥技術(shù)開展了自主研發(fā)和本土化應(yīng)用推廣工作（圖2）。目前該技術(shù)模式已經(jīng)作為國家農(nóng)機(jī)新產(chǎn)品試點陸續(xù)進(jìn)入了北京、河北和山東等地方的農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼目錄，并于2021年進(jìn)入了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部遴選的農(nóng)業(yè)主推技術(shù)名單。

圖2 國內(nèi)代表性功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)

2 功能膜法好氧堆肥技術(shù)特點

功能膜法好氧堆肥技術(shù)的設(shè)備體系主要包括覆膜系統(tǒng)、強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)3 部分，如圖3所示，根據(jù)其基建方式的差異，一般分為垛式（圖3a）和槽式（圖3b）兩種形態(tài)。

圖3 功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

2.1 覆膜系統(tǒng)

覆膜系統(tǒng)的核心材料為功能膜。功能膜具有3 層結(jié)構(gòu)，內(nèi)外兩層為保護(hù)層，材料為聚酯纖維，中間1層為功能層，材料為膨體聚四氟乙烯（e-PTFE）。e-PTFE上分布有微米級別的微孔（平均孔徑0.2 μm左右）[9，10]，微孔比水在不同形態(tài)的液體下的直徑小幾百倍到幾萬倍，比水在氣態(tài)下的直徑大數(shù)百倍（表1），故e-PTFE具備良好的防水透濕性能。這一防水透濕性能可使堆體在發(fā)酵的過程中既可以不受外界環(huán)境（雨水、濕度）的影響，又可以保證好氧堆肥過程中的水分蒸發(fā)。除此之外，0.2 μm的微孔孔徑可對部分有害物質(zhì)選擇透過，分子直徑偏大的病原菌、微塵、氣溶膠以及部分有害氣體的揮發(fā)和排放過程都將受到抑制。功能膜的內(nèi)外兩層具備良好的抗拉、防輻射和耐腐蝕作用，可對中間的膜層材料起到保護(hù)和延長其使用壽命的作用（圖4）。

圖4 功能膜結(jié)構(gòu)示意圖

表1 水在不同形態(tài)下的直徑分布[9]

另外，功能膜內(nèi)部空間呈現(xiàn)縱向不規(guī)則彎曲排列，這一特征使得風(fēng)不易透過，故膜材具備良好的防風(fēng)和保溫性能[11]，從而確保功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)可以廣泛的適應(yīng)各種氣候及天氣條件。綜合而言，該膜的各項特性都貼合好氧堆肥的實際生產(chǎn)需求。表2中列出了德國Gore膜、某國產(chǎn)膜及《JB∕T 13739—2019 中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 堆肥用功能性覆蓋膜》中對該功能膜的性能參數(shù)技術(shù)要求。

表2 功能膜詳細(xì)性能參數(shù)對照表

覆膜系統(tǒng)的另一部分是覆膜密封系統(tǒng)，既保證膜與外界隔絕的密封手段，通過密封可有效控制膜內(nèi)有害氣體的泄露，也可保證膜內(nèi)堆體處于“微正壓”狀態(tài)。目前采用的密封手段主要包括重物壓實封邊（圖5a）和“繩索+卡扣”固定密封（圖5b），前者一般適用于平地建堆的功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)，后者則常用于建有堆肥槽的功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)。

覆膜方式分為人工覆膜和機(jī)械覆膜兩種，機(jī)械覆膜一般采用卷膜機(jī)，卷膜機(jī)因其工作原理不同可分為全自動自走式卷覆膜機(jī)（圖5c）、牽引式卷膜機(jī)以及騎墻式卷膜機(jī)3 種。將翻堆機(jī)與覆膜機(jī)的功能模塊進(jìn)行結(jié)合則又可衍生出兼具翻堆和覆膜功能的自走式覆膜翻堆機(jī)（圖5d）。

與此同時，關(guān)于進(jìn)度管理還要格外關(guān)注于預(yù)防工期索賠的產(chǎn)生，確保借助相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)手段來全面管控現(xiàn)有的基本施工進(jìn)度。作為施工企業(yè)而言，其本身有必要認(rèn)識到進(jìn)度管理對于全過程水利施工具備的重要價值以及重要意義。只有做到上述的進(jìn)度管理，最終才能保障合理性以及科學(xué)性更強(qiáng)的水利施工進(jìn)度能夠得以實現(xiàn)。

