第3章 污泥堆肥的形式分類及特點

3.1 污泥堆肥好氧發酵的分類及其特點

隨著污泥堆肥技術研究的不斷深入，越來越證明厭氧污泥堆肥存在諸多缺點而難以適應社會發展的需要；好氧污泥堆肥經受了時間的考驗。由此，大家針對污泥堆肥好氧發酵的諸多方面展開了深入而廣泛的應用研究，使得其控制過程也開始變得越來越科學化、程序化、規范化。城市污水處理廠的初沉淀和二級沉淀經濃縮后的泥漿，一般采用帶式壓濾機脫水，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，無結構強度，且含有高分子量的絮凝劑，難以通過晾曬的方式來達到脫水減量化，直接進行堆肥發酵有難度，氧氣難以通入，影響堆肥好氧發酵的進程，必須調整其含水率和各種微生物所需的營養成分配比。經過水分及疏松劑調節的污泥混合物料進入堆肥發酵裝置，在保持一定通氣量的條件下，堆肥好氧發酵成為性狀良好的疏松腐殖顆粒。只有通過這樣的預處理才能滿足污泥堆肥發酵的工藝條件。污泥經秸稈粉、鋸末、花生殼、稻糠等調理劑調整了其含水率、C/N等指標之后，污泥堆肥初始料就可以進入堆肥好氧發酵裝置，開始堆肥腐熟化進程。根據污泥堆肥裝置及主要設備、控制手段的不同，污泥堆肥工藝可分為多種多類。

國外自20世紀60年代以來開發出各種各樣的現代污泥堆肥好氧發酵系統。這些系統具有機械化程度高、處理量大、堆肥速度快、無害化程度高等諸多特點，因此得到了廣泛的應用。我國在21世紀初開始成套引進國外先進的污泥堆肥技術，建設大型污泥堆肥好氧發酵裝置，有的已經正常運行多年，取得了很好的環保治理效果和明顯的社會效益。不過，這些污泥堆肥裝置均存在投資規模大、運行成本高，能耗較大等缺陷，并不完全適應中國中小城市眾多、地域分布廣、堆肥輔料千差萬別等國情。筆者從2010年即開始設計處理城市污泥百噸級堆肥好氧發酵裝置，迄今已有4套類似裝置正在穩定運行之中。

本章主要介紹國內外一些主流的污泥堆肥系統和筆者所設計的污泥堆肥系統的特色，以幫助讀者掌握污泥堆肥的基本工藝類型和發展趨勢。

3.1.1 分類依據

現代污泥堆肥有多種形式，根據污泥堆肥的形式，實行的工藝，所用堆肥輔料的不同，涉及的設備裝置可分成許多種。簡單來分，可以通過其生產過程中的運動狀態，將其分為靜態和動態污泥堆肥；根據堆肥過程中所使用的機械復雜程度，將其分為簡易堆肥和機械堆肥；或者根據是否采用反應器將其分為開放系統和密閉系統的污泥堆肥。

但是，往往采用某一種分類方式很難全面準確地描述目前世界上實際所采用的污泥堆肥方式。因此普遍采用多種分類方式將污泥堆肥進行分類。根據其開放性、有無攪動（翻堆）、人工干預類型這三個條件，可以將污泥堆肥大致分為9種類型，分別為傳統堆肥、靜態堆肥、條垛堆肥（自然通風）、條垛堆肥（強制通風）、隧道式堆肥、攪拌槽式（包括陽光棚無槽式）堆肥、轉鼓式堆肥、塔式堆肥、筒倉式堆肥，見表3-1。

另外，還有一種分類方法，即根據城市污泥與不同的堆肥輔料混合所進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作物加工副產品、樹枝樹葉粉碎物等堆肥輔料；污泥粉煤灰堆肥包括某些工業固廢堆肥輔料等。

3.1.2 主要污泥堆肥系統的特點

目前，普遍在污泥堆肥中使用的堆肥方式有四種，分別是靜態污泥堆肥、條垛式污泥堆肥、槽式污泥堆肥（無槽式污泥堆肥）、反應器式污泥堆肥。靜態污泥堆肥在堆肥過程中無需對物料進行攪動或者翻動，由于這個特點，靜態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酵的可能和不能較好地控制堆肥的進程，容易受到周圍環境溫度的影響。條垛式污泥堆肥主要依靠人工或者機械定期對堆料進行翻堆，然后通過人工鼓風或者自然通風，使得在整個堆肥發酵過程中物料能處于一個有氧的環境中，而且有利于水分的散失，促進有益菌的生長，但是不利于堆肥過程中堆體溫度的維持。槽式（包括無槽）污泥堆肥中翻拋機邊走邊對物料進行翻拋、破碎和混合，促使物料快速發酵、升溫，使料層內部的水分能夠快速蒸發散失，可以大大加快發酵的進程。它是介于條垛堆肥與攪拌槽式堆肥間的特殊類型，同時具備攪拌設備和通風設施。反應器式堆肥是在一個或者數個容器中進行發酵堆肥，可以較好控制堆肥的溫度與通氧氣的量。各種堆肥系統的優缺點見表3-2。

目前，國內主要采用的是槽式污泥堆肥或其升級版無槽式污泥堆肥；國外如美國主要是靜態污泥堆肥；歐洲發達國家主要是反應器式污泥堆肥。