我国污泥液肥化处理技术和处置技术探讨

摘要：城镇是聚焦人类活动的重要场所，随着我国经济的发展以及城市化进程的不断加快，污泥在城镇污水处理过程中的总量也越来越多，已成为一亟待解决的问题。文章就污泥堆肥化技术展开论述。

关键词：污泥；液肥化；技术探讨

中图分类号： S141 文献标识码： A

引言

随着我国城镇化水平不断提高，污水处理设施建设得到了高速发展，据《2013-2017年中国污泥处理处置深度调研与投资战略规划分析报告》统计2010年我国城镇污水处理厂已经建有2500多座，城市污水处理能力已达到每天1.22亿吨，为实现国家的减排目标和水环境改善，做出了巨大贡献。但是污水厂的建设及运行伴随产生了大量剩余污泥，以含水率80%计，全国年污泥总产水量将很快突破3000万吨，污泥处理形势十分严峻。

一 关于污泥特性的分析

近年来，国家对城市基础设施特别是城市污水处理厂建设的投入，每年都有较大幅度地增长，城市污水处理率不断提高，污水资源化也在各地开始规模发展，随之产生的越来越多的剩余污泥给城市的环境保护工作提出了新课题。由于污泥中含有许多有害成分，如重金属、病菌、细菌和真菌，如果处置不当，很容易对环境、土壤、农作物造成二次污染，危机到人类的健康。因此，污泥的处理和处置是城市污水处理厂必须要解决的问题。活性污泥中有机物含量较高，一般都在40%以上，并且含有植物生长所需要的氮、磷、钾和其他有益于植物生长的营养成分，将污泥深加工可以制成含有多种营养成分的有机肥。在污泥深加工过程当中，不需采用任何化学处理方法，也不需添加任何化学药剂。因此，制成的肥料可称作是天然、绿色的有机肥料。某污水处理厂的污水主要是由城区生活污水和化工工业废水组成，剩余污泥经中温消化、浓缩脱水后，含水率在75%左右，污泥中重金属含量远低于国标《农用污泥中污染物控制标准(GB4284一84)》，详见表1。

表1污泥处理后重金属含量 mg/L

污泥中有机质含量44%、含氮2.59%、含磷6.49%、含钾0.80%、速效氮421mg/kg、速效磷488mg/kg、速效钾488mg/kg。检测结果表明:速效氮高出土壤5倍以上，速效磷高出土壤20倍，速效钾高出土壤10倍。

污泥经处理后的几个特点：(l)污泥肥料施用在土地上，可以改善土壤的土质，增添因长期使用化肥而肥力低下的土地有机质，促使农作物的生长；(2)施用污泥制成的肥料，可以代替或减少化肥和农药的使用量，因而减少环境污染，提高农产品的质量；(3)将污泥作为微生物载体，运用多种微生物菌种，制成“三菌”互不拮抗的微生物肥料。利用微生物细菌，将空气和土壤中难以被农作物直接吸收的氮、磷、钾化合物转化为可吸收的化合物。实验表明，细菌在生长繁殖过程中除了向农作物提供氮、磷、钾元素外，还能产生促进种子发芽和根生长的激素，并能产生抑制病菌的抗生素。因此，施用污泥制成的肥料，既能增长土壤肥力，又能抗病害，增加抵抗力，促进植物生长等多种作用。

二我国的污泥堆肥技术

国内最早建设的唐山西郊污水处理一厂、秦皇岛污水处理厂都建设了日处理10t脱水污泥的堆肥系统，仅相当于为日处理能力3-5万t的污水处理厂配套，主要采用的是高温好氧机械化翻堆发酵工艺，物料运输主要靠装载机，部分运输过程采用皮带输送机和螺旋输送机。随着我国环保要求的不断提高和污泥堆肥技术的成熟，堆肥处理规模也日趋扩大。到2009年，规划中日沈阳北部污水处理厂、洛阳瀍东污水处理厂（如图1）日处理规模已达到250t脱水污泥，可以为日处理能力40万t污水处理厂配套。由于处理设施密集，物料输送量大，传统的运输方式已无法满足物料输送的使用要求，因此必须采用有利于提高输送效率和自动化程度的物料输送方式。

