目前我國城市園林綠化蓬勃發(fā)展，城郊花卉苗圃日益增多。污泥有機(jī)肥用于花丼苗圃，一可以改良土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，二可以促進(jìn)花卉生長，三可以避免污泥中的重金屬和有害物質(zhì)進(jìn)人生物鏈，而且樹木花丼對重金屬和有害物質(zhì)也有一定的凈化作用。有關(guān)試驗(yàn)證明，在酸性和微酸性土壤中，如果將污泥中某主要重金屬元素作為限制因子，并根據(jù)其在土壤中的環(huán)境容量、背景值、在污泥中的含量等計(jì)算得出其大使用量，則在其大使用量限度內(nèi)，無論一次投加還是多次投加，土壤或作物籽實(shí)中的各種重金屬元素含量都低于環(huán)境允許標(biāo)準(zhǔn)，地下水中氮、磷濃度也都符合國家地下水級標(biāo)準(zhǔn)。
污泥的土地利用將是污泥資源化的主要發(fā)展趨勢，通過對污泥進(jìn)行無害化、穩(wěn)定化處理后用做土壤改良劑或肥料，更適用于林地的土壤修復(fù)和生態(tài)工程建設(shè)。污泥土地利用較常見的處理方法是污泥堆肥。
污泥堆肥處理是指在人為控制條件下，利用微生物的生物化學(xué)作用，將脫水污泥中的有機(jī)物分解、腐熟并轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定腐殖土的微生物過程。堆肥處理強(qiáng)調(diào)人為控制，不同于有機(jī)物的自然腐爛或腐敗�！岸逊省庇袝r(shí)也指污泥經(jīng)過堆肥處理后得到的產(chǎn)品，是污泥經(jīng)生物降解和轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，是腐殖質(zhì)含量很高的疏松物質(zhì)。
利用這一工藝可制取穩(wěn)定性較高的有機(jī)肥料，同時(shí)使脫水污泥體積減少1/2以上。通常是在污泥中加人一定比例的膨松劑和調(diào)理劑（如秸桿、稻草、木屑或生活垃圾等），利用微生物群落在潮濕環(huán)境下對多種有機(jī)物進(jìn)行分解并轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。研究表明，經(jīng)過堆肥的污泥質(zhì)地疏松，容重減小，可被植物利用的營養(yǎng)成分增加，病原菌和寄生蟲卵兒乎全被殺滅。
1.污泥堆肥的基本形式
(1)厭氧堆肥
厭氧堆肥是在缺氧的條件下，厭氧微生物代謝有機(jī)物的過程，其主要經(jīng)歷產(chǎn)酸和產(chǎn)氣階段。反應(yīng)初期，厭氧微生物將有機(jī)物分解為有機(jī)酸、醇等中間產(chǎn)物及co2、nh3、h2s、h2o等，有機(jī)酸的積累使PH值下降。這一階段是酸性發(fā)酵過程，微生物主要是產(chǎn)酸菌。反應(yīng)后期由于氨的增加，使pH值上升，中間產(chǎn)物逐漸分解為甲烷和C02、H20。這一階段是產(chǎn)氣過程，其主要微生物是甲烷菌。
厭氧堆肥雖然具有運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，但由于它分解有機(jī)物緩慢、堆肥周期長、占地面積大，而且在堆肥過程中會(huì)產(chǎn)生惡臭，因此此法不適于在廠區(qū)內(nèi)處理大量脫水污泥。
(2)好氧堆肥
好氧堆肥是利用好氧微生物在通氣條件下，代謝污泥中可降解有機(jī)物得到腐殖質(zhì)的過程。其特點(diǎn)是堆體中總維持足夠的氧濃度，好氧微生物代謝有機(jī)物的同時(shí)產(chǎn)生的熱量使堆體溫度升高、殺死污泥中大量存在的病原微生物，并且使水分蒸發(fā)、污泥含水率下降、體積縮小，達(dá)到了污泥減容化、穩(wěn)定化、無害化的目的。后得到含有大量腐殖質(zhì)能改善土壤結(jié)構(gòu)的堆肥產(chǎn)品。
