第3章 污泥堆肥的形式分类及特点

3.1 污泥堆肥好氧发酵的分类及其特点

随着污泥堆肥技术研究的不断深入，越来越证明厌氧污泥堆肥存在诸多缺点而难以适应社会发展的需要；好氧污泥堆肥经受了时间的考验。由此，大家针对污泥堆肥好氧发酵的诸多方面展开了深入而广泛的应用研究，使得其控制过程也开始变得越来越科学化、程序化、规范化。城市污水处理厂的初沉淀和二级沉淀经浓缩后的泥浆，一般采用带式压滤机脱水，所得到的泥饼含水率一般为75%～85%。这样的污泥由于含水率高，黏性大，无结构强度，且含有高分子量的絮凝剂，难以通过晾晒的方式来达到脱水减量化，直接进行堆肥发酵有难度，氧气难以通入，影响堆肥好氧发酵的进程，必须调整其含水率和各种微生物所需的营养成分配比。经过水分及疏松剂调节的污泥混合物料进入堆肥发酵装置，在保持一定通气量的条件下，堆肥好氧发酵成为性状良好的疏松腐殖颗粒。只有通过这样的预处理才能满足污泥堆肥发酵的工艺条件。污泥经秸秆粉、锯末、花生壳、稻糠等调理剂调整了其含水率、C/N等指标之后，污泥堆肥初始料就可以进入堆肥好氧发酵装置，开始堆肥腐熟化进程。根据污泥堆肥装置及主要设备、控制手段的不同，污泥堆肥工艺可分为多种多类。

国外自20世纪60年代以来开发出各种各样的现代污泥堆肥好氧发酵系统。这些系统具有机械化程度高、处理量大、堆肥速度快、无害化程度高等诸多特点，因此得到了广泛的应用。我国在21世纪初开始成套引进国外先进的污泥堆肥技术，建设大型污泥堆肥好氧发酵装置，有的已经正常运行多年，取得了很好的环保治理效果和明显的社会效益。不过，这些污泥堆肥装置均存在投资规模大、运行成本高，能耗较大等缺陷，并不完全适应中国中小城市众多、地域分布广、堆肥辅料千差万别等国情。笔者从2010年即开始设计处理城市污泥百吨级堆肥好氧发酵装置，迄今已有4套类似装置正在稳定运行之中。

本章主要介绍国内外一些主流的污泥堆肥系统和笔者所设计的污泥堆肥系统的特色，以帮助读者掌握污泥堆肥的基本工艺类型和发展趋势。

3.1.1 分类依据

现代污泥堆肥有多种形式，根据污泥堆肥的形式，实行的工艺，所用堆肥辅料的不同，涉及的设备装置可分成许多种。简单来分，可以通过其生产过程中的运动状态，将其分为静态和动态污泥堆肥；根据堆肥过程中所使用的机械复杂程度，将其分为简易堆肥和机械堆肥；或者根据是否采用反应器将其分为开放系统和密闭系统的污泥堆肥。

但是，往往采用某一种分类方式很难全面准确地描述目前世界上实际所采用的污泥堆肥方式。因此普遍采用多种分类方式将污泥堆肥进行分类。根据其开放性、有无搅动（翻堆）、人工干预类型这三个条件，可以将污泥堆肥大致分为9种类型，分别为传统堆肥、静态堆肥、条垛堆肥（自然通风）、条垛堆肥（强制通风）、隧道式堆肥、搅拌槽式（包括阳光棚无槽式）堆肥、转鼓式堆肥、塔式堆肥、筒仓式堆肥，见表3-1。

表3-1 国内外主要堆肥系统分类

另外，还有一种分类方法，即根据城市污泥与不同的堆肥辅料混合所进行的污泥堆肥可分为：污泥秸秆堆肥、污泥牲畜粪便堆肥、污泥城市垃圾堆肥和污泥粉煤灰堆肥等。其中，污泥秸秆堆肥包括农作物加工副产品、树枝树叶粉碎物等堆肥辅料；污泥粉煤灰堆肥包括某些工业固废堆肥辅料等。

3.1.2 主要污泥堆肥系统的特点

目前，普遍在污泥堆肥中使用的堆肥方式有四种，分别是静态污泥堆肥、条垛式污泥堆肥、槽式污泥堆肥（无槽式污泥堆肥）、反应器式污泥堆肥。静态污泥堆肥在堆肥过程中无需对物料进行搅动或者翻动，由于这个特点，静态堆肥能够维持较高的温度，从而保证了病原菌能全部被杀死，而且堆肥的周期由于温度原因也被一定程度缩短。但是，此种方式存在局部厌氧发酵的可能和不能较好地控制堆肥的进程，容易受到周围环境温度的影响。条垛式污泥堆肥主要依靠人工或者机械定期对堆料进行翻堆，然后通过人工鼓风或者自然通风，使得在整个堆肥发酵过程中物料能处于一个有氧的环境中，而且有利于水分的散失，促进有益菌的生长，但是不利于堆肥过程中堆体温度的维持。槽式（包括无槽）污泥堆肥中翻抛机边走边对物料进行翻抛、破碎和混合，促使物料快速发酵、升温，使料层内部的水分能够快速蒸发散失，可以大大加快发酵的进程。它是介于条垛堆肥与搅拌槽式堆肥间的特殊类型，同时具备搅拌设备和通风设施。反应器式堆肥是在一个或者数个容器中进行发酵堆肥，可以较好控制堆肥的温度与通氧气的量。各种堆肥系统的优缺点见表3-2。

表3-2 四种常见堆肥系统的优缺点比较

目前，国内主要采用的是槽式污泥堆肥或其升级版无槽式污泥堆肥；国外如美国主要是静态污泥堆肥；欧洲发达国家主要是反应器式污泥堆肥。