圖5 功能膜法好氧堆肥覆膜密封系統(tǒng)

2.2 強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)

強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)主要包括供氧風(fēng)機(jī)和運輸空氣的布?xì)夤艿?。空氣通過風(fēng)機(jī)經(jīng)所設(shè)置的布?xì)夤苈穼ξ锪线M(jìn)行通風(fēng)供氧保障堆體好氧發(fā)酵過程中的微生物活動。風(fēng)機(jī)一般采用節(jié)能型離心風(fēng)機(jī)。布?xì)夤苈穭t根據(jù)項目的實際情況分為有/無基建，專用/通用曝氣管路等。圖6a所示為有基礎(chǔ)建設(shè)的專用布?xì)夤苈?，圖6b為無基礎(chǔ)建設(shè)的通用布?xì)夤苈贰?/p>

圖6 功能膜法好氧堆肥布?xì)夤苈?/p>

2.3 智能控制系統(tǒng)

智能控制系統(tǒng)，主要包括控制系統(tǒng)（圖7a、b）和傳感系統(tǒng)（圖7c）兩部分。傳感系統(tǒng)依托于溫度、氧氣等堆肥專用傳感器，一般采用探桿插入式傳感器，獲取好氧堆肥過程中的溫度、O2濃度、壓力和水分等技術(shù)參數(shù)。控制系統(tǒng)根據(jù)傳感系統(tǒng)獲取參數(shù)信息，智能實時調(diào)整好氧堆肥工藝參數(shù)（曝氣/翻堆/配料/出料），以實現(xiàn)好氧堆肥的過程良性化[10～13]?？刂葡到y(tǒng)，基于可編程控制器（PLC）對風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行智能調(diào)控，包括風(fēng)機(jī)頻率、流量以及翻堆作業(yè)等。在實際應(yīng)用中，控制系統(tǒng)一般有分體固定式（圖7a）和一體可移動式（圖7b）兩種，操作一般通過電腦端（圖7d）或手機(jī)端（7e）實現(xiàn)。

圖7 智能控制系統(tǒng)

3 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀

功能膜法好氧堆肥技術(shù)問世20 多年，主要作為一種工程技術(shù)模式被推廣，用于無害化、資源化處理有機(jī)固廢。其中，功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)（Gore Cover System）的裝備技術(shù)被不斷研發(fā)、升級和應(yīng)用，包含Gore膜、曝氣系統(tǒng)、傳感器（溫-氧-壓）、智能管理系統(tǒng)和配套設(shè)備（卷膜機(jī)）等多個系統(tǒng)[7，12]。在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)模式可實現(xiàn)良好的除臭減排效果包括97.00%的臭味去除率、90.00%的VOCs去除率以及98.00%的病原菌溶膠和粉塵顆粒去除率[13]；可將堆肥效率提升至普通條垛式的3～4 倍[13]；結(jié)合其前期建廠投入成本、運營過程中的管理成本以及其裝備技術(shù)特點，被認(rèn)為是一種兼具環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性、操作簡單、拓展性強(qiáng)以及適應(yīng)性較強(qiáng)的好氧堆肥技術(shù)模式[7]。其技術(shù)的節(jié)能減排機(jī)制可概括為通過優(yōu)選具備防水透濕、防風(fēng)保溫和選擇性透過的功能性半滲透膜，結(jié)合強(qiáng)制布?xì)庀到y(tǒng)以及智能化的堆肥管理工藝，在膜下產(chǎn)生獨特的堆肥氣候，如膜下的水膜可以吸收回流NH3。這種獨特的堆肥氣候以及膜下的“微正壓”可以有效減少臭氣排放，提高供氧效率[7，14]。然而，功能膜法好氧堆肥模式的技術(shù)核心具有商業(yè)保密性。其核心的節(jié)能減排原理尚不完全明晰。

綜上，通過總結(jié)近5 年國內(nèi)外學(xué)者的已經(jīng)發(fā)表的研究成果，主要涉及到技術(shù)綜合性應(yīng)用評價、工藝研究、裝備技術(shù)和機(jī)理闡釋4 個方面，以期闡明功能膜法好氧堆肥技術(shù)的機(jī)理機(jī)制，為功能膜法好氧堆肥技術(shù)發(fā)展提供參考。