好氧堆肥降解有機(jī)物速度快、堆肥周期短、不產(chǎn)生惡臭，是一種經(jīng)濟(jì)有效的污泥處理方法。一般所說的堆肥都是指高溫好氧堆肥。
2.高溫好氧污泥堆肥
好氧堆肥過程完成速度快，堆體溫度高，一般為50~60t,極端溫度可超過80T，故又稱高溫堆肥。高溫堆肥過程可分為三個(gè)階段：
①發(fā)熱升溫階段(一次發(fā)酵的前期，1~3d):堆肥初期，好氧的中溫細(xì)菌和真菌利用污泥中容易分解的可溶解性物質(zhì)（如淀粉等糖類)迅速增殖，釋放出熱量，使堆體溫度不斷提高。
②高溫消毒階段(一次發(fā)酵的主要階段，3-8d):隨著堆體熱量的積累，溫度逐漸上升到50T以上，即進(jìn)人了高溫階段。這時(shí)候，好熱性的微生物如纖維素分解氧化菌逐漸代替了中溫微生物的活動(dòng)，堆體中殘留的有機(jī)物繼續(xù)被分解氧化，一些復(fù)雜的有機(jī)物如纖維素等也開始得到分解，病原菌、寄生蟲卵與病毒被殺滅。
③降溫和腐熟保肥階段（一次發(fā)酵的后期和二次發(fā)酵過程， [#]0~30d)：經(jīng)過高溫階段，污泥中大部分易于生物降解的有機(jī)物得到分解，剩下的是木質(zhì)素等較難分解的有機(jī)物和新形成的腐殖質(zhì)。此時(shí)微生物活動(dòng)量減弱，產(chǎn)熱量也隨之減少，溫度逐漸下降，中溫微生物又逐漸成為優(yōu)勢菌種，殘余物質(zhì)進(jìn)一步分解，腐殖質(zhì)繼續(xù)不斷地積累，堆肥進(jìn)人腐熟階段。
3.高溫好氧堆肥的工藝控制
高溫好氧堆肥的工藝控制主要有以下幾個(gè)方面：
①有機(jī)物含量：堆體堆料組成成分中有機(jī)物的含量應(yīng)≥20%o
②含水率：堆體堆料的含水率應(yīng)維持在40%~60%之間。含水率過高，會(huì)產(chǎn)生厭氧而延長有機(jī)物分解的時(shí)間，含水率過低，有機(jī)物又不容易分解，含水率低于15%時(shí)，微生物的活動(dòng)將幾乎停止。
③溫度：堆體高溫度要維持在50~65℃之間，其中保持 [#]5℃；以上的時(shí)間要超過3d，這樣才能殺滅污泥中的病原菌、寄生蟲卵等。
④碳氮比（C/N):20:1~ [#]0:1。C/N越大，堆肥所需時(shí)間越長。
⑤pH值：pH值控制在7~ [#].5之間。
⑥通風(fēng)量：3.0~3.6m3/(m3堆料*h)。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況，以上某些指標(biāo)要結(jié)合污泥的具體性質(zhì)而定，甚至有可能有較大偏差。
4.污泥堆肥的運(yùn)行維護(hù)
為了使污泥堆肥過程滿足上述工藝條件，必須要對進(jìn)堆肥倉的污泥進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使堆料能進(jìn)行堆肥化處理。尤其是含水率、pH值、粒度等三項(xiàng)指標(biāo)，經(jīng)過調(diào)理、濃縮及脫水處理后，污泥的這三個(gè)指標(biāo)與堆肥的要求值差別極大。
①含水率：污泥脫水后的泥餅含水率一般髙達(dá)65%-85%,有時(shí)接近90%，因此通氣性很差，在堆肥處理前必須調(diào)整其含水率。調(diào)整的方法有干燥、摻加輔料、成品回流等。摻加輔料法可以將含水率降到60%以下，通常使用的輔料有木屑刨花、糠殼、稻草和其他莊稼秸桿等。成品回流法適用于處理含水率在 [#]5%左右的壓濾泥餅，不適用于高含水率（超過80%)的泥餅。對含水60%?65%的壓濾泥餅，加人差不多同等體積的成品，可將含水率降到50%左右，同時(shí)也能調(diào)整pH值。
