摘要:污泥堆肥技術(shù)原理主要基于好氧發(fā)酵理論，實(shí)現(xiàn)工藝目的的方式多種多樣。污泥快速堆肥工藝（SACT）根據(jù)預(yù)處理形式的差異分為A/B/C三個(gè)系列，在構(gòu)筑物形式、設(shè)備形式、充氧模式、控制手段等方面進(jìn)行了積極創(chuàng)新，使得SACT工藝在工程應(yīng)用的技術(shù)效果、經(jīng)濟(jì)性和安全性、可靠性方面取得顯著進(jìn)步。

隨著我國對(duì)環(huán)境治理的不斷深入，城鎮(zhèn)普遍建設(shè)了污水處理廠；但是隨著污水問題的逐步解決，脫水污泥的二次污染問題日趨顯現(xiàn)。由于脫水污泥中含有超過50%的有機(jī)物和大量的水分，如果不加以處置，勢(shì)必會(huì)對(duì)水體和土壤的生態(tài)安全構(gòu)成威脅。

目前污泥處置的主流方法主要分為填埋、焚燒和堆肥三大類，與其它處置方式相比，堆肥處理不但可以達(dá)到污泥穩(wěn)定的目的，同時(shí)處置的終端產(chǎn)物可以在農(nóng)林綠化等方面加以利用，具有經(jīng)濟(jì)、簡便、可資源化等優(yōu)點(diǎn)。

1 污泥堆肥處置現(xiàn)狀

污泥堆肥主要分為厭氧堆肥和好氧堆肥兩種工藝過程。由于厭氧堆肥時(shí)間長，反應(yīng)不徹底會(huì)產(chǎn)生甲烷氣體等原因，目前在工業(yè)化堆肥中很少采用。好氧堆肥按照過程又可以分為靜態(tài)堆和動(dòng)態(tài)堆，而動(dòng)態(tài)堆按照機(jī)械形式又可分為立式多段發(fā)酵槽、筒倉式發(fā)酵槽、臥式旋轉(zhuǎn)發(fā)酵槽、臥式敞口發(fā)酵槽等。

目前西方發(fā)達(dá)國家的污泥農(nóng)用比例較高，其中英國、比利時(shí)、盧森堡、荷蘭、西班牙、葡萄牙、瑞典、瑞士等國超過50%的污泥采用堆肥方式處置，美國也有45%的污泥農(nóng)用，即便是土地資源貧瘠的日本也有約10%的污泥是采用堆肥方式實(shí)現(xiàn)資源化利用的。

污泥好氧堆肥無論采用何種形式，原理基本相同，不同的是采用的方法，構(gòu)筑物及設(shè)備的形式、充氧模式、控制手段等都會(huì)直接影響到工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的可行性。

2 污泥快速堆肥工藝SACT介紹

SACT工藝是依據(jù)高溫好氧發(fā)酵原理，通過控制適合的外界條件，發(fā)揮有益菌群分解污泥中有機(jī)物并釋放出能量的作用，達(dá)到殺滅有害細(xì)菌和病毒的目的，最終產(chǎn)物中的有效成分含量和微生物指標(biāo)均滿足農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、無害化、資源化。

SACT工藝的核心是基于臥式敞口發(fā)酵槽理論基礎(chǔ)，通過構(gòu)筑物形式、機(jī)械翻堆設(shè)備、自動(dòng)進(jìn)出倉系統(tǒng)等方面的改進(jìn)，形成了完整的自動(dòng)化堆肥系統(tǒng)理論。

SACT工藝根據(jù)預(yù)處理階段的不同，分為SACT-A、SACT-B、SACT-C三個(gè)系列。系統(tǒng)的主要區(qū)別在預(yù)處理部分，工藝流程分別見圖1、圖2和圖3。

（1）SACT-A系統(tǒng)的預(yù)處理采用晾曬，適用于北方干旱地區(qū)且項(xiàng)目用地較為寬裕的工程，優(yōu)點(diǎn)是投資節(jié)省，運(yùn)行費(fèi)用低；

（2）SACT-B系統(tǒng)的預(yù)處理采用外加干物料與脫水污泥機(jī)械混合，適用于附近有干物料來源的工程，但須保證全年干物料的供應(yīng)；

（3）SACT-C系統(tǒng)的預(yù)處理采用預(yù)干化設(shè)備，適用于占地面積有限且無法提供干物料來源的工程，運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較高（但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污泥焚燒的費(fèi)用）。

3 SACT工藝特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)不受自然氣候影響，全天候高效運(yùn)轉(zhuǎn)

SACT系統(tǒng)作為先進(jìn)污泥堆肥技術(shù)的代表，克服了傳統(tǒng)堆肥露天堆放受氣候影響嚴(yán)重的問題，在封閉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，充分利用了太陽能等自然條件，可最大限度地節(jié)約能源，保障全天候高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）倉式模塊化系統(tǒng)容積率高，維護(hù)方便，適應(yīng)遠(yuǎn)期擴(kuò)建

SACT系統(tǒng)的核心工序—好氧發(fā)酵采用特殊結(jié)構(gòu)臥式發(fā)酵倉設(shè)計(jì)，與條垛發(fā)酵形式相比，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料，連續(xù)出料，并且在相同占地面積的條件下，容積效率可提高1倍（見圖4）。

