城市污泥堆肥化处理研究进展
污泥堆肥化技术研究进展_文炎
[收稿日期]2007-01-17 [第一作者简介]文 炎(1982-),男,湖北老河口市人,长江大学化学与环境工程学院硕士研究生,研究方向为固体废弃物资源化. [通讯作者]张竹青,男,湖北荆门市人,长江大学化学与环境工程学院教授.污泥堆肥化技术研究进展 文 炎,张竹青 (长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)[摘要]随着污水处理量的增加,污泥的产量也将随之增多,污泥的处理越来越引起人们的关注。
目前许多国家将污泥堆肥作为污泥稳定化处理的主要方法。
综述了国内外污泥堆肥化技术研究的最新进展,并提出了今后研究的主攻方向。
[关键词]污泥;堆肥化;研究进展[中图分类号]X703[文献标识码]A [文章编号]1673-1409(2007)01-S095-04污泥是城市生活污水和工业废水处理过程中产生的固体废物,其数量占处理水量的0.3%～0.5%左右(以含水率97%计算)。
污泥的成分很复杂,除了含有大量的水分和N 、P 、K 、Ca 及有机质外,还含有重金属离子、病原微生物、寄生虫、有机污染物等有害物质[1]。
随着社会经济的发展,城市人口的增加,工业废水和城市生活污水的排放量日益增加,污泥的排放量也将随之增多。
据统计,目前世界年产干污泥产量已超过1亿t ,我国也有近667万t [2]。
大量的污泥不经处理任意排放和堆置,不仅对环境造成污染,而且浪费了污泥中的有用资源。
如何将产量大、成分复杂的污泥,经过科学处理后使其减量化、无害化、资源化和稳定化,已成为世界各国广泛关注的课题。
到目前为止,常用的污泥处置和利用方法有焚烧、填埋、投海、用作建材原料和土地利用等[1]。
近年来,世界各国对如何合理、有效利用污泥进行了大量的研究和实践工作。
污泥堆肥化技术是20世纪60年代开始迅速发展起来的一项新的生物处理技术。
20世纪70年代以后,由于污泥产生的环境问题和填埋技术的缺点日益突出,污泥堆肥化技术引起世界各国的广泛关注,已成为环保领域内的一个研究热点[2]。
污泥堆肥技术及工艺优化研究进展
污泥堆肥技术及工艺优化研究进展污泥堆肥技术及工艺优化研究进展一、引言近年来，随着城市化进程的加快和污水处理厂的建设，污泥的产生量不断增加。
传统的污泥处理方式主要是焚烧和填埋，但这些方式存在着环境污染和资源浪费的问题。
因此，人们开始关注污泥堆肥技术的研究和应用，以期将污泥转化为有机肥料，实现资源再利用。
二、污泥堆肥技术的原理和特点1. 原理污泥堆肥技术是将污泥与其他有机废弃物混合，经过与空气充分接触和微生物作用，通过发酵和分解过程，最终转化为有机肥料的一种处理方式。
2. 特点（1）资源化利用：污泥堆肥技术能够有效地将污泥转化为有价值的有机肥料，达到资源化利用的目的。
（2）环境友好：相比于焚烧和填埋方式，污泥堆肥技术减少了对环境的污染，降低了二氧化碳和甲烷的排放。
（3）经济效益：通过污泥堆肥技术处理后的有机肥料，可以广泛应用于农田和园林，增加农作物产量，提高土壤质量，进而带动农业和园林经济的发展。
三、污泥堆肥工艺1. 堆料配比污泥堆肥工艺的第一步是进行堆料配比。
一般情况下，污泥占总配料的50%~70%，其他有机废弃物如农作物秸秆、畜禽粪便等占30%~50%。
堆料配比的合理性关系到堆肥后的质量和效果。
2. 堆肥堆制（1）选择合适的堆制设备：常见的堆制设备有静态堆肥设备和动态堆肥设备。
静态堆肥设备通常采用开放式的平堆或粗碎。
动态堆肥设备则采用机械翻堆的方式，能够提高堆肥效率。
（2）控制堆肥过程中的温度和湿度：堆肥过程中，温度和湿度的控制对于堆肥的质量和发酵速度至关重要。
一般情况下，堆肥的适宜温度为40℃~60℃，湿度保持在50%~60%。
（3）加入堆肥助剂：为了加速堆肥的分解和发酵过程，可以适量添加堆肥助剂，如有效微生物、蛋白酶和复合菌剂等。
