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随着城市人口规模逐步扩大，城市粪便处理场产生的污泥越来越多。由于粪便污泥中含有丰富的有机质及氮、磷和微量元素等植物所需养分，可以作为有机肥料和土壤改良剂。因此，应该对粪便生化处理后产生的污泥进行堆肥处理，使其中的营养元素被农作物利用，促进作物生长。但目前大部分城市粪便处理场的污泥处理并没有形成一种稳定化、资源化与无害化的模式。而是采用填埋、焚烧等方式就地处理，很容易对环境造成二次污染。
污泥堆肥的常用方式有厌氧堆肥与好氧堆肥两种[1]。好氧堆肥是指在有氧条件下对有机物进行分解的过程，其分解的代谢产物主要是水、热以及二氧化碳。厌氧堆肥是在无氧气的条件下对有机物进行分解。无氧堆肥最后的产物是二氧化碳、甲烷以及一些低分子量的中间产物。同好氧堆肥相比，厌氧堆肥的有机质降解的能量较少，而且容易产生臭味。所以，好氧堆肥比厌氧堆肥更有优势。另外，厌氧堆肥耗时比较长，生产周期也比较长，不利于提高经济效益，因此大部分污水厂都采用好氧堆肥处理。
好氧堆肥在有氧的条件下，好氧细菌对废物进行氧化、吸收与分解，可以将一部分有机物氧化成简单的无机物，而另外一部分有机物则被合成新物质，供微生物生长繁殖。有机物分解时伴随有热量产生，因为堆肥过程中所产生的热量并不能全部散发出去[2]，就必然会使得堆肥物质的温度升高。在这种高温条件下，许多不耐高温的微生物就会死亡，而耐高温的细菌则会快速繁殖。
目前，典型的堆肥工艺技术主要有以下几种[3]。
（1）发酵槽式堆肥：该种堆肥工艺主要分为隧道式发酵仓堆肥与阳光棚发酵槽堆肥。第一种是利用封闭式的结构，物料在发酵与堆肥过程中产生的粉尘与臭气，通过废气管收集再进行处理。这种堆肥周期一般半个月左右，温度可达60～70℃。第二种堆肥工艺是利用太阳能提高发酵温度。可保证发酵不因天气温度的变化而中断，周期一般在半个月左右，槽内温度须在55℃以上。
（2）条垛式堆肥：该种堆肥工艺可以分为静态堆肥与动态堆肥。静态堆肥是指在整理后的堆肥物料上采用强制通风来保证所需氧气。动态堆肥采用轮式或履带式机械翻堆来使堆肥物料获得充足氧气。堆肥过程中温度可以达到75℃以上，一般翻堆的周期为每周两次。整个堆肥过程需要半个月左右。
现以西南地区某城市粪便无害化、资源化处理场为例，介绍污泥堆肥工艺在粪便处理场的应用。
1.工艺流程
该工程中，用于堆肥的原料来源分两路。一路是生化处理池的污泥，一路是储粪池的粪渣。污泥经回流泵送至脱水机，脱水机将污泥进行干化脱水（保持含水率<60%）。经脱水处理后的干化污泥和储粪池刮渣机带来的粪便残渣进行混合，再经螺旋输送机送至污泥后端处理。整套堆肥处理工艺流程如图1所示。
从图可知，将调理剂——泥炭经过破碎机破碎成小粒径，与前端来的粪便、污泥按照比例进行混合。混合物进入发酵仓系统。在发酵仓内，污泥物料经过堆肥处理，形成类似腐殖质土壤的物料。物料经破碎机破碎，按比例添加氮、磷、钾，然后进行充分混合。混合后的物料分两部分进行处理：一部分直接进入泥砖生产成套设备，制成草坪种植块；另一部分输入造粒机进行造粒，再进入滚筒干燥机内烘干至水分10%以下，烘干温度保持进口150～550℃，出口50～75℃。物料冷却后再进行筛分，最后计量包装成有机—无机复混肥。
处理后的污泥如果在城市园林绿地施用，可明显地改善土壤结构、增加土壤有机质、促进植物根系增长和增强土壤功能、促进树木、花卉及草坪草的生长[4]。
2.控制方案
堆肥工艺中，进行好氧堆肥是关键，所以在该项目的堆肥工艺控制中，发酵仓的工艺控制是重点。项目中采用条垛式堆肥，将污泥物料送入发酵仓中进行反应，结合了静态与动态堆肥技术。一方面用鼓风机从底部给发酵仓内部供氧[5]，另一方面按照不同的周期采用链板式翻堆机进行物料的翻堆。在检测仪表设备的配置上，布置了温度与湿度传感器，以及可调风量的供氧可调电动阀门。发酵仓的控制结构如图2所示。
温、湿度计主要用于检测堆肥反应温度及堆肥过程中发酵仓内湿度，反应过程分为三个阶段[6]：