（3）發(fā)酵過程精確控制，最大限度地提高效率，節(jié)省運(yùn)行成本

SACT系統(tǒng)采用強(qiáng)制曝氣，系統(tǒng)能耗主要為電耗，針對(duì)這一特點(diǎn)，系統(tǒng)采用加裝傳感器的全自動(dòng)翻堆設(shè)備，在線全過程監(jiān)控堆體狀態(tài)，調(diào)節(jié)最佳曝氣量，發(fā)酵全過程精確控制，最大限度地提高了效率、節(jié)省了運(yùn)行成本。

此外，精確控制對(duì)于縮短反應(yīng)時(shí)間、減少N元素的損耗、增加產(chǎn)品肥效、減少除臭系統(tǒng)負(fù)荷均具有促進(jìn)作用。

（4）發(fā)酵過程自動(dòng)化控制，提高管理效率，杜絕事故發(fā)生

在污泥好氧發(fā)酵過程中，會(huì)產(chǎn)生大量NH3、H2S、CH4、VOC等有毒有害氣體，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員存在嚴(yán)重的職業(yè)健康安全隱患，SACT系統(tǒng)通過全自動(dòng)進(jìn)倉和全自動(dòng)出倉系統(tǒng)的使用，使得整個(gè)污泥好氧發(fā)酵過程真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，提高了管理效率，并可杜絕事故發(fā)生。

（5）完善的全封閉結(jié)構(gòu)和除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)，消除了二次污染隱患

污泥好氧堆肥工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)的最大問題就是對(duì)于周圍居民的影響，完善的全封閉結(jié)構(gòu)和除臭系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以徹底消除污泥堆肥的二次污染隱患。

4 示范工程

（1）唐山西郊污水處理二廠污泥資源化工程

唐山西郊污水處理二廠是世界銀行貸款國際招標(biāo)項(xiàng)目，該項(xiàng)目建設(shè)在污水處理廠內(nèi)，日處理40噸脫水污泥。項(xiàng)目2005年底完工，經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)階段，2006年3月通過驗(yàn)收，目前運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

該污泥資源化項(xiàng)目采用完整SACT-C系統(tǒng)，預(yù)處理采用1套污泥預(yù)干化設(shè)備，熱源來自污水廠鍋爐房；好氧發(fā)酵階段采用 2 座獨(dú)立臥式發(fā)酵槽和 2 臺(tái)鏈?zhǔn)椒褭C(jī)，發(fā)酵槽底部布設(shè)曝氣管路，通過鼓風(fēng)機(jī)向物料堆內(nèi)充氧，進(jìn)料采用自動(dòng)布料機(jī)，出料配備制肥設(shè)備 1 套。好氧發(fā)酵車間配套建設(shè)了生物除臭系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)生物濾池工藝，氣體排放符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

唐山西郊污水處理二廠有機(jī)復(fù)混肥料產(chǎn)品經(jīng)過大田實(shí)驗(yàn)，取得了良好的使用效果，并已經(jīng)通過國家檢測(cè)，注冊(cè)了商標(biāo)，進(jìn)入市場(chǎng)銷售。

（2）北京大興污泥消納廠工程

北京大興污泥消納廠工程獨(dú)立建設(shè)在北京城南大興龐各莊，在使用功能上屬于為高碑店污水處理廠的配套項(xiàng)目。距離高碑店污水處理廠50公里。項(xiàng)目建設(shè)用地面積1.4萬m2。項(xiàng)目建成后可形成年處理10萬噸污泥、年生產(chǎn)約3萬噸有機(jī)肥料的生產(chǎn)能力。

項(xiàng)目采用SACT-A系統(tǒng)，從2000年下半年開始籌建，2002年6月投入試運(yùn)行，目前運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。

運(yùn)行投產(chǎn)后主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：年處理污泥量10萬噸；年生產(chǎn)有機(jī)肥2.8萬噸；年生產(chǎn)復(fù)合肥0.05萬噸；污泥處理費(fèi)收入（含運(yùn)費(fèi)）650萬元；有機(jī)肥收入200萬元；復(fù)合肥收入40萬元；年總產(chǎn)值890萬元。

堆肥后形成的有機(jī)肥經(jīng)過各項(xiàng)衛(wèi)生指標(biāo)測(cè)定，完全達(dá)到了農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，并獲得北京農(nóng)業(yè)局頒發(fā)的肥料認(rèn)證。

5 結(jié)語

（1）污泥好氧堆肥無論采用何種形式，基本原理相同，但由于實(shí)現(xiàn)工藝目的的方式不同，故會(huì)影響到工程的技術(shù)效果、經(jīng)濟(jì)性和安全性、可靠性。

（2）選擇污泥堆肥工藝應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身特點(diǎn)，在充分考慮污泥成分和處理要求的同時(shí)，因地制宜，對(duì)工藝的投資、運(yùn)行費(fèi)用、職業(yè)健康安全特性、二次污染問題加以考慮。

（3）污泥堆肥需要注意的是重金屬含量問題，若嚴(yán)格監(jiān)控源污泥的重金屬含量，合理確定成品的施用對(duì)象、施用范圍和施用劑量，就完全可以滿足綠化、林果、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求。

參考文獻(xiàn)：

田寧寧，王凱軍，柯建明.環(huán)境科學(xué)與工程進(jìn)展叢書—污泥處理處置技術(shù)及裝置[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003，246-251.

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