3. 堆肥成熟经过一段时间的发酵和分解，堆肥中的有机质逐渐降解，成熟度提高。
一般经过3个月到12个月的堆肥期，有机质达到稳定状态，即可判定为成熟的堆肥。
四、污泥堆肥技术的优化研究为了提高污泥堆肥技术的处理效果和经济效益，近年来进行了一系列优化研究，主要集中在以下几个方面：1. 堆肥助剂的选择和应用研究表明，适量添加堆肥助剂有助于提高堆肥的分解和发酵速度，缩短堆肥周期。
城市污泥堆肥土地修复利用研究进展
ｓ ｕ ｍｍａ ｉ ｒ ｚ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｍａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｌ ａ ｎ ｄ ｕ ｔ ｉ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ，ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ａ ｃ ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｖ ｙ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｓ ｉ ｎ ｓ ｏ ｉ ｌ ，ｏ ｄ ｏ ｒ
污泥 中含 有有 机 污 染 物 、重 金 属 、微 生物 病 业 中的应用。为 了鼓励农 民施 用有机肥 ，农业部 原 菌 等有 害物 质 ，如果 不 经 过处 理 直 接 丢弃 会 严 推 出 “ 全 国土壤 有机 质提 升工程 ” ，对施 用 有机 肥
重污染环境 。其通常采用 的处理方法如焚烧 、填 的农 民进 行 财 政 补 贴 。２ ０ ０ ９年 和 ２ ０ １ １年 国 家住 埋 、投海都可能造成对环境的污染 … ；而土地利 房和城乡建设部分别发布 了 （ （ 城镇污水处理厂污 用 ，可将污泥变废为宝 ，经过堆肥化处理的污泥 泥处理处置及污染防治技术政策 （ 试行） 》和 《 贼 质 地 疏松 ，密 度 减小 ，可 被 植 物利 用 的营 养成 分 镇污水处理厂污泥处理处置技术指南 （ 试行） 》 ， 增加 ，病原菌和 寄生虫 卵几 乎全被 杀死 ¨ ２ ］ ，是 鼓励符合标准 的污泥进行好氧高温发酵处理并土 种 良好 的土壤结构改 良剂 ［ ，所 以 ，污泥堆 地利用 ，进一步确立了好氧发酵＋ 土地利用在污泥
第２ １ 卷第 ６ 期 ２ ０ １ ３年 １ ２月
环境卫生工程
Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ａ ｎ ｉ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
污泥堆肥技术及工艺优化研究进展
污泥堆肥技术及工艺优化研究进展污泥堆肥技术及工艺优化研究进展污泥处理一直是城市环境管理的重要问题之一，传统的污泥处理方法包括填埋和焚烧，然而这些方法存在着环境污染和资源浪费的问题。
近年来，污泥堆肥技术逐渐受到关注，它可以将污泥转化为有机肥料，同时减少环境污染和资源浪费。
本文将介绍污泥堆肥技术的研究进展及工艺优化。
一、污泥堆肥技术污泥堆肥技术是将污泥与其他有机废弃物一起进行堆肥处理。
其原理是通过微生物的作用，将污泥中的有机物质转化为稳定的有机肥料。
相比于传统的污泥处理方法，污泥堆肥技术具有以下优势：1.资源化利用：将污泥转化为有机肥料可以有效地回收其中的养分和有机物质，实现资源的再利用。
2.减少环境污染：通过堆肥处理，可以显著减少废弃污泥对环境的影响，减少臭气和有害气体的排放。
3.节约成本：相比于填埋和焚烧等传统处理方法，污泥堆肥技术对设备和能源的需求较低，能够降低处理成本。
二、污泥堆肥工艺1.物料准备：首先需要对污泥进行加工处理，包括去除杂质和均匀混合。
