年处理2万吨城镇污泥

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摘要：本文针对技术成熟的条垛式堆肥技术，年处理2万吨城镇生活污泥的厂区，进行监测、采样、分析、检测。试验结果表明：厂区运行情况良好，发酵温度最高达到64℃，第一阶段的周期为18d，水分降低至40%，有机质降至40%，总氮含量降低至1.4%。经过约20d的二次腐熟后，堆肥产品完成达到《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（CJ248-2007），可利用于花卉、苗木的生产以及园林绿化工程的应用。

关键词：城镇污泥；材料；方法分析

近几十年来，随着我国城市社会经济的高速发展，城市排水基础设施建设取得很大成绩，水污染得到有效控制，但是，伴随着城市污水处理厂规模和数量的不断增大，剩余污泥的处置也成为一个被广泛关注的新环境问题。据环保部门统计，截至2010年，广东省已建成城镇污水处理厂199座，污水日处理能力达1800多万吨，年产脱水污泥300万吨，这些数量日益庞大的污染源大多没有得到妥善处置便直接排放，造成了严重的二次污染。因此，如何将产量巨大、成分复杂的污泥实现无害化、资源化处置，已成为国内外环境界倍受瞩目的课题之一。

东莞市圣茵环境科技有限公司作为东莞市唯一一家具有广东省严控废物处理许可证（HY06）的企业，公司采用成熟的条垛式堆肥技术，年处理2万吨城镇污泥，主要承接东莞市、广州市的污水处理厂污泥。

堆肥是在一定条件下利用微生物的作用，使有机物不断被降解和稳定，并生产出一种适宜于土地利用的产品的过程。条垛式堆肥是将污泥与辅料、添加剂混合后，简单堆积成窄长条垛，在好氧条件下进行堆肥，定期使用机械或人工进行翻堆通风（1）。条垛式堆肥技术具有很多优点：所需设备简单、投资成本低；翻堆会加快水分的散失，堆肥容易干燥；条垛式堆肥产品腐熟度高、稳定性好（2）。本文针对“年处理2万吨城镇生活污泥――条垛式堆肥技术的工程”作了跟踪与分析。

1 材料与方法

1.1 城镇生活污泥

厂区主要接收来自东莞市市区、广州市南沙区城镇生活污泥，其基本的物理化学指标见表1：

1.2条垛式堆肥工艺流程

新鲜污泥进厂卸载于混料池中，添加辅料Ⅰ与辅料Ⅱ（其物理化学指标见表2）将C/N调节至约25，同时喷洒具有自主知识产权的生物菌剂，混合均匀；混合后的污泥进入条垛式发酵槽，堆体长约50米，高约0.6-0.8米，宽约1.2-1.5米。进槽后，翻堆机每天翻堆一次，至水分降至40%后，移出发酵槽至陈化仓腐熟，直至有机料降至常温，为有机营养基质，可作花卉、林业种植或园林绿化工程利用。

1.3 采样及测定

1.3.1 采样时间及方法

每3天取样一次测水分，每5天取样一次测C/N，取样在每次翻堆后，待整个堆肥混合均匀后进行，按五点法采样。

1.3.2 测定指标及方法

温度测定为每天上午9：00和下午16：00测定，取上中下3层温度的平均值为当天的堆体温度。

含水率用重量法；pH值检测用玻璃电极法；有机质含量检测用重铬酸钾容量法；总氮含量检测用凯氏定氮法；总磷含量检测用钒钼黄比色法；全钾含量用常压消解火焰光度法。

2 数据与分析

2.1 堆肥过程中堆料温度和含水率的变化

堆肥过程就是微生物分解有机物而释放热量，温度是堆肥系统微生物活动的反映，是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素（3）。堆体的温度变化如图2所示，于2013年7月11日堆垛，经过4d温度上升至45℃，此阶段过程中，微生物活动剧烈，易于降解的有机质含量丰富，使堆体温度迅速上升。在55～70℃高温阶段维持了14d，最高温度达到了64℃，此阶段主要是高温细菌活动，分解纤维素和果胶类物质，导致发酵高温阶段维持时间较长（4）。同时堆体含水率也迅速下降，如图3所示，从56%下降至40%。

2.2 堆肥过程中堆料有机质的变化

本试验中，堆肥物料中有机质降解随发酵时间的变化见图4。在升温期，堆体中易分解的有机质被快速分解，有机质从40%下降到35%。在高温期的前5d，易分解的有机质继续被快速分解，有机质从35%下降至30%，而降解的有机质在高温期的后9d被缓慢分解，有机质从30%下降至25%，有机质质量分数趋于稳定。

2.3堆肥过程中堆料总氮的变化

堆肥过程可能导致氮素的矿化、氨气的挥发、硝化及反硝化作用直接导致了氮素的损失（5）。堆肥物料中总氮的变化情况见图5，总氮的损失主要发生在升温期，此阶段的微生物活动旺盛，有机物的生化降解过程活跃，也伴随着明显的硝化反应，含氮成分发生降解产生氨气，在发酵的前5d，即升温期中，总氮从2.3-2.7%下降至1.4%，而后总氮的变化趋于稳定，可见，总氮的损失主要发生在易分解有机质降解的升温期。氨气的挥发最终影响了堆肥产品的农业利用价值（6）。

2.4 堆肥产品的利用

一次发酵完成的有机物料被移至陈化仓，经过约20d的二次腐熟后，即为堆肥产品，如表3、表4所示，利用传统的条垛式堆肥技术处理后的有机物料，完全达到《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（CJ248-2007），可利用于花卉、苗木的生产以及园林绿化工程的应用。

3 结论

东莞市圣茵环境科技有限公司采用传统的条垛式堆肥技术年处理2万吨城镇生活污泥，厂区运行情况良好，发酵温度最高达到64℃，第一阶段的周期为18d，水分降低至40%，有机质降至40%，总氮含量降低至1.4%。经过约20d的二次腐熟后，堆肥产品完成达到《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（CJ248-2007），可利用于花卉、苗木的生产以及园林绿化工程的应用。

参考文献：

[1]钟乐芳，玄福等，蚯蚓粪的应用及加工【C】.农村发展论丛，2001，7（8）：29

[2]吴鸿强，城市污泥堆肥的深度加工的处理工艺及设备[J].环境保护，1998（3）：22-24

[3]牛俊玲，李彦明，陈清.固体有机废物肥料化利用技术.化学工业出版社：54

[4]李国学，张福锁.固体废物堆肥化与有机复混肥生产【M】.北京：化学工业出版社，2000

[5]赵青松，李萍萍，王纪章等.醋槽条垛式堆肥发酵技术及效果.农业工业学报.2010.7（26）：255-259

[6]Bengtsson G，Bengtson P，Mansson K F. Gross nitrogen mincralization-，immobilization-，and nitrification rates as a function of soil C/N ratio and microbial activity[J].Soil Biol Biochem，2003，35（1）：143-154

基金项目：

广东省科技计划项目（2012B020410003）。