第3章 污泥堆肥的形式分類(lèi)及特點(diǎn)

3.1 污泥堆肥好氧發(fā)酵的分類(lèi)及其特點(diǎn)

隨著污泥堆肥技術(shù)研究的不斷深入，越來(lái)越證明厭氧污泥堆肥存在諸多缺點(diǎn)而難以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要；好氧污泥堆肥經(jīng)受了時(shí)間的考驗(yàn)。由此，大家針對(duì)污泥堆肥好氧發(fā)酵的諸多方面展開(kāi)了深入而廣泛的應(yīng)用研究，使得其控制過(guò)程也開(kāi)始變得越來(lái)越科學(xué)化、程序化、規(guī)范化。城市污水處理廠(chǎng)的初沉淀和二級(jí)沉淀經(jīng)濃縮后的泥漿，一般采用帶式壓濾機(jī)脫水，所得到的泥餅含水率一般為75%～85%。這樣的污泥由于含水率高，黏性大，無(wú)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且含有高分子量的絮凝劑，難以通過(guò)晾曬的方式來(lái)達(dá)到脫水減量化，直接進(jìn)行堆肥發(fā)酵有難度，氧氣難以通入，影響堆肥好氧發(fā)酵的進(jìn)程，必須調(diào)整其含水率和各種微生物所需的營(yíng)養(yǎng)成分配比。經(jīng)過(guò)水分及疏松劑調(diào)節(jié)的污泥混合物料進(jìn)入堆肥發(fā)酵裝置，在保持一定通氣量的條件下，堆肥好氧發(fā)酵成為性狀良好的疏松腐殖顆粒。只有通過(guò)這樣的預(yù)處理才能滿(mǎn)足污泥堆肥發(fā)酵的工藝條件。污泥經(jīng)秸稈粉、鋸末、花生殼、稻糠等調(diào)理劑調(diào)整了其含水率、C/N等指標(biāo)之后，污泥堆肥初始料就可以進(jìn)入堆肥好氧發(fā)酵裝置，開(kāi)始堆肥腐熟化進(jìn)程。根據(jù)污泥堆肥裝置及主要設(shè)備、控制手段的不同，污泥堆肥工藝可分為多種多類(lèi)。

國(guó)外自20世紀(jì)60年代以來(lái)開(kāi)發(fā)出各種各樣的現(xiàn)代污泥堆肥好氧發(fā)酵系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有機(jī)械化程度高、處理量大、堆肥速度快、無(wú)害化程度高等諸多特點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)在21世紀(jì)初開(kāi)始成套引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的污泥堆肥技術(shù)，建設(shè)大型污泥堆肥好氧發(fā)酵裝置，有的已經(jīng)正常運(yùn)行多年，取得了很好的環(huán)保治理效果和明顯的社會(huì)效益。不過(guò)，這些污泥堆肥裝置均存在投資規(guī)模大、運(yùn)行成本高，能耗較大等缺陷，并不完全適應(yīng)中國(guó)中小城市眾多、地域分布廣、堆肥輔料千差萬(wàn)別等國(guó)情。筆者從2010年即開(kāi)始設(shè)計(jì)處理城市污泥百?lài)嵓?jí)堆肥好氧發(fā)酵裝置，迄今已有4套類(lèi)似裝置正在穩(wěn)定運(yùn)行之中。

本章主要介紹國(guó)內(nèi)外一些主流的污泥堆肥系統(tǒng)和筆者所設(shè)計(jì)的污泥堆肥系統(tǒng)的特色，以幫助讀者掌握污泥堆肥的基本工藝類(lèi)型和發(fā)展趨勢(shì)。

3.1.1 分類(lèi)依據(jù)

現(xiàn)代污泥堆肥有多種形式，根據(jù)污泥堆肥的形式，實(shí)行的工藝，所用堆肥輔料的不同，涉及的設(shè)備裝置可分成許多種。簡(jiǎn)單來(lái)分，可以通過(guò)其生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將其分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)污泥堆肥；根據(jù)堆肥過(guò)程中所使用的機(jī)械復(fù)雜程度，將其分為簡(jiǎn)易堆肥和機(jī)械堆肥；或者根據(jù)是否采用反應(yīng)器將其分為開(kāi)放系統(tǒng)和密閉系統(tǒng)的污泥堆肥。