同时，还可以添加其他有机废弃物，如农作物秸秆、畜禽粪便等，以提高有机质的含量和堆肥过程中的氧化还原条件。
2.堆肥堆制：将准备好的物料堆放成一定规模的堆肥堆，堆肥堆的高度和宽度应根据堆肥物料的性质和堆肥堆的管理要求进行合理设计。
堆肥堆的管理包括堆体的翻堆、通风、湿度和温度的控制等。
3.微生物降解：在堆肥堆中，各种微生物通过分解和转化有机物质，完成有机质的降解和转化过程。
这些微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。
合理管理堆肥过程中的湿度和通风条件，可以提高微生物的活性和降解效率。
4.堆肥产物处理：经过堆肥处理后，污泥转变为稳定的有机肥料。
可以通过进一步的加工处理得到颗粒肥、腐殖质肥、液态肥等不同形式的有机肥料，以满足不同农作物和土壤的需求。
三、工艺优化研究进展近年来，针对污泥堆肥技术存在的一些问题，国内外研究者进行了大量的研究，提出了一系列工艺优化的方法。
《2024年国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》范文
《国内外污泥处理处置技术研究与应用现状》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业的迅猛发展，污泥的处理与处置成为了环境保护领域的重要课题。
污泥作为污水处理过程中的产物，含有大量的有机物、重金属及病原体等有害成分，若不进行妥善处理，将对环境及人类健康造成严重威胁。
因此，国内外学者纷纷开展污泥处理处置技术的研究，旨在寻求高效、环保、可持续的处理方法。
本文将就国内外污泥处理处置技术的研究与应用现状进行综述。
二、国内污泥处理处置技术研究与应用现状1. 物理法物理法主要包括脱水、干燥、焚烧等工艺。
国内在污泥脱水方面取得了显著进展，通过机械压滤、真空吸滤等方式，有效降低污泥含水率，便于后续处理。
同时，干燥和焚烧技术也在国内得到了广泛应用，通过高温处理，可有效杀灭病原体，降低污泥体积，实现减量化和无害化。
2. 生物法生物法主要包括生物堆肥、生物反应器等技术。
国内在生物堆肥方面具有丰富的经验，通过添加微生物菌剂、调节pH值等手段，促进污泥中有机物的分解和转化，实现污泥的资源化利用。
此外，生物反应器技术也得到了广泛应用，通过厌氧消化、好氧发酵等方式，将污泥转化为生物气、生物炭等可再生能源。
3. 化学法化学法主要包括化学混凝、化学氧化等技术。
国内在化学混凝方面取得了重要突破，通过投加混凝剂，使污泥中的胶体颗粒脱稳、凝聚，提高污泥的沉降性能。
同时，化学氧化技术也得到了广泛应用，通过氧化剂将污泥中的有害物质转化为低毒或无毒物质，降低对环境的污染。
三、国外污泥处理处置技术研究与应用现状1. 热解与气化技术国外在污泥热解与气化技术方面取得了重要进展。
热解技术通过高温缺氧环境将污泥中的有机物转化为气体、液体和固体产物，实现污泥的资源化利用。
气化技术则通过高温燃烧将污泥转化为合成气，可用于发电、供热等领域。
这些技术具有减量化、无害化、资源化等优点，受到了国外学者的广泛关注。
2. 新型生物技术国外在新型生物技术方面进行了大量研究，如微生物燃料电池、生物吸附等技术。
城市污泥堆肥化处理研究进展
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肥 化基 本 采 用 的都 是进 料 、 拌 、 搅 通气 、 出料 同 时进 行 的 高
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现 代农 业科技
２１ 第 １ ０ ０年 ０期
资源 与环境 科学
城 市 污 泥 堆肥 化 处 理研 究 进 展
桂 萌 熊建 军 崔 希龙 赵 振凤
（ 京 城 市 排 水 集 团 有 限 责任 公 司 ， 京 １０ ３ ） 北 北 ０ ０ ８