3.1 技術(shù)應(yīng)用綜合性評價

技術(shù)應(yīng)用綜合性評價主要源于技術(shù)在實際應(yīng)用或試驗過程中的科學(xué)評價，其一般是指功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)在使用過程中所表現(xiàn)出的特點或者優(yōu)勢，評價過程中所涉及的指標(biāo)則主要包括與堆肥理化指標(biāo)以及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)等。

從發(fā)酵角度來講，功能膜法好氧堆肥可促使堆體快速升溫，延長堆體高溫期，加快無害化進(jìn)程[15～17]；提升堆肥效率，短時間內(nèi)（30 天）即可完成相關(guān)有機(jī)質(zhì)的降解[18]，對半纖維素的降解效率提升明顯[15]；縮短發(fā)酵時間，將使用功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)發(fā)酵30 天生產(chǎn)的堆肥與使用條垛式好氧堆肥系統(tǒng)發(fā)酵90～270 天生產(chǎn)的堆肥產(chǎn)品做比較，前者腐熟度更高[19]；保氮增效，功能膜覆蓋好氧堆肥會起到一定的固氮作用，并可在一定程度上促使氮元素的形態(tài)和空間轉(zhuǎn)移[16，20，21]。此外，功能膜具備良好的透濕能力，但也會對水分逸散起到一定的阻礙作用[15]，可能會導(dǎo)致堆體表層出現(xiàn)恒濕層，不利于堆體發(fā)酵[16]。

從環(huán)保的角度而言，功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)可有效控制堆肥過程中的臭氣逸散。González等[18]的研究結(jié)果顯示，功能膜覆蓋可有效控制堆肥過程中90%的臭氣排放，Biasioli等[22]的研究結(jié)果同樣表明，堆肥過程中，覆膜期間（0～20 天）膜外臭氣指數(shù)（750 ou/m3）遠(yuǎn)低于移除膜之后（20～55 天）的臭味指數(shù)（3 400 ou/m3）。NH3是堆肥過程中臭氣的主要來源之一，使用功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)后，NH3的排放同樣會得到有效控制，李廣坤的[20]研究中NH3可減排60%，Li等[21]研究中也表明覆膜會減少58.64%的NH3排放，馬雙雙等[23]研究中顯示，實驗室規(guī)模中，膜堆肥反應(yīng)器系統(tǒng)比普通反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)NH3排放低18.87%，工廠化規(guī)模下，膜外NH3排放速率比膜內(nèi)低65.12%[16]。H2S是另一種堆肥過程中臭氣的主要來源，在覆膜之后也可減少排放38.13%[21]。對于溫室氣體，功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)減排效果依然顯著，Ma等[15]研究結(jié)果表明，在實驗室規(guī)模下，膜堆肥反應(yīng)器系統(tǒng)比普通反應(yīng)器堆肥系統(tǒng)CH4的排放少38.67%，在工廠化規(guī)模下，功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)膜外CO2、CH4和N2O的排放速率分別比膜內(nèi)低73.43%、95.57%和79.75%[16]，相比于靜態(tài)堆肥，功能膜覆蓋好氧堆肥過程中的CH4和N2O排放速率則分別低99.89%和60.48%[24]。

Levis等[25，26]綜合經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性指標(biāo)對8 種具有代表性的處理技術(shù)（條垛堆肥、反應(yīng)器堆肥、厭氧發(fā)酵和填埋等）進(jìn)行生命周期評價研究，結(jié)果表明，使用功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)進(jìn)行餐廚垃圾處理，可以很好的平衡處理過程中對環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性的共同需求。

在工程應(yīng)用研究中，王軍軍[27]從功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)實用性的角度做出了評價，由于項目地靠近海邊，所以膜的實際使用壽命受到了很大影響，由正常的8～10 年縮減為2 年；同時配套的控制傳感設(shè)備易損壞，設(shè)備返修率較高；最后，項目地采用的覆膜密封方式為沙袋壓實方法，在覆膜密封環(huán)節(jié)存在勞動強(qiáng)度大的問題。