图1洛阳瀍东污水处理厂

SACT污泥机械化堆肥技术

SACT-BII污泥堆肥系统是SACT族污泥堆肥工艺的一种，也是国内第一套真正实现全封闭大型工业化处理目的的污泥机械化处理系统，其体现了好氧发酵系统封闭化、物料储运系统自动化、除臭系统高效化的特点。SACT自动控制系统分为混料控制系统、发酵仓控制系统、物料输送控制系统3个子系统，此外还包括除臭控制系统、通风控制系统、门禁控制系统、闭路电视控制系统、照明控制系统等辅助系统。混料控制系统是整个控制系统的关键，包括:储料、配料和混料等系统，储料系统主要控制料仓、料坑等储料区的物位；配料系统主要控制配料机的运行速度以调节各种物料配比；混料系统主要控制混料机的运行速度，以达到与进料量相适应的生产能力。发酵仓控制系统是整合控制系统的核心，包括:翻堆、转仓、曝气等系统，翻堆系统主要控制翻堆机行走、翻堆系工作、翻堆系提升等动作；转仓系统主要控制翻堆机上下转仓机、转仓机精确平移等动作；曝气主要根据温湿传感器的在线检测，控制风机的启闭。其中最为核心的翻堆系统控制主要采用时间与位置控制相结合。物料输送控制系统是整个控制系统最复杂的组成部分，包括进仓、出仓、回流以及与之配套的物料输送设备，进仓系统控制范围由混料机输出的物料到物料落入发酵仓，包括上机、落料机(含固定或移动卸料系统)；出仓系统控制范围由物料落入落料机到提升离开发酵仓范围，包括落料机、出料机、提升机等设备；回流控制系统控制范围由出仓物料提升后到进入储料装置，包括回流输送机、产品输送机、产品卸料系统。SACT技术是一项适合我国国情的污泥处置技术，为“十二五”期间污泥减排提供了选择方向。

（二）多元综合好氧堆肥发酵技术

多元综合制肥工艺主要由好氧发酵工段，配料工段，混合工段，热喷冷却工段，筛分工段，喷菌、扑粉、造粒工段，干燥工段，计量包装工段等组成。主要包括原料好氧发酵系统，配料系统，混合系统，热喷冷却系统，筛分系统，喷菌、扑粉、造粒系统，干燥系统，计量包装系统。其主要工艺特点是软化工艺，多元技术组合，在污泥好氧发酵制肥中，采用“CK21菌喷涂接种技术、好氧堆肥快速腐热技术、生物高氮源发酵技术、磷酸中和软化与重金属钝化技术、热喷造粒技术”等高新技术，把污泥的处理与处置统一起来，将脱水污泥发酵制成有机、无机、微生物三维复合肥料，解决了污泥堆肥处置中的诸多难题，实现了生物资源的循环利用。

智能化自动控制生物堆肥工艺(CTB技术）

图2为CTB自动控制生物堆肥技术工艺流程图

图2

CTB自动控制生物堆肥(生物干化)技术，由中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心和北京中科博联环保环境工程有限公司历时10多年研发出来，

实现了对堆肥过程中温度和氧气两大关键要素的实时、在线监控，可以大大缩短堆肥周期，提高堆肥成功率、堆肥产品质量和生物无害化处理效果，同时显著改

善堆肥厂的厂区环境卫生条件，降低堆肥过程的能耗。该技术堆肥时间短、占地而积小，无恶臭、废水等二次环境污染问题，技术的完整性和配套性好，已在山东、河北、河南、天津等地推广应用。

三结语

制约污泥堆肥技术工业化应用的瓶颈主要是:占地而积、臭气外排造成的二次污染、干物料的投加和安全储运、污泥的最终处置和操作员的健康安全问题。相对于静态堆肥仓工艺，动态堆肥仓工艺在这几个方而都有所突破，污泥堆肥是较好的城市污水污泥处置方式，污泥堆肥添加的辅助填充料，鼓励利用园林废弃物（剪枝、落口）和周边农村的砻糠、谷壳、秸秆等农业废弃物。鼓励开展污泥堆肥技术创新，提高生物热能循环利用，利用污泥改善土壤肥效，减少能源消耗，对臭气进行有效处理。国内外应该不断完善污泥堆肥过程中各环节的标准，加强保障性政策的制定，加强标准法规的建设，积极推进各种污泥堆肥技术。

参考文献

[1]李清秀,张雁秋.城市污水污泥堆肥技术研究进展[J].广西轻工业.2007(6)

[2]马殿旗,姜楠,王涛等.污泥好氧堆肥工艺技术经济分析[J].建设科技.2010(23)