摘要 随着 城 市的 发展 ， 市生 活 污水 污 泥也 迅 速增 加 。 城 目前 污 泥堆 肥化 处理 已经成 为 国 内外 学 者研 究 的 热点 。 文 主要 对 污泥 性 该 质 、 内外城 市污 泥堆肥 方 法 ， 国 以及 污泥堆 肥过 程 中的 重要参 数控 制 进行 综述 ， 为城 市污 泥堆肥 化 处理 提供 参考 。 以
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城市污水厂低有机质污泥堆肥实验研究
７ 、空隙 率 取 １ Ｌ混合 污泥 压实 ，量 出 实前 后物料 容积 差 ，即 为空 隙率
城市污水厂低 有机质污泥堆肥 实验研 究
王 剑 飞
摘 要 ：针对 低 有机质 污 泥堆 肥 困难 ，实验 利用 酱渣 及木 屑 为调 理剂， 察好 氧 堆肥效 果 ，比 考 较 实 验参 数 ： 堆肥温 度 、含水 率 、ＶＳ ／ 、浸 提 液Ｃ Ｄｃ等 。结 果 表 明 ：掺 混 酱渣 和 、ＣＮ比 Ｏ ｒ 木 屑 的污 泥堆 肥 效果较 好 ， 要 实验参 数 均满 足腐 熟指 标 ，使污 泥 达到 无害 化和 稳定 化 。 主
污 泥 堆 肥 化 技术 是 当前 城 市 污 泥 处 理 处 置经 济有 效 的途径 【。我 国城市 污 泥有机 ｌ Ｊ 供试 污 泥 为 南 京 江 心 洲 污 水 厂 的脱 水 污 泥 ，属于 低有 机质 低 蛋 白质 污 泥 。 有机 其 质 随 季节 不 同在 ３ ％￣４ ％之 间 ， ０ ８ 平均 仅有 ３ ．６ ７７ ％，低 于 国 内相 关城 市 污 水 厂 污泥 有
污染 环境 ，用 于 堆肥 可将 其“ 化”Ｊ 三 【。 Ｊ
①风机②流量计③ 阀门④ 网板⑤孔 板⑥ 臭气 收集 罩⑦ 温度计⑧ 电控装置
图ｌ 堆肥 装 置 图
本 实验选 取不 同性 质 的掺料 配合 堆肥 ， 比较 实验 效果 来论证 酱渣 堆肥 的可行性 ， 并 表 １
寻 找最 佳 配 比 。堆肥 各原 料 土 要成 分见 表 ｌ ：
堆肥 原料 基本 性质
１ ３堆 肥操作 方法 ．
屑在 穿孔 板上 铺 设一层 厚度 为 １．０ｍ的垫 ０２ ｃ 层 。五次 实验 的不 同掺 料 、配 比及 堆 前物料 特 性 见表２ ：
市政污泥处理与资源化利用研究进展
市政污泥处理与资源化利用研究进展市政污泥是城市生活污水处理过程中的一种固态废弃物，由污水处理厂产生。
长期以来，市政污泥的处理一直是城市环境管理中的重要课题。
传统的市政污泥处理方式包括填埋、焚烧和堆肥等，这些方式存在着环境污染、资源浪费等诸多问题。
为了解决这些问题，近年来研究学者们开始探索市政污泥的资源化利用途径，以实现其减量化、无害化、资源化的处理目标。
市政污泥是一种具有潜在资源价值的生物聚合体，含有丰富的有机质、养分和微量元素等。
因此，对市政污泥进行资源化利用可以有效地减轻对自然资源的压力，提高资源的利用效率。
目前，市政污泥的资源化利用主要有以下几个方面的研究进展。
第一，市政污泥的能源化利用。
市政污泥中含有大量的有机物质，通过适当的处理方法可以将其转化为可用的能源。
目前常用的能源化利用方式包括生物气化、生物甲烷化和生物油合成等。
生物气化是将市政污泥转化为合成气的过程，该合成气可用于发电、供热和热解等用途。
生物甲烷化是将市政污泥中的有机物质转化为甲烷气体，可用于天然气的替代或直接供应燃气设备。
生物油合成是将市政污泥中的有机物质转化为液体燃料，可用于汽车、船舶等交通运输工具。
第二，市政污泥的农业利用。
市政污泥中含有丰富的有机质和养分，对植物生长具有促进作用。
因此，将市政污泥用作土壤改良剂或有机肥料可以提高农作物的产量和质量。
此外，市政污泥中的微量元素对土壤肥力的提高也起到了积极的作用。
研究表明，市政污泥的施用可以改善土壤结构，提高空气和水的渗透性，促进土壤微生物的活动。