3.2 工藝技術(shù)研究

通風(fēng)供氧是堆肥工藝中的核心控制參數(shù)，對于功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)而言更是不可或缺，前文已經(jīng)提及功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)一般通過風(fēng)機(jī)結(jié)合布?xì)夤苈穼Χ洋w進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)供氧，所以通風(fēng)工藝的調(diào)整則圍繞風(fēng)機(jī)、管路以及配套系統(tǒng)展開。盛金良等[28]以實用性為導(dǎo)向?qū)νL(fēng)系統(tǒng)及通風(fēng)工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究，在實驗室條件下模擬功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)通風(fēng)工藝，結(jié)果顯示，試驗裝置內(nèi)不同深度的風(fēng)壓是一致的，反映了功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)內(nèi)供氧相對均勻；功能膜法好氧堆肥試驗裝置的管路特性曲線近似為直線，與理論的拋物線存在一定差別；從通風(fēng)調(diào)節(jié)方式而言，變頻調(diào)節(jié)相比節(jié)流調(diào)節(jié)更適用于功能膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)。采用流場模擬的手段并結(jié)合工程應(yīng)用對功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)的通風(fēng)方式進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，堆體形狀設(shè)為拱形更利于通風(fēng)供氧，管道的布置數(shù)量設(shè)為4 條，既可有效保證通風(fēng)效果也可保證工程造價的經(jīng)濟(jì)性[29]。功能膜法好氧堆肥過程中，通風(fēng)速率與NH3逸散速率成正相關(guān)[20]，短間歇（通10 min-關(guān)10 min）相比長間歇（通10 min-關(guān)30 min）可提高堆肥細(xì)菌群落的豐富度和多樣性，易于揮發(fā)性固體的降解并可降低全球溫室潛勢[30]。此外，通風(fēng)對氣體的排放貢獻(xiàn)較大，相比于通風(fēng)期，間歇期內(nèi)CO2、CH4、N2O和NH3的排放量分別低64.23%、70.07%、54.87%和11.32%[24]。

功能膜材質(zhì)的差異同樣會對堆肥過程產(chǎn)生差別性影響。普通的PTFE膜（紡織用）與e-PTFE膜（改性堆肥專用）相比，透氣性差，對高濃度NH3阻隔效果差，但對H2S阻隔性能卻相同[31]。同樣的e-PTFE膜，也會存在因為其內(nèi)在構(gòu)造、生產(chǎn)工藝以及質(zhì)量把控的差異，造成CO2、N2O和NH3減排效果的差別[32，33]。

通過調(diào)整發(fā)酵原料改善功能膜法好氧堆肥工藝可起到一定的有益效果。在發(fā)酵原料中添加一定比例的沸石可進(jìn)一步減少NH3的排放，功能膜法耦合添加沸石堆肥工藝要比單一的功能膜法好氧堆肥工藝可減少10.00%的NH3排放[20]。將腐熟堆肥鋪設(shè)在堆體底層和覆蓋在堆體表層，可有效抑制液體回流造成的恒濕層對發(fā)酵過程的影響，且腐熟堆肥作為返料摻混可替代翻堆過程和大量填充劑的使用[34]。

3.3 裝備技術(shù)研究

如前文所述，功能膜法好氧堆肥裝備技術(shù)的體現(xiàn)主要以商業(yè)應(yīng)用為主。王濤[34]研發(fā)了一種裝配式膜堆肥技術(shù)（PMCT），其核心裝備由功能性覆蓋膜、曝氣中樞、曝氣器、連接組件、擋墻板以及擋墻支撐組成，核心特點在于完整可裝配特性和高度智能化。既在不破壞場地的前提下，系統(tǒng)所有部件可拆裝重復(fù)使用，并且無需專業(yè)施工安裝人員即可實現(xiàn)全部裝配。同時，通過內(nèi)部控制軟件及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)可實現(xiàn)一鍵啟動“發(fā)酵中樞”進(jìn)入自動堆肥模式，無需專業(yè)人員即可完成堆肥過程。孫曉曦等[35]研發(fā)了一種智能型膜覆蓋好氧堆肥反應(yīng)器，包含以Gore 膜為核心的覆膜系統(tǒng)、可變頻精確曝氣的布?xì)庀到y(tǒng)以及可實現(xiàn)堆體多點溫度、O2、壓力和氣體實時監(jiān)測和智能化反饋的控制系統(tǒng)，反應(yīng)器有效容積90 L，可用于實驗室規(guī)模的功能膜覆蓋好氧堆肥試驗研究。在規(guī)?；a(chǎn)層面，孫曉曦等[36]也基于傳統(tǒng)槽式翻拋堆肥系統(tǒng)，升級改良設(shè)計了一種適用于規(guī)?；a(chǎn)的節(jié)能環(huán)保智能型膜覆蓋好氧堆肥系統(tǒng)，核心模塊主要包括總控系統(tǒng)、風(fēng)控系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和覆膜系統(tǒng)4 個部分，具備在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、無線通訊和智能反饋控制功能。

