污泥好养发酵仓式反应器系统环境影响探讨

张鑫 陈命男 朱少波 王鹏

摘 要：随着我国经济发展和城市人口增加，城镇污水处理厂污水处理率和处理深度的提高，污泥产量逐年增加。好氧发酵堆肥作为一种有效处置与利用污水处理厂污泥的手段，该类工程建设日益增多。为了有效解决社会经济发展与环境保护的矛盾，充分发挥环境影响评价的重要作用，实现污水处理厂污泥达到稳定化、减量化、无害化、资源化。本文根据作者从事污泥处理处置建设项目环境影响评价实际工作的一些体会，就污泥好氧发酵工程项目的环境影响因子识别、评价重点、评价难点、环境监管等提出了一些体会。

关键词：脱水污泥 好氧发酵 环境影响评价

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0115-02

城镇污水处理厂污泥是在污水净化处理过程中的产物。它包括：混入生活污水和工业废水中的泥沙、纤维、动植物残体和固体颗粒凝结的有机质、重金属元素、微生物、病菌、虫卵等物质的综合固体物质。脱水污泥如不能及时做好处理，则会造成环境的污染，也会给社会带来危害，它的处置是市政部门和污水处理厂的主要问题之一。随着我国经济发展和城市人口增加，污水处理率和处理深度将进一步提高，污泥产量必将大量增加，如何有效处置与利用污泥是城市可持续发展中面临的重大课题。如今，污泥的处理方法有填埋、焚烧、堆肥、土地利用等。脱水污泥含水率在80%左右，填埋需要占用大量空间，其中的大量有害成分易进入垃圾渗滤液，会增加填埋场渗滤液处理负荷，使得填埋场地难以消纳；焚烧则要较高的费用和技术，不适合大范围使用，只适用于个别地区；污泥经过好氧堆肥处理后再土地利用被认为是一种最经济有效、最有发展前景的污泥处置方法之一。

生物好氧堆肥是利用自然界广泛存在微生物，有控制地促进污泥中可生物降解的有机物向稳定的类腐殖质转化的微生物学过程。好氧堆肥具有消除臭味，杀死病原菌和寄生虫（卵），降解大多数毒性有机物，固化和钝化重金属，改善污泥物理性状和降低含水率等作用。

目前主要好氧发酵工艺有以下三种：条垛式、槽式和反应器式。本文讨论主要针对小型城镇污水处理厂的筒仓式反应器系统。

1 筒仓式反应器系统工艺简介

污泥好氧发酵筒仓反应器系统工艺流程一般可分为四部分：混合调质、好氧发酵、腐熟和尾气除臭。

1.1 混合调质

污泥混合调质的目的是调整脱水污泥的水分和碳氮比，并加大疏松程度，增加与空气的接触面积，有利于好氧发酵。

1.2 好氧发酵

好氧发酵在发酵槽或发酵仓内进行，靠强制通风来供给氧气。在发酵过程中，物料中有机物在好氧微生物作用下开始发酵，首先是易分解物质分解，产生CO2和H2O，同时产生热量使温度上升。这时微生物吸取有机物中的碳、氮等营养成分，在合成细胞质自身繁殖的同时，将细胞中吸收的物质分解而产生热量，发酵能进行高效率的分解。

一般情况下，经过连续3天以上、平均温度55 ℃以上的好氧发酵，大部分不稳定有机物被降解，大部分病原菌、寄生虫卵等被灭活。随着有机物的减少及代谢产物的累积，微生物的生长及有机物的分解速度逐渐减缓，发酵温度开始降低，污泥性质基本稳定，一次发酵完成。

发酵过程中氧的供给情况和系统保温程度对物料的温度上升有很大影响，一次发酵总周期约为8～18 d。

1.3 腐熟

一次发酵后的污泥尚未达到充分的稳定化，需要继续进行二次发酵。二次发酵的温度应控制在50 ℃以下，总发酵时间一般为10～20 d，使污泥进一步的稳定化，含水率降至40%以下，形成浅棕褐色（包括污泥颗粒内部）、内部无黑心、无臭、呈松散状、不招引苍蝇的类腐殖质。

1.4 尾气除臭

在好氧发酵过程中有臭气产生，主要是氨、硫化氢、甲硫醇等，废气必须进行除臭处理后才能排放。常用的处理方法有生物滤池法，一般是用通风机将发酵过程中产生的臭气收集，用管道输送到除臭器中除臭，这些除臭器处理NH3、H2S的去除率均可达到95%以上。

2 成品污泥去向分析

好养发酵后的成品污泥常见的土地利用方式有：农用、土地改良、园林绿化和林地用。各处置方案的施用范围及条件见表1。

3 产污分析

污泥好氧发酵处理工程施工期的环境影响与一般建设项目环境影响基本相同，且工程量一般不大，施工周期短，一般位于污水处理厂内，环境影响轻微，因此，本文主要讨论工程运行期环境影响。

污泥好氧发酵工程主要影响为恶臭。污泥在转运、快速发酵和预腐熟阶段都会产生一定的臭气。废气如不加收集，无组织排放，不但影响设备正常运行，也會使得操作区的环境恶化，影响操作人员的健康。各生产环节均需要设置集气、密闭装置，如新鲜污泥出料仓接引风管，混料机上方设置集气罩、各设备间的皮带传送机加罩密闭，筒仓式反应器、预腐熟车间设置引风装置将恶臭收集排入除臭系统。在恶臭经过有效收集后，仍有可能在以下环节产污，项目主要产污环节见表2。