第三，市政污泥的建材利用。
市政污泥中含有丰富的无机物质，其中包括硅酸盐、铝酸盐等矿物质。
通过适当的处理方法，可以将市政污泥转化为建筑材料，例如砖块、陶瓷、水泥等。
这些建材不仅可以减少对天然资源的开采，还可以降低建筑材料的成本。
同时，市政污泥建材还具有良好的保温、隔热和吸音等特性。
第四，市政污泥的资源化利用技术。
随着市政污泥处理技术的不断发展，出现了一些新的资源化利用技术。
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城市污泥堆肥化处理研究进展作者：桂萌熊建军崔希龙赵振凤来源：《现代农业科技》2010年第10期摘要随着城市的发展,城市生活污水污泥也迅速增加。
目前污泥堆肥化处理已经成为国内外学者研究的热点。
该文主要对污泥性质、国内外城市污泥堆肥方法,以及污泥堆肥过程中的重要参数控制进行综述,以为城市污泥堆肥化处理提供参考。
关键词城市污泥;堆肥化处理;条垛式系统中图分类号X703文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)10-0267-02ResearchProgressonMunicipalSludgeComposting TreatmentGUI MengXIONG Jian-junCUI Xi-longZHAO Zhen-feng(Beijing Drainage Group Co. Ltd.,Beijing 100038)AbstractWith the development of urban,urban sewage sludge was increasing rapidly. At present,scholars paid more and more attention to the sludge composting. In this article,the sludge nature,kinds of municipal sewage sludge composting methods at domestic and foreign,as well as the important parameters control in sludge composting process were mainly introduced. It can give reference for the municipal sludge composting treatment.Key wordsmunicipal sludge;composting treatment;windrow composting system城市污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物,是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒及胶体等组成的极其复杂的非均质体。
据估算,北京城市污泥产生量已达80万t/年,而上海污泥量达22 260 m3/d(含水量97.5%)[1]。
随着城市的发展,城市污水处理量的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。
污泥堆肥与其他处理方法,如填埋、焚烧相比,具有建设投资少、运行费用低等优点,适合我国的国情[2]。
1城市污泥性质一是数量大,增长迅速。
污泥量占污水量体积的0.3%～0.5%(或污泥在污水中的含量为10～20 g/kg),若进行深度处理则污泥量增加0.5～1.0倍,伴随污水处理效率的提高,污泥数量将大幅增加;二是污泥中养分丰富,含有较高的有机质和丰富的氮磷等矿质营养元素;三是污泥成分比较复杂。
