1 污泥堆肥方法簡介

污泥堆肥可以有很多形式，以下簡要歸納各種形式并分析各自的工程應用效果：

（1）自然堆制：這種方法可以有限制地應用于農業(yè)廢物或園林垃圾，由于污泥的透氣性極差及含水率很高，這種方法原則上講不適用于污泥堆肥。

（2）堆垛加機械翻堆：由于污泥物料的致密性，這種堆肥方法通常臭氣排放較大，發(fā)酵周期長。

（3）強制通風的污泥條堆：堆肥以條堆的形式并輔以強制通風，發(fā)酵過程中伴以間歇的翻堆過程。實際中，當污泥堆及翻堆操作控制不好的時候，會出現(xiàn)通風口被堵，進而出現(xiàn)局部或全部條堆出現(xiàn)類似于（2）的堆肥形式。另外如果系統(tǒng)設計不理想或者通風控制不當，會出現(xiàn)較多臭氣排放或者發(fā)酵溫度過低。

（4）強制通風的污泥料倉：這種方法原則上與強制通風的污泥條堆相同，只是將污泥置于反應器或發(fā)酵倉中，從而垛可以堆的更高一些。實際應用中也會出現(xiàn)（3）中所述問題。另外，由于污泥物料的特點，應避免物料過高而引起的自壓實作用。除此之外，設計中要充分考慮污泥進出料作業(yè)，為車輛留有足夠空間。

2 污泥堆肥工程中的重要影響因素

從堆肥物料的角度，有以下主要因素：

（1）空隙率（透氣率）

機械脫水后的污泥本身通常是透氣率極差的物料。堆肥發(fā)酵過程的重要前提是系統(tǒng)中需要生化反應所必須的氧氣。所以污泥堆肥中幾乎沒有例外的要添加結構性物質（調整劑），如秸稈、木屑、園林垃圾等，以保證系統(tǒng)中空氣的流動進而為生化降解提供氧氣。

（2）含水率

污泥本身含水率高，但影響生化反應的倒不是水本身，而是由于含水率高而導致的物料透氣性差。添加鋸末等調理劑可以吸收一部分水分，進而改善透氣性，但添加量大會導致成本增加。所以實際工程中一是要追求機械脫水污泥的高含固率，二是增加堆肥后污泥的返混量。

（3）碳氮比

大量文獻將污泥堆肥中添加結構物質或調整劑（如秸稈、木屑、園林垃圾等）歸結為改善、調整堆肥物料中的碳氮比，但這種說法并不能得到準確的證明，因為所加入系統(tǒng)的這些調整劑中的碳通常是木質素、纖維素這類生化難降解物質。添加了這些物質，與其說是改善系統(tǒng)碳氮比倒不如說是增加了系統(tǒng)的透氣性。

以下是堆肥過程需要優(yōu)化的關鍵影響因素：

（1）供氧與通風量的優(yōu)化

（2）溫度與熱平衡的優(yōu)化

（3）濕度保持與強制脫水的優(yōu)化

（4）好氧狀態(tài)及氣味物質抑制的優(yōu)化

3 ENS污泥堆肥工藝

3.1基本原理與工藝

ENS污泥堆肥技術與工藝基于作者在歐洲業(yè)內前沿對堆肥動力學、熱力學和反應工程的研究與工業(yè)實踐。近年來在中關村專利創(chuàng)新基金、國家科技支撐計劃項目的支持下萬若環(huán)境針對中國的具體應用條件又進一步進行了研發(fā)、優(yōu)化和國產化，形成了一整套獨具特色的專利、專有技術，主要包括：

-污泥堆肥的預混合技術與工藝理念

-污泥堆肥的“柔和”通風、布風技術

-溫度控制與反應加速技術

-污泥生物干化技術

-堆肥的臭味源頭控制技術

-堆肥的氧氣-溫度在線檢測與智能化控制技術

針對傳統(tǒng)堆肥中存在的誤區(qū)，如夸大機械化和翻堆、忽略濕泥混料的微觀混合、過量通風及布風不合理、過程不控制或控制不合理等，ENS污泥堆肥工藝技術的特點體現(xiàn)在以下幾個環(huán)節(jié)（參見圖1）：

（1）強化污泥堆肥前的預混合與污泥結構改性；

（2）減少和避免傳統(tǒng)意義上的翻堆操作；

（3）實時在線檢測堆肥中的氧與溫度，實時控制系統(tǒng)的氧氣含量、溫度和通風；

（4）利用氧-溫度、通風、濕度的相互關系，建立控制模型；

（5）對全過程實施智能化控制；

（6）采用柔和通風技術，降低能耗及氣味產生；

（7）系統(tǒng)可在敞開或者密閉的條件下實施，絕大多數(shù)情況下不需要除臭設施。

3.2 特點與工程效果

3.2.1把握系統(tǒng)的關鍵，去繁就簡。通過獨特的設計保證系統(tǒng)均勻布氣，通風系統(tǒng)簡單、可靠、布氣均勻、維護量低。

3.2.2采用先進、獨特的技術，實現(xiàn)氧氣、溫度可靠的在線監(jiān)測與聯(lián)合控制。

3.2.3智能化控制系統(tǒng)具有生物干化的優(yōu)化功能，在低能耗的前提下加速污泥干化。14天內含水率降至約40%。

3.2.4采用獨特的檢測和控制技術實現(xiàn)發(fā)酵溫度高（50-70oC），周期短,可在10-14天內實現(xiàn)污泥無害化、穩(wěn)定化。

3.2.5通過優(yōu)化的設計與控制有效控制臭氣發(fā)生量，通常不需要除臭設施。如該工藝在上海城區(qū)（緊鄰住宅區(qū)）的污水處理廠對污泥堆肥，不需除臭裝置。

3.2.6能耗最低，本技術實現(xiàn)通風耗電6-12度電/每噸污泥。

3.2.7本工藝對調理劑的短缺和較高的水分的物料具有較大承受能力。

4 北京排水集團龐各莊污泥堆肥升級改造工程

北京排水集團的龐各莊污泥處置廠原設計采用污泥條堆堆置和機械翻拋工藝，存在發(fā)酵時間長、處理能力低、氣味較嚴重等問題。

自2009年9月至11月，萬若環(huán)境在現(xiàn)場采用ENS工藝進行了一系列工業(yè)實驗驗證。在此基礎上，于10年1月開始動工，2月底完成東棚I期的升級改造。

堆肥方式仍然保留了原來的條堆形式，其優(yōu)點在于對于處理能力大的堆肥設施，進出料作業(yè)簡單、靈活，效率高、能耗低。通過改造地面，以較小的土方工程完成了強制通風布風系統(tǒng)。增加了全系統(tǒng)的溫度、氧含量在線監(jiān)測與控制，增加了通風優(yōu)化控制系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)的操作的智能化控制。東棚I期升級改造針對東棚的北半部進行，設計能力每天130噸。10年3月已投入試運行。

5 小結

實際應用顯示，萬若環(huán)境ENS堆肥工藝土建簡單，運行能耗低，作業(yè)方便，施工周期短。龐各莊污泥堆肥升級改造后的試運行結果顯示，與原有工藝相比，處理能力、發(fā)酵速度、干化速度、發(fā)酵溫度以及氣味控制均得到顯著改善。