（1）升温阶段：这是堆肥过程的第1次升温，属初期阶段。在该阶段中，堆肥使物质的温度逐渐升高至45℃左右，主导性微生物以嗜温性微生物为主，主要有放线菌、细菌与真菌，分解物以淀粉和糖类为主。
（2）高温阶段：这是堆肥过程的第2次升温，当温度45℃以上时就进入到高温阶段。在该阶段中，嗜温微生物就会因受到抑制而死亡，而嗜热的微生物则会成为主导微生物。堆肥残留物与新形成的有机物继续被氧化，一些复杂的有机物如纤维素也开始被强制分解。微生物的活动通常在50℃左右嗜热性真菌最为活跃，温度上升到60℃时真菌就几乎停止所有活动，仅剩下嗜热性细菌，当温度达到70℃，绝大部分的嗜热性微生物就开始不适应，开始走向休眠阶段甚至死亡。在堆肥过程中，最适宜的温度在55℃左右，在这个温度范围内，大部分微生物最活跃也最容易分解有机物，而其中的寄生虫等均可被杀死。
（3）降温阶段：经过高温阶段，微生物绝大部分被杀死或活动减少，接下来就进入到降温阶段。在降温过程中，嗜温性生物就会逐渐占优势，进一步分解剩余的有机物。但是该过程堆肥物体释放的热量较少，温度会逐渐下降，有机物也会逐渐趋于稳定，堆肥进入到腐熟或者后熟阶段。
在工程中，针对发酵仓产生的臭气，专门配置了新滤料除臭系统与冷凝除臭系统，较好地保证了堆肥过程中产生的臭气不会影响环境。
目前，该套污泥堆肥处理系统已投入试运行，堆肥反应过程稳定、达到污泥零排放，未对环境造成二次污染，对其他同类堆肥系统具有借鉴和推广作用。
参考文献：
[1]张增强.污水处理厂污泥堆肥化处理研究[J].农业机械学报，2011，42（7）： 148-154.
[2]陈桂梅，刘善江，田野，等.污泥堆肥的应用研究进展[J].广州化工，2010， 38（12）：15-17.
[3]王涛，田德龙. SACT工艺用于唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工程[J].中国给水排水，2009，25（14）：32-35.
[4]康军，张增强.污泥堆肥用于城市绿化的现状及前景[J].节能与环保，2009，7：33-34.
[5]王涛.污泥堆肥工程曝气系统的设计与选型比较[J].中国环保产业，2009，1：41-43.
[6]陈同斌，郑国砥，高定等.城市污泥堆肥处理及其产业化发展中的几个关键问题[J].中国给水排水2009，25（9）：104-108.
（责任编辑：赵静）
污泥堆肥的常用方式有厌氧堆肥与好氧堆肥两种[1]。好氧堆肥是指在有氧条件下对有机物进行分解的过程，其分解的代谢产物主要是水、热以及二氧化碳。厌氧堆肥是在无氧气的条件下对有机物进行分解。无氧堆肥最后的产物是二氧化碳、甲烷以及一些低分子量的中间产物。同好氧堆肥相比，厌氧堆肥的有机质降解的能量较少，而且容易产生臭味。所以，好氧堆肥比厌氧堆肥更有优势。另外，厌氧堆肥耗时比较长，生产周期也比较长，不利于提高经济效益，因此大部分污水厂都采用好氧堆肥处理。
好氧堆肥在有氧的条件下，好氧细菌对废物进行氧化、吸收与分解，可以将一部分有机物氧化成简单的无机物，而另外一部分有机物则被合成新物质，供微生物生长繁殖。有机物分解时伴随有热量产生，因为堆肥过程中所产生的热量并不能全部散发出去[2]，就必然会使得堆肥物质的温度升高。在这种高温条件下，许多不耐高温的微生物就会死亡，而耐高温的细菌则会快速繁殖。
目前，典型的堆肥工艺技术主要有以下几种[3]。
（1）发酵槽式堆肥：该种堆肥工艺主要分为隧道式发酵仓堆肥与阳光棚发酵槽堆肥。第一种是利用封闭式的结构，物料在发酵与堆肥过程中产生的粉尘与臭气，通过废气管收集再进行处理。这种堆肥周期一般半个月左右，温度可达60～70℃。第二种堆肥工艺是利用太阳能提高发酵温度。可保证发酵不因天气温度的变化而中断，周期一般在半个月左右，槽内温度须在55℃以上。
（2）条垛式堆肥：该种堆肥工艺可以分为静态堆肥与动态堆肥。静态堆肥是指在整理后的堆肥物料上采用强制通风来保证所需氧气。动态堆肥采用轮式或履带式机械翻堆来使堆肥物料获得充足氧气。堆肥过程中温度可以达到75℃以上，一般翻堆的周期为每周两次。整个堆肥过程需要半个月左右。
现以西南地区某城市粪便无害化、资源化处理场为例，介绍污泥堆肥工艺在粪便处理场的应用。