由于来源于各种工业和生活污水,故含有一些对环境和生物有害的物质,如Cd、Pb、As、Cu和Zn等,还含有病原菌、寄生虫(卵)和一些有毒的有机物。
Macnicol等[3]通过研究,将污泥区分为生物絮凝态、颗粒态、水溶态及胶体4个组分。
其中生物絮凝态组分约占污泥总量的69%,颗粒态组分占23%,水溶态组分占8%,胶体组分不到1%[4]。
污泥有机质及各种营养元素含量丰富。
通过对29个城市污泥组成的统计分析发现,中国城市污泥(不包括工业污泥)有机质平均含量达384 g/kg,全氮、全磷和全钾分别为27.0、14.3和7.0g/kg;有机质、全氮、全磷均比纯猪粪高出1/3～2/3,但全钾比纯猪粪低1/3。
中国城市污泥有机质含量呈逐年增加的趋势,氮、磷含量变化规律不明显。
所以污泥经堆肥化处理后作为肥料使用具有一定的价值和潜在的优势[5]。
2污泥堆肥技术堆肥利用自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物向稳定的类腐殖质生化转化的微生物学过程,在一定温度、湿度和pH值条件下,使有机物发生生物化学降解,形成一种类似腐殖质土壤的物质。
在堆肥过程中,微生物分解有机质是一个放热过程,使得堆体温度升高,可以杀死污泥中大部分病原菌和寄生虫,达到无害化的目的。
堆体升温还有助于堆体水分的散失,减小堆体体积,达到减量化的目的。
另外,堆肥成品中的速效养分更有利于农作物吸收,同时堆肥成品中的腐殖质能改良土壤[6],使得污泥堆肥达到资源化。
堆肥化过程有好氧堆肥和厌氧堆肥2种,目前污泥堆肥化基本采用的都是进料、搅拌、通气、出料同时进行的高效好氧发酵工艺。
好氧堆肥过程由4个阶段组成,即升温阶段、高温阶段、降温阶段和腐熟阶段。
堆肥初期,堆层基本呈中温,嗜温菌较为活跃,大量繁殖。
它们在利用有机物的过程中,有一部分转换成热量,由于堆肥物料具有良好的保温作用,堆层温度不断上升,1～2 d后可达到50～60 ℃。
在这个温度下,嗜温菌受到抑制,甚至死亡,而嗜热菌的繁殖进入激发状态,嗜热菌的大量繁殖和温度的明显提高,使堆肥发酵直接由中温进入高温,并在高温范围内稳定一段时间。
正是在这一温度范围内,堆肥中的寄生虫和病原菌被杀死,腐殖质开始形成,堆肥达到初步腐熟。
在后发酵阶段,由于大部分有机物在主发酵阶段已经被降解,因此堆肥不再有新的能量积累,堆肥也就一直维持在中温(30～40 ℃),这时堆肥产物进一步稳定,最后达到深度腐熟[7]。
3污泥堆肥工艺堆肥工艺分为厌氧堆肥与好氧堆肥2种,其中好氧法,具有臭气发生量少、发酵时间短、堆肥品质好等优点,因此该文就好氧堆肥工艺进行论述。
在实际堆肥工艺中,比较常见的有条垛式堆肥,强制通风静态垛式堆肥和各式反应器堆肥。
后2种堆肥方式对环境影响小,堆肥效率高,是目前国内外学者研究得比较多的方式。
条垛式堆肥是最为传统的堆肥方式,工艺成熟,操作简单,也是目前国内使用较为广泛的方式。
3.1条垛式堆肥条垛式堆肥系统最初仅用于城市垃圾堆肥,1970年美国才第1次将这种堆肥方式用于污泥堆肥[8]。
随着这种堆肥系统的不断优化发展,美国1993年普查,条垛式系统占321个堆肥项目的21.5%。
1993年加拿大普查全国121个运行的堆肥厂中,有90个是条垛式系统[9]。
条垛式堆肥是将原料混合堆肥添加剂后简单堆积成窄长条垛,在好氧条件下进行堆肥化,定期使用机械或人工进行翻堆通风[10]。
条垛式堆肥系统必须具有适当的规模,如果堆体太小,则保温性差,水分散失过快,在高温期维持不了足够长的时间,导致产品腐熟度达不到要求,而且相对大堆体,单位面积处理的污泥量较小;如果堆体过大,堆体中心通风不好,发酵周期长,易产生厌氧发酵,损失有机质及氮素等营养元素。
条垛系统的堆体适宜规模参数为:底宽2～6 m、高1～3 m,长度不限。
最常见的堆体尺寸为底宽3～5 m、高2～3 m,其横截面大多呈三角形[11]。