但是，往往采用某一種分類(lèi)方式很難全面準(zhǔn)確地描述目前世界上實(shí)際所采用的污泥堆肥方式。因此普遍采用多種分類(lèi)方式將污泥堆肥進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)其開(kāi)放性、有無(wú)攪動(dòng)（翻堆）、人工干預(yù)類(lèi)型這三個(gè)條件，可以將污泥堆肥大致分為9種類(lèi)型，分別為傳統(tǒng)堆肥、靜態(tài)堆肥、條垛堆肥（自然通風(fēng)）、條垛堆肥（強(qiáng)制通風(fēng)）、隧道式堆肥、攪拌槽式（包括陽(yáng)光棚無(wú)槽式）堆肥、轉(zhuǎn)鼓式堆肥、塔式堆肥、筒倉(cāng)式堆肥，見(jiàn)表3-1。

另外，還有一種分類(lèi)方法，即根據(jù)城市污泥與不同的堆肥輔料混合所進(jìn)行的污泥堆肥可分為：污泥秸稈堆肥、污泥牲畜糞便堆肥、污泥城市垃圾堆肥和污泥粉煤灰堆肥等。其中，污泥秸稈堆肥包括農(nóng)作物加工副產(chǎn)品、樹(shù)枝樹(shù)葉粉碎物等堆肥輔料；污泥粉煤灰堆肥包括某些工業(yè)固廢堆肥輔料等。

3.1.2 主要污泥堆肥系統(tǒng)的特點(diǎn)

目前，普遍在污泥堆肥中使用的堆肥方式有四種，分別是靜態(tài)污泥堆肥、條垛式污泥堆肥、槽式污泥堆肥（無(wú)槽式污泥堆肥）、反應(yīng)器式污泥堆肥。靜態(tài)污泥堆肥在堆肥過(guò)程中無(wú)需對(duì)物料進(jìn)行攪動(dòng)或者翻動(dòng)，由于這個(gè)特點(diǎn)，靜態(tài)堆肥能夠維持較高的溫度，從而保證了病原菌能全部被殺死，而且堆肥的周期由于溫度原因也被一定程度縮短。但是，此種方式存在局部厭氧發(fā)酵的可能和不能較好地控制堆肥的進(jìn)程，容易受到周?chē)h(huán)境溫度的影響。條垛式污泥堆肥主要依靠人工或者機(jī)械定期對(duì)堆料進(jìn)行翻堆，然后通過(guò)人工鼓風(fēng)或者自然通風(fēng)，使得在整個(gè)堆肥發(fā)酵過(guò)程中物料能處于一個(gè)有氧的環(huán)境中，而且有利于水分的散失，促進(jìn)有益菌的生長(zhǎng)，但是不利于堆肥過(guò)程中堆體溫度的維持。槽式（包括無(wú)槽）污泥堆肥中翻拋機(jī)邊走邊對(duì)物料進(jìn)行翻拋、破碎和混合，促使物料快速發(fā)酵、升溫，使料層內(nèi)部的水分能夠快速蒸發(fā)散失，可以大大加快發(fā)酵的進(jìn)程。它是介于條垛堆肥與攪拌槽式堆肥間的特殊類(lèi)型，同時(shí)具備攪拌設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施。反應(yīng)器式堆肥是在一個(gè)或者數(shù)個(gè)容器中進(jìn)行發(fā)酵堆肥，可以較好控制堆肥的溫度與通氧氣的量。各種堆肥系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表3-2。

目前，國(guó)內(nèi)主要采用的是槽式污泥堆肥或其升級(jí)版無(wú)槽式污泥堆肥；國(guó)外如美國(guó)主要是靜態(tài)污泥堆肥；歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家主要是反應(yīng)器式污泥堆肥。