1.工艺流程
该工程中，用于堆肥的原料来源分两路。一路是生化处理池的污泥，一路是储粪池的粪渣。污泥经回流泵送至脱水机，脱水机将污泥进行干化脱水（保持含水率<60%）。经脱水处理后的干化污泥和储粪池刮渣机带来的粪便残渣进行混合，再经螺旋输送机送至污泥后端处理。整套堆肥处理工艺流程如图1所示。
从图可知，将调理剂——泥炭经过破碎机破碎成小粒径，与前端来的粪便、污泥按照比例进行混合。混合物进入发酵仓系统。在发酵仓内，污泥物料经过堆肥处理，形成类似腐殖质土壤的物料。物料经破碎机破碎，按比例添加氮、磷、钾，然后进行充分混合。混合后的物料分两部分进行处理：一部分直接进入泥砖生产成套设备，制成草坪种植块；另一部分输入造粒机进行造粒，再进入滚筒干燥机内烘干至水分10%以下，烘干温度保持进口150～550℃，出口50～75℃。物料冷却后再进行筛分，最后计量包装成有机—无机复混肥。
处理后的污泥如果在城市园林绿地施用，可明显地改善土壤结构、增加土壤有机质、促进植物根系增长和增强土壤功能、促进树木、花卉及草坪草的生长[4]。
2.控制方案
堆肥工艺中，进行好氧堆肥是关键，所以在该项目的堆肥工艺控制中，发酵仓的工艺控制是重点。项目中采用条垛式堆肥，将污泥物料送入发酵仓中进行反应，结合了静态与动态堆肥技术。一方面用鼓风机从底部给发酵仓内部供氧[5]，另一方面按照不同的周期采用链板式翻堆机进行物料的翻堆。在检测仪表设备的配置上，布置了温度与湿度传感器，以及可调风量的供氧可调电动阀门。发酵仓的控制结构如图2所示。
温、湿度计主要用于检测堆肥反应温度及堆肥过程中发酵仓内湿度，反应过程分为三个阶段[6]：
（1）升温阶段：这是堆肥过程的第1次升温，属初期阶段。在该阶段中，堆肥使物质的温度逐渐升高至45℃左右，主导性微生物以嗜温性微生物为主，主要有放线菌、细菌与真菌，分解物以淀粉和糖类为主。
（2）高温阶段：这是堆肥过程的第2次升温，当温度45℃以上时就进入到高温阶段。在该阶段中，嗜温微生物就会因受到抑制而死亡，而嗜热的微生物则会成为主导微生物。堆肥残留物与新形成的有机物继续被氧化，一些复杂的有机物如纤维素也开始被强制分解。微生物的活动通常在50℃左右嗜热性真菌最为活跃，温度上升到60℃时真菌就几乎停止所有活动，仅剩下嗜热性细菌，当温度达到70℃，绝大部分的嗜热性微生物就开始不适应，开始走向休眠阶段甚至死亡。在堆肥过程中，最适宜的温度在55℃左右，在这个温度范围内，大部分微生物最活跃也最容易分解有机物，而其中的寄生虫等均可被杀死。
（3）降温阶段：经过高温阶段，微生物绝大部分被杀死或活动减少，接下来就进入到降温阶段。在降温过程中，嗜温性生物就会逐渐占优势，进一步分解剩余的有机物。但是该过程堆肥物体释放的热量较少，温度会逐渐下降，有机物也会逐渐趋于稳定，堆肥进入到腐熟或者后熟阶段。
在工程中，针对发酵仓产生的臭气，专门配置了新滤料除臭系统与冷凝除臭系统，较好地保证了堆肥过程中产生的臭气不会影响环境。
目前，该套污泥堆肥处理系统已投入试运行，堆肥反应过程稳定、达到污泥零排放，未对环境造成二次污染，对其他同类堆肥系统具有借鉴和推广作用。
参考文献：
[1]张增强.污水处理厂污泥堆肥化处理研究[J].农业机械学报，2011，42（7）： 148-154.
[2]陈桂梅，刘善江，田野，等.污泥堆肥的应用研究进展[J].广州化工，2010， 38（12）：15-17.
[3]王涛，田德龙. SACT工艺用于唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工程[J].中国给水排水，2009，25（14）：32-35.
[4]康军，张增强.污泥堆肥用于城市绿化的现状及前景[J].节能与环保，2009，7：33-34.
[5]王涛.污泥堆肥工程曝气系统的设计与选型比较[J].中国环保产业，2009，1：41-43.
[6]陈同斌，郑国砥，高定等.城市污泥堆肥处理及其产业化发展中的几个关键问题[J].中国给水排水2009，25（9）：104-108.
（责任编辑：赵静）