有氧堆肥工艺|好氧污泥堆肥技术

有机废弃物，例如含水率50％－90％的市政污泥、屠宰厂污泥、柠檬酸厂污泥、食品厂污泥、渣、藻类污泥、皮革厂污泥、沼渣、造纸厂污泥、人及动物粪便、海产品污泥等各类不灭活发酵菌的、以动植物源为主要成分的有机污泥存放过程中，菌的臭味会影响周边环境，渗出的水会污泥地下水。因此，需要对有机物污泥通过发酵进行干燥、除味、灭有害菌处理，以实现生成环保肥料、燃烧再利用或无害化处理。目前有机物污泥主要通过槽式发酵、条垛式发酵、立式罐发酵、卧式罐发酵等几种形式来实现。
随着我国社会经济的发展和城市化水平的提高，城市污水排放量不断增长，污水的处理率逐年提高，而污泥是城市污水处理过程中的主要固体废弃物，污泥中的有机物、营养物质及其他污染物质基本上是通过微生物或者是物理、化学作用转移到了污泥中。据估算 2011 年我国污泥产量（80% 含水率）超过 3000 万吨。污泥的成分复杂，是一种由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、无机物组成的聚合物，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物、重金属、盐类以及病原微生物和卵等。污泥中有机物和氮、磷等营养元素含量较高，如果进入水体环境将会造成大的环境污染，同时也是一种很大的资源浪费 ；污泥中的病原菌、有机污染物以及污泥处理处置过程中的臭味问题也引起了公众越来越多的关注。
随着污泥处理处置问题的日益突出，我国越来越重视污泥问题的控制和解决。2007 年以来先后编制了污水厂泥质的行业标准 9 项行业标准，其中 6 项标准已经进一步修订编制成为国家标准。除了制定泥质标准，《污水处理厂污泥处理处置可行技术导则》（征求意见稿）、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》技术文件也相继发布，对污泥处置的技术选择、技术发展趋势、具体实施方案以及投融资方式等都做了一些引导性的规定，为我国城镇污水处理厂污泥处理处置指明了发展方向。
污泥处置技术包括卫生填埋、焚烧、好氧发酵以及资源化利用等方法，其中污泥好氧堆肥以其投资和运营成本适中，同时又能资源化利用污泥中的有机质及营养元素，是《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》中推荐选用的技术路线。目前国内外常见的污泥好氧发酵系统主要采用混凝土构筑的槽式、仓式或条垛式结构，通过人工或机械翻堆配合自然或强制通风来维持堆体中的有氧状态，保证堆体温度和微生物的正常生长。这是一个开放的系统，开放式的堆肥存在堆肥时间过长、占地面积大等诸多问题，而且开放的系统也使得堆肥过程中产生的臭味、水蒸气、渗滤液等难以控制，严重影响周围环境，损害公众健康、引起公众投诉。另外，现有的污泥好氧发酵系统很难精细、自动的控制堆肥过程中的各项参数。因此，开发出一种新型的污泥好氧发酵系统，提高好氧发酵效率，改变传统污泥好氧发酵时间长、占地面积大、恶臭问题突出等问题，对于解决我国日益突出的污水厂污泥问题有着十分重要的意义。

随着我国国民经济的飞速发展和生活水平的不断提高，城市规模和人口数量迅速扩大和增加，伴随而来的城市生活垃圾也与日俱增，城市生活垃圾的污染已经成为一个非常严重的社会问题。 综合我国目前投入运行的垃圾处理厂情况，大多数是采用垃圾堆肥、焚烧、卫生填埋等常规方法 , 少数垃圾处理厂采取垃圾综合利用方法。由于填埋和焚烧占地面积大、投资较高，在中小城市很难推广。因此，在城市垃圾处理方面，生活垃圾生物处理技术及好氧发酵技术有着无可比拟的优越性和广阔发展潜力。
 好氧发酵过程是在有氧和有水的情况下产生，它的形成如下所示 ：有机物质 + 好氧菌 + 氧气 + 水→二氧化碳 + 水 + 硝酸盐 + 硫酸盐 + 氧化物。因此，通过好氧发酵可以使有机质垃圾转化为有机肥料。由好氧发酵的过程可知，在合适的温度条件下，如何保证好氧菌、有机物质、水和氧气充分混合接触是促进好氧发酵过程的关键所在。

污泥是污水处理中的产物，污泥中富含有机物和营养物质，随着污水资源化研究的深入，污泥资源化领域的研究已成为全球研究热点，我国城市污泥量大，质差；国外既有污泥处理处置理论和技术无法切实解决当前面临的困境，迫切需要通过科技创新，形成我国污泥绿色低碳安全的理论体系和系统性解决方案，污泥处理处置现状与我国污水处理差距甚大，远远落后发达国家，与我国大国地位及生态文明建设不相符，《水十条》中提出污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置。
污泥资源化也越来越受到重视，污泥资源化能源化符合目前科技发展水平。污泥好氧发酵可使城市污泥中C、N、P资源化回收，可替代一部分氮、磷肥需求。传统污泥处置方法有：焚烧、填埋和土地利用。国外多采用焚烧工艺，但投资巨大，易造成大气污染；国内多采用填埋，但需要占用大量的土地，同时会造成环境的二次污染，随着对其弊端的深入了解，选择恰当的处理方式越来越谨慎。污泥处置后可土地利用的技术包括好氧发酵技术和厌氧消化技术，综合考虑环境影响和投用，优先推荐好氧发酵污泥处理技术。
污泥好氧发酵工艺主要有混凝土槽式发酵、反应器发酵等，由于作业环境差、发酵过程易产生二次污染、占地面积大、运行费用高等缺点，使得污泥好氧发酵技术的发展受到了一定限制，因此研制开发一种新型污泥好氧发酵工艺，降低投资和运行成本，节约土地使用面积，保证发酵过程的低耗、连续稳定运行，无二次污染，对污泥好氧发酵技术在我国大规模的推广应用具有十分重要的意义。

随着我国国民经济的高速发展、城市化步伐的不断加快及公众对环境质量的要求日益增强 ,我国大量城市的污水处理厂相继建成并投入运行。污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、、菌体、无机颗粒、胶体等组成的其复杂的非均质体。原有污泥的处理方法有焚烧，掩埋，填海等，这样不仅污染生活环境，在一定程度上也造成了资源的浪费。
好氧发酵是一种无害化、减容化、稳定化的污泥综合处理技术，亦称好氧堆肥技术。它是利用好氧嗜热菌、嗜热菌的作用，将污泥中有机物分解，形成一种类似腐殖质土壤的物质。代谢过程中产生热量，可使堆料层温度升高至55℃以上，能有效杀灭病原体、卵和病毒，提高污泥肥分。污泥发酵成品利用途径主要有：农田利用、林地利用、园林绿化利用、废弃矿场的土地修复、垃圾填埋场的覆盖土等，由于污泥农用与人类食物链，所以污泥发酵后的产品应限制农用。好氧发酵技术以其低投资、低运行费用的特点受到人们的关注，适用范围广阔。
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