污水处理厂污泥好氧堆肥技术

污水处理厂污泥好氧堆肥技术

何伟锋

中山市小榄水务有限公司污水处理分公司广东中山

摘要：针对我国中小城镇污水处理厂规模小，产泥量少的特点，分析比较各污泥处理技术，选择污泥好氧堆肥技术适用于中小城镇污水处理厂，实现从源头污泥资源化，防止二次污染的产生。

关键词：中小城镇；污泥；好氧堆肥

随着污水处理行业的发展，越来越多的中小城镇都建设了自己的污水处理厂。但污泥作为污水处理过程的副产物一直是困扰污水处理正常运行的难题。污水处理厂的污泥大多仅做到浓缩和机械脱水处理，然后就直接外运或简单进行填埋，这种处理处置方式对环境存在“二次污染”的危险。同时，污泥处理的处理成本占这些中小城镇污水厂总运行成本达到30%以上。污泥是可循环利用的“生物固体”，如何合理处理处置污泥，探讨经济高效的适合中小城镇的污泥处理方式十分迫切。

1污泥的特点

城镇污水处理厂所处理的污水，一般为居民生活和城镇工业的混合污水。随着城市化发展进程的加快和城市区域经济的分工细化，一般意义上的城镇污水处理厂以处理居民生活污水为主，即使有少部分的工业污水，也随着工业污水不断达标处理，工业污水中的有毒有害物质不断减少。今后随着城市第三产业比重的不断加大和居民生活质量的不断提高，生活污水比重逐步提高，因而污水处理厂所产生的污泥中氮、磷和有机质成分不断提高，重金属含量不断下降。

目前，国内外常用的污泥处理方式有热干化、焚烧、电厂混烧、碱稳定和堆肥等。

2污泥处理技术比较

2.1各种污泥处理技术比较

已经实现工业化应用的污泥处理技术包括：热干化、焚烧、电厂混烧、碱稳定和堆肥，它们各自的优缺点、投资运行成本、成品出路和使用项目的分析比较如下表所示：

通过比较可以得到，动态堆肥仓工艺在技术先进性较好，但需要处理单位具备较强的机械设计能力和系统集成能力。根据中小城镇污水处理厂的现状，适合使用动态堆肥仓工艺进行污泥处理。

3污泥堆肥控制参数

3.1污泥堆肥过程的工艺参数

好氧污泥堆肥过程要控制堆肥化物料粒度、有机物和营养物含量、通风供养状况、含水率、碳氮比、pH值和温度这些工艺参数。

3.2堆肥化物料粒度

堆肥化物料粒度影响着堆体的密度、内部摩擦力和流动性，也控制着堆肥物料与微生物和空气的接触面积。颗粒变小能增加物料表面积，便于微生物的繁殖和发酵过程，但会减小堆体的孔隙率，制约其透气性。对于好氧堆肥而言，理想的物料粒径为25-75mm。实验室研究和中期阶段实验结果表明，污水处理厂产生的剩余污泥与木屑和回流堆肥混合后得到的混合物料的粒度为20-30mm，适合进行好氧堆肥。

3.3有机物和营养物含量

有机物含量会影响好氧堆肥的温度和通风供养要求。有机物含量过低会使得堆肥过程中无法产生足够的热量，影响嗜热菌的繁殖，不能维持高温发酵阶段；有机物含量过高会增大需氧量，因供氧不足产生厌氧发酵过程。研究表明有机物含量在20%-80%之间的物料适合进行好氧堆肥，污水处理厂剩余污泥的有机物含量若低于20%，则需经过添加高有机物含量的物料，例如木屑等，可使混合物料的有机物含量达到要求。

3.4通风供养状况

通风供氧可促进微生物繁殖和有机物分解，调节堆体的温度，除去堆体中多余的水分。物料在好氧堆肥的不同阶段的需氧量不同，需要进行有效控制。经过长期测试研究，实际生产中堆肥通风量应保持在0.05-0.20m3/（min·m3）。将通过设计合适的曝气系统来保证堆肥通风量符合要求。

3.5含水率

堆肥物料中的水分可溶解有机物参与微生物的新陈代谢，还可通过水分蒸发带走热量来调节堆肥的温度。含水率太低会降低微生物的活性，但含水率过高会阻碍空气的流通，在堆体内部形成厌氧环境，甚至使堆肥物料中的营养物质和病原微生物随水流出，通过研究得到堆肥物料的最佳含水率为50%-60%。堆肥过程可使用回流堆肥工艺，通过向堆肥原料中同时添加堆肥产物和木屑来增大混合物料的孔隙率，并使其含水率达到最佳，充分混合后再进到好氧堆肥槽内进行发酵。

3.6碳氮比

堆肥物料的碳氮比影响着微生物的生长速率，当堆肥物料碳氮比为10-25时，有机物的降解速率最快。污水处理厂剩余污泥碳氮比为8-15，物料发酵过程碳氮比会下降6%-14%，因此，需要通过添加高碳氮比物料，根据混合物料混合方式计算得到混合物料的碳氮比符合好氧堆肥对于碳氮比的要求。

3.7pH值

在堆肥的生物降解和温度变化过程中pH值也在发生变化，表征着堆肥效率，适宜的pH值可使微生物更好的分解堆肥物料，过高或过低的pH值都会抑制堆肥的效率。pH值为6.5-8.5时，堆肥效率最高。

3.8温度

堆肥过程中温度会影响到微生物的活性，整个堆肥过程最佳温度为55-60℃，该温度下有机物降解速度快，并对病原体、虫卵和植物种子有较强的杀灭作用。温度控制可通过调节堆肥不同阶段的通风量来调节堆肥过程的温度。[1]

4堆肥产物的出路

污泥的重金属问题是资源化的主要障碍之一，也是令许多业内人士担心和头疼的问题。事实上，国内外对污泥的处理技术研究已有几十年的历史，污泥产品作为肥料在农业上的应用和对比试验积累了大量的、长时期的研究试验数据和成果。比如污泥堆肥化处理对污泥重金属形态的影响，施用污泥肥料重金属在土壤中的移动、富集及活性变化规律，污泥重金属分离、转化或钝化（降低污泥重金属活性）的化学、物理及生物方法[2]，以及污泥肥料的施用方法、范围及控制标准等。

污泥经过好氧堆肥处理后，病原菌灭活、有机物腐殖质化、重金属稳定化，植物可利用形态养分增加，其碳氮比、物理性状、无毒化程度、溶解度、养分平衡等都得到很大改善。堆肥产品的氮、磷、钾总养分大于4%，有机质含量大于30%，重金属含量低于农用标准，是一种高效、优质、安全的有机肥料，完全符合农业部标准《有机肥料》。可以用于城市绿化、棉花、橡胶、剑麻等农用肥料，由于污泥肥料产品具有明显的性能价格比优势，市场销售情况良好。

5结论

城市污水处理厂污泥好氧堆肥处理技术，具有工艺成熟、投资少、运行费用低、有效杀灭病原微生物和资源化农用肥效高等突出特点，是一种安全、可靠、经济、有效，相对妥善和有利于区域土壤有机质平衡的污泥无害化处理工艺和资源化处置手段，适合科学发展观和我国国情，更适用于我国的中小城镇污水处理厂，实现谁生产，谁处理，防止二次污染的产生。

参考文献：

[1]岳波，陈同斌，黄泽春，等．城市污泥堆肥过程中气温对堆体温度影响的模拟[J]．环境科学学报，2005，25（11）：1476-1483．

[2]田宁宁，王凯军，杨丽萍，等．污水处理厂污泥处置及利用途径研究[J]．环境保护，2000（2）：18-2O．