4 环境影响评价重点

根据作者从事环境影响评价的工作经验来看，应将恶臭气体对周围环境的影响、污泥泥质分析、工艺可达性分析、堆肥产品的环境安全性、公众参与作为项目环境影响评价的重点。

（1）由工程环境影响因子识别可知，项目运行期恶臭气体对周围环境影响较大，而且恶臭气体是实际生活中引发环境纠纷的重要因素之一，因此将其作为评价的重点之一。

（2）新鲜污泥中的养分含量和重金属含量符合土地利用泥质标准限值是污泥进行好氧发酵的前提条件。好氧发酵过程中有机物的挥发，养分含量会有所降低；发酵过程中部分干质挥发，导致重金属含量略有增加，评价过程中应进行污泥养分含量和重金属含量的全过程质量平衡分析。

（3）新鲜污泥经过筒仓反应器内的好氧发酵和预腐熟过程，污泥的理化指标、养分指标、卫生学指标、污染物指标和种子发芽指数等是否满足相关的土地利用标准限值，处理工艺的可达性直接关系到成品污泥的质量与处置去向。污泥在好氧发酵过程中，含水率大幅降低，产生水分的去向及吸风设备的带水能力都是分析的重点。

（4）成品污泥存在使用不当带来的环境污染，或产出物当地群众不认可造成生产、消纳脱节，可能引起环境污染。因此，项目应明确成品污泥的明确出路，分析施用场地的土壤污染物本底值，确定污泥可施用面积、施用的方式、日常管理方式、施用量、施用年限、与农田和河流的防护距离等情况。

（5）由于项目运行过程中会产生恶臭气体，虽然对臭气进行收集并处理，但是由于项目本身的敏感性，评价过程中应与项目周边居民充分沟通，听取公众意见和建议及时反馈给建设单位，保护好公众切实的环境利益，满足公众合理的环境诉求，使项目获得更高的公众支持率。

5 环境影响评价工作中的体会

5.1 环境影响评价工作中的几个难点

（1）卫生防护距离的确定。恶臭气体源强的确定需要通过资料调查及项目物料平衡，结合现有污泥好氧发酵工程实际监测或类比监测资料，并根据项目生产规模、选址周围敏感点情况，从嗅觉、浓度两方面确定无组织恶臭气体排放对周围环境的影响，并综合考虑以确定项目的卫生防护距离。

（2）成品污泥当地消化能力的确定。需要通过大量的资料调查、现场考察，根据工程产出物，主要是成品污泥已经实践证明的安全的使用、施用范围，结合项目可能的辐射地域内可施用场地消耗量予以确定。

（3）加强污泥监控措施，有效监控污泥中的重金属含量的变化，新鲜污泥进厂前应进行重金属含量检测，若不符合土地利用标准限值，该批次污泥禁止入厂。

各批次污泥成品在施用前进行重金属抽样检测，如果超过土地利用重金属限值，可添加金属钝化剂，如：粉煤灰等，由于粉煤灰中含有多种元素，除N、P、K外，还有Fe、Cu、Zn、Si、Al、Ca、Mg等多种微量元素和稀土元素，所以也相当于添加了一种多元肥料，特别是粉煤灰施入粘质土壤后，可以明显地改良土壤质地，降低容重，增加空隙度，提高地温，缩小膨胀率，促进土壤中微生物活性，有利于养分转化，有利于保温保墒，使水、肥、气、热趋向协调，为作物生长创造了良好的土壤环境。粉煤灰添加比例为超标污泥量的25%，在成品污泥暂存车间进行，混合15 d后进行复测，若重金属指标仍然不符合土壤施用限值，则该批次污泥不适合用于土地利用，按危险废弃物处置。

在已施用污泥的场地内每年进行土壤重金属含量监测，了解土壤的重金属含量的变化情况，是否还有足够的环境容量满足成品污泥的施用。

5.2 建议

针对以上问题，建议相关环境监管部门应加强项目的施工期环境监理，确保“三同时”制度的落实，确保好氧发酵工程、配套环保设施及事故防范设施的落實及施工质量。加强与相关环境保护主管部门的联系，密切协作，共同加强日常环境监管，同时提供技术支持。督促运行期企业加强内部管理，严格执行工艺技术、工艺操作及安全操作三大规程，确保设备连续、高效、稳定运行，确保国家有关环境保护政策在企业中的贯彻和落实。对环评提出的各项风险应急预案，定期演练，持续改进，坚决杜绝各种环境污染和事故的发生。

6 结语

污泥好氧发酵仓式反应器系统占地面积小，土建结构简单，模块化的设备便于整体迁移，适用于小型城镇污水处理厂污泥处理工艺。经好氧生物发酵处理，可使污泥达到稳定化、减量化、无害化、资源化，最终作为营养土进行土地利用。在环境影响评价过程中，应重点评价恶臭气体对周围环境的影响、污泥泥质分析、工艺可达性分析、堆肥产品的环境安全性、公众参与等方面。项目运行期应严格监控臭气排放浓度和进、出厂污泥成分，最大限度地减少项目对周边环境的影响。

参考文献

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