②PH值：污泥在穩(wěn)定處理或脫水處理時(shí)，有時(shí)添加了石灰助劑，其脫水泥餅的pH值很高，有時(shí)可達(dá)11~ [#]3，根本不適于堆肥時(shí)微生物的生長活動(dòng)。對這樣的污泥進(jìn)行堆肥處理時(shí)，除了可用成品回流法調(diào)整pH值外，還可以向堆肥倉里吹人C02廢氣的方法將堆料的PH值降下來。
③粒度：脫水泥餅一般呈板狀、片狀或團(tuán)塊狀，片狀泥餅含水率高，貯存時(shí)由于壓密也會(huì)形成團(tuán)塊狀。為了改善板狀或團(tuán)塊狀泥餅的發(fā)酵性能，必要時(shí)可進(jìn)行粉碎以調(diào)整其粒度。在實(shí)際生產(chǎn)中，摻加輔料或與成品回流混合的過程中，可以將團(tuán)塊狀泥餅松散開來，從而達(dá)到調(diào)整粒度的目的。
④接種：污水處理場產(chǎn)生的污泥中含有大量的微生物，因此在滿足堆肥基本條件的情況下，脫水污泥堆肥根本用不著接種。但在使用特殊機(jī)械裝置進(jìn)行快速發(fā)酵時(shí)，為了加快反應(yīng)，必須接種，保證堆料中微生物的含量足夠。接種有時(shí)使用特殊的菌種或?qū)ｉT的活性微生物。
5.污泥動(dòng)態(tài)堆肥
污泥高溫好氧堆肥的方式有靜態(tài)堆肥和動(dòng)態(tài)堆肥兩種，靜態(tài)堆肥采用傳統(tǒng)的條形靜態(tài)通風(fēng)垛，動(dòng)態(tài)堆肥則采用現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)酵倉工藝，并擁有一系列配套設(shè)備。動(dòng)態(tài)堆肥裝置工藝流程如圖4- [#]6所示。
污泥動(dòng)態(tài)堆肥裝置分堆肥和制肥兩個(gè)環(huán)節(jié)，使用的設(shè)備除了上面流程圖中提到的機(jī)械外，還有穿叉于各個(gè)環(huán)節(jié)之間的螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)等各種配套設(shè)備。根據(jù)堆肥過程的進(jìn)行，需要的設(shè)備有螺旋輸送器、帶式輸送機(jī)、粗混機(jī)、帶式輸送布料機(jī)、氣動(dòng)側(cè)犁式卸料器、翻堆機(jī)、裝載機(jī)、精混機(jī)、造粒機(jī)、氣流1f燥機(jī)、裝袋機(jī)等，另外還需要在各個(gè)機(jī)械設(shè)備之間設(shè)置各種轉(zhuǎn)接料斗。其中翻堆機(jī)是污泥堆肥發(fā)酵倉中的核心設(shè)備，其他設(shè)備的作用是向堆肥倉進(jìn)料或?qū)⒍逊蕚}出料進(jìn)行加工。
螺旋輸送器或帶式輸送機(jī)的使用場合有六個(gè)：①將脫水污泥輸送到粗混機(jī)，②將用于造粒的堆肥倉出料從料斗輸送到精混機(jī)，③將向用于造粒的堆肥倉出料中添加的氮、磷等增效成分從料斗輸送到精混機(jī)，④將經(jīng)過精混的物料從料斗輸送到造粒機(jī)，
⑤將經(jīng)過造粒的物料輸送到氣流干燥機(jī)，⑥將向堆肥發(fā)酵倉回流的堆肥倉出料從料斗輸送到粗混機(jī)。
粗混機(jī)將脫水污泥和回流堆肥倉出料混合后，經(jīng)過帶式輸送布料機(jī)和氣動(dòng)側(cè)犁式卸料器進(jìn)人堆肥倉。在發(fā)酵過程中，翻堆機(jī)定時(shí)對堆料進(jìn)行翻動(dòng)，使堆料上下混合均勻，同時(shí)將堆料向堆肥倉出口推移。裝載機(jī)將堆肥倉出料送到回流料斗和造粒料斗，進(jìn)人回流料斗的物料經(jīng)輸送機(jī)進(jìn)人粗混機(jī)，進(jìn)人造粒料斗的物料則依次經(jīng)過精混機(jī)、造粒機(jī)、氣流干燥機(jī)、裝袋機(jī)等設(shè)備處理'，終制成成品復(fù)合肥料。
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