3.3 條垛式污泥堆肥

條垛污泥堆肥系統是一個開放式堆肥系統，由傳統的堆肥系統發展而來，即將混合好的固體廢物在巨大的堆場堆成條垛狀，并定期進行機械或人工翻堆，有機物在好氧條件下進行分解。污泥堆肥堆體需要通風，一般采用自然通風和機械攪拌這兩種方式達到通風要求。條垛系統一般露天放置，這是為了實現良好的通風條件，但是在翻堆時會產生大量的臭氣，不易控制。而它的優點在于操作靈活，污泥處理量大，適合多種堆肥原輔料以及運行成本極低，目前已經得到了廣泛的應用。這種堆肥工藝的實施場地需建在周邊沒有居民的地方，最好是田野中央。

早在1925年，印度的AlbertHoward提出了一種新的堆肥工藝，這種堆肥工藝實質上就屬于條垛堆肥系統。他將垃圾、廄肥、大糞、土壤、稻草或木材類物質等堆成層直到1.5m高，堆制時間一般是120～180d，期間手工翻堆若干次，這種工藝經印度農業研究委員會改進之后被廣泛應用。1931年提出的VAM工藝是Indore工藝的改進，主要用于堆制垃圾。1972年美國的LosAngeles第一次用條垛堆肥系統處理污泥。據統計，在美國采用條垛系統處理污泥的廠家占污泥堆肥廠的1/5左右。現代的條垛系統配套的場地更大、設備更先進、處理能力更大，已廣泛地用于堆制包括糞便、污水污泥、樹葉和庭院廢棄物等多種有機廢棄物。

3.3.1 條垛堆肥的規格

條垛式污泥堆肥系統必須具有適當的規模，如果堆體太小，則保溫性差，水分散失過快，在高溫期維持不了足夠長的時間，導致產品腐熟度達不到要求，而且對比大的堆體，單位面積處理的污泥量較小；如果堆體過大，堆肥堆體中心通風不好，發酵周期長，易產生厭氧發酵損失有機質及氮素等營養元素。因此，堆體的規格在發酵過程中至關重要。條垛的高度、寬度和形狀隨原料的性質和翻堆設備的類型而變化。條垛的斷面可以是梯形、不規則四邊形或三角形，常見的堆體高1～3m、寬2～8m，條垛堆體的長度可根據堆肥物料量和堆場的實際位置來決定，一般在30～100m，有些文獻中認為其長度不限。最常見的污泥堆肥料堆尺寸為底寬3～5m、高2～3m，其橫截面大多呈三角形。最常見的露天的條垛式堆肥如圖3-2所示。

圖3-2 露天條垛式堆肥

3.3.2 條垛堆肥的通風

條垛式污泥堆肥的氧氣主要來自兩個方面：一方面是通過條垛里的熱氣上升造成的自然通風或是通過強制通風來供應；另一方面是通過翻堆過程中的氣體交換。

在強制通風中，空氣在鼓風機的作用下進入條垛下部，從物料空隙滲透整座堆體。采用物料靜止不動，通過地面管道強制通風的方式供氧發酵。通風方式可采取正壓通風、負壓通風或者兩者相結合的方式。一般來說，通風的速率由條垛的孔隙度決定，太慢的話容易導致堆體中心區出現厭氧區，產生大量臭氣；速率過快不利于其溫度的積累，散熱過快，堆溫不足以殺滅病原體和雜草種子。

在污泥堆肥過程中，需要對堆體進行周期性翻動，使其結構得到調整，翻堆主要是依靠專門的翻堆器械完成。這些器械可大大節省時間及勞動力，使原料能夠充分混合，物料發酵更加均勻。這些設備中，一部分是依靠農場拖拉機牽引，一部分自身具有驅動系統；另一部分機械裝載在條垛旁的卡車或者貨車上面，由它們驅動。翻堆的頻率根據堆體的具體情況而定，包括外界溫度，堆體大小，添加劑的使用等。在春、夏、秋這三個季節中，因為堆體的平均溫度比較高，一般不會影響堆體升溫，所以一般采用每天翻一次，或者隔一天翻一次這樣頻繁的翻堆方式，以保證堆體在好氧情況下正常發酵。而在冬季堆肥時外界溫度較低，第一次翻堆時間應在成堆后3～4d，翻堆間期也應該根據堆體的實際溫度而定。在添加劑的使用上，當使用稻草、谷殼、干草、干樹葉、木片或鋸屑作調理劑且與污泥形成的混合物的含水率約為60%時，成堆后第3天翻堆，然后每隔一天翻一次堆直至第四次，從第四次翻堆后，每隔4d或5d翻一次堆。如果用廢紙作調理劑，只要混合物含水率不超過50%，便可如上述翻堆。

3.3.3 條垛堆肥的場地要求

條垛式污泥堆肥系統對外界要求較高。首先要有足夠大的空曠場地進行堆肥，要能容納較大的翻堆機械在場地內靈活作業，而且場地的通風性必須要好，這有利于好氧發酵。尤其是堆場周邊不能有社區或居民生活，最好是在野外空曠之地建設條垛式污泥堆肥系統。如果有條件，應當在堆場上建造一個大棚就可以減少冬季或者下雨時外界環境對于堆肥的干擾。其次，堆肥的場地應盡可能結實，這樣大型的翻堆機或者是貨車才能進入操作，而且盡可能是不透水的，這樣堆肥過程中產生的污水可以收集起來，集中處理，避免了二次污染。通常用的地面材料是改性瀝青或者是混凝土，也可以是碎石或者碳渣。場地最好有一定的坡度，便于堆肥滲液的流走。