条垛式堆肥系统堆体供氧主要是通过翻堆的方式进行,翻堆频率根据堆体具体情况而定,其中包括外界温度、堆体大小、添加剂的使用等。
在春、夏、秋3个季节,因为平均温度较高,一般不会影响堆体升温,所以一般采用每天翻1次,或者隔1 d翻1次的翻堆方式,以保证堆体在好氧情况下发酵。
而在冬季堆肥时,外界温度较低,第1次翻堆时间应在成堆后3～4 d,翻堆期间也应该根据堆体的实际温度而定。
若翻堆过于频繁,则不利于堆体温度的升高;若翻堆次数太少,则容易产生厌氧发酵。
在添加剂的使用上,当使用稻草、谷壳、干草、干树叶、木片或锯屑作调理剂且与污泥形成的混合物的含水率约为60%时,成堆后第3天翻堆,然后每隔1 d翻堆1次直至第4次,随后,每隔4或5 d翻堆1次堆。
如果用纸作调理剂,只要混合物料含水率不超过50%,便可如上述频率进行翻堆[12]。
条垛式堆肥系统对外界条件也有很严格的要求。
首先,要有足够大的场地,通风条件好,有利于水分散失和堆体供氧。
若有条件,可建造一个较大的棚以减少冬季和雨季对堆肥的影响。
其次,场地条件必须结实,以便大型机械设备,如铲车、翻抛机等操作。
通常用的地面材料是沥青或混泥土,也可是碎石或碳渣。
场地要有一定的坡度,以便堆肥渗滤液快速流走,其坡度应该在1%～2%。
堆肥场地还应具备相应的排水系统,以便收集渗滤液,避免造成二次污染[12]。
条垛式堆肥系统尽管是一个低水平系统,但有很多优点:所需设备简单,投资成本较低;翻堆会加快水分的散失,堆肥容易干燥;干燥的堆肥易于把填充剂筛分,干的填充剂可以较快地进行回用;由于堆肥时间相对较长,条垛式堆肥产品腐熟度高、稳定性好[13]。
但条垛式堆肥也存在一些缺点,如条垛系统占地面积大,而且腐熟周期长;需要大量的翻堆机械和人力;相对于其他的堆肥系统,条垛式堆肥需要更多的监测以确保足够的通气量和温度;翻堆会造成臭味的散失,这会对公众生活造成影响;条垛式堆肥系统受天气的影响严重,例如,雨季会破坏堆体结构,冬季会造成堆体热量大量损失,使温度降低。
为了保持良好的通风,条垛式系统需要相对较大比例的填充剂[14]。
3.2强制通风静态垛式堆肥强制通风静态垛式堆肥系统是在条垛式堆肥系统的基础上开发出来的,是采用物料静止不动,通过地面通风管道强制通风的方式供氧发酵。
通风方式可采取正压通风、负压通风或者两者相结合的方式。
对此堆肥方式,通风系统决定其能否正常运行,同时通风系统也是温度控制的主要手段。
在堆肥过程中,通风提供给微生物分解有机物时所需要的氧气,同时带走水分、二氧化碳、氨气等气体。
目前,该系统已经成为美国应用最广泛的污泥堆肥系统。
3.3各式反应器堆肥魏源送等[10]总结了国内外各式反应器堆肥系统(图1)。
反应器堆肥发酵工艺目前是国内外学者研究的热点,较前2种堆肥方式有其独有的特点,如发酵周期短,能有效地控制臭气、灰尘和其他污染环境的因素,占地面积小,自动化程度高。
但是一次性投资大,操作复杂,维修费用高,对污泥性质的变化适应性不强[15]。
4堆肥工艺参数在堆肥过程中如果能采取比较合理的方法和有效控制堆肥过程中各种参数,将有效的提高堆肥效率和堆肥品质。
堆肥过程中适宜的各种重要参数见表1。
其中,含水率、温度、C/N、含氧量以及pH值是最为关键的堆肥参数。
4.1含水率含水率是堆肥过程中一项重要指标。
一般认为堆肥起始含水率应控制在45%～60%之间。
含水率过低影响微生物生长,不利于微生物分解有机质释放热量;含水率过高则会堵塞堆肥物料中孔隙,影响通风,从而降低堆体含氧量,导致厌氧发酵。
含水率具体控制在多少适宜,这决定于堆肥原料的组成、性质和有机质含量。
4.2温度堆体温度是影响堆肥进程和产品最终品质的重要因素,同时也是判断堆肥是否达到无害化要求的最重要指标之一[16]。
根据《粪便无害化卫生标准(GB7959-87)》的要求,堆肥过程中最高堆温达50～55 ℃以上持续5～7 d,或者在55 ℃以上维持3 d,这样才能有效杀死堆体中的病原菌和有害微生物。