3.4 機(jī)理機(jī)制探究

機(jī)理探究涉及到對功能膜法好氧堆肥技術(shù)在應(yīng)用過程中表象產(chǎn)生原因的揭示。通常，在覆膜之后，膜下堆體內(nèi)存在一定的“微正壓”，堆體內(nèi)O2充足，以CH4為主的厭氧氣體的排放量便會偏低[37]。堆體在不同時空的酸堿度、水分以含氮離子的變化趨勢和分布特征則間接驗證了膜下獨特堆肥氣候的存在——膜下水膜對以NH3為代表性的易溶于水的氣體有一定吸收作用并可以液態(tài)形式回流至堆體表層。結(jié)合膜內(nèi)外氣體排放速率和濃度差異性進(jìn)行分析，可說明功能膜對不同類型氣體所表現(xiàn)出的減排能力及方式也存在一定的差異性[16]。

在微觀層面，堆體內(nèi)微生物群落的演替、數(shù)量動態(tài)變化及其相關(guān)活動中物質(zhì)的變化轉(zhuǎn)移往往反映了堆肥過程的特定變化。堆肥前期出現(xiàn)特定的酶，如蛋白酶和脫氫酶則意味著堆肥前期有機(jī)質(zhì)降解的活性很強(qiáng)，而進(jìn)入中溫期后放線菌和桿菌則是最具代表性的微生物[17，38]。相比傳統(tǒng)好氧堆肥系統(tǒng)，功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)中檢測出了可降解纖維素的纖維弧菌目，找到了功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)對提高有機(jī)質(zhì)降解效率的作用微生物[15]。病原菌的動態(tài)變化可有效的監(jiān)測堆肥腐熟進(jìn)程，在功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)中，病原菌的去除往往更加高效[39]。在水解反應(yīng)最激烈的階段，功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)中的臭味也可得到有效控制，僅為4 OUE/S[17]。堆肥過程中的氣體產(chǎn)排也與微生物息息相關(guān)。功能膜覆蓋處理不利于氨氧化細(xì)菌的生長但卻益于硫酸鹽還原細(xì)菌的生長，所以功能膜覆膜處理對NH3和H2S起到了一定的減排作用[21]。功能膜覆蓋處理會在高溫期減少產(chǎn)甲烷菌的生長，在降溫期促進(jìn)甲烷氧化菌的生長，進(jìn)一步解釋了不同時期覆膜對CH4產(chǎn)生的影響[37]，功能膜覆蓋處理同時可促進(jìn)反硝化細(xì)菌的活性提升，并益于N2O的減排[40]。

4 總結(jié)與展望

好氧堆肥作為一種有機(jī)固體廢棄物無害化、減量化和資源化利用的重要技術(shù)途徑，正在受到廣泛關(guān)注。現(xiàn)有的好氧堆肥技術(shù)模式尚存在堆體發(fā)酵不均勻、局部厭氧、能耗較大等問題，從而導(dǎo)致好氧堆肥過程大量溫室氣體、氨氣、臭氣和顆粒粉塵逸散造成二次污染的問題。功能膜法好氧堆肥系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的技術(shù)模式，具有生產(chǎn)能耗低、溫室氣體等逸散少、堆體發(fā)酵均勻和周期減短效率高等優(yōu)點，正在成為未來的重要的技術(shù)途徑。

目前，隨著功能膜法好氧堆肥技術(shù)的發(fā)展，市面上出現(xiàn)了很多價格不一、質(zhì)量層次不齊的功能膜法好氧堆肥裝備產(chǎn)品，為奠定行業(yè)的規(guī)范化和可持續(xù)發(fā)展，功能膜法好氧堆肥裝備的機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定也在籌備中。此外，結(jié)合功能膜材料特性與智能化的好氧堆肥工藝特點，探索有機(jī)質(zhì)高效降解、節(jié)能減排機(jī)制并開展機(jī)理研究尚鮮見報道，應(yīng)系統(tǒng)加強(qiáng)相關(guān)研究，為完善功能膜法好氧堆肥技術(shù)體系、闡釋機(jī)理、升級研發(fā)先進(jìn)適用的成套化裝備提供理論和方法學(xué)支撐。