浅谈污泥堆肥资源化利用

(浙江农林大学 浙江 杭州 311300)

城市污水处理是我国“九五”“十五”期间需重点解决的环保问题，而大力进行污水处理的同时，又面临着对污泥处理处置的难题。污泥具有含水率高，有恶臭，含有病原微生物与寄生虫，重金属含量高等特点，若不妥善处理，将造成二次污染。如今污泥的处理方法主要有填埋，焚烧，堆肥等。其中堆肥被认为是最经济有效的手段之一。

一、污泥好氧堆肥原理

好氧堆肥是在有氧的条件下，借助好氧微生物(主要是好氧细菌)将污泥中可生物降解的大分子有机固体废物为小分子有机物，部分有机物被矿化为无机物，并放出大量的热量，这期间发酵微生物不断地分解有机物，吸收和利用中间代谢产物合成自身代谢物质，生长繁殖；经过发热阶段，高温阶段，熟化阶段三个阶段，最终有机固体废物完全腐熟成稳定的腐殖质。

二、工艺流程

工艺流程由预处理、一次发酵(主发酵)、二次发酵(后发酵)、后处理(精加工)、脱臭等工序组成。

(一)预处理

发酵原料为污水污泥饼，由于城市污水处理厂污泥含水率太高、碳/氮比低，前处理的主要任务是调整水分和碳氮比，同时添加调理剂和额外营养，接种菌液以促进发酵过程正常进行。

(二)一次发酵(主发酵)

主发酵主要在发酵仓内进行，进行通风来供给氧气。在发酵仓内，由于好氧微生物作用而开始发酵，首先是易生物降解有机物分解，产生二氧化碳和水，同时产生热量使堆温上升，称为发热阶段。这时微生物吸取有机物的碳、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，使得堆肥温度逐渐升高。此时有机物质的分解作用是靠嗜温菌(生长繁殖最适宜温度为30～40℃)进行的。随着堆温的升高，发酵进入高温阶段，最适宜温度45～65℃的嗜热菌取代了嗜温菌，能进行高效率的分解，当温度升高到70℃时，大多数微生物死亡，发酵逐渐结束，同时达到灭杀病原菌的作用。之后将进入降温阶段。通常将温度升高到开始降低为止的阶段，称为一次发酵期(主发酵期)。一次发酵期为10天。

(三)二次发酵(后发酵)

经过一次发酵(主发酵)的半成品被送去二次发酵(后发酵)。在一次发酵工序尚未分解的易分解及较难分解的有机物可能全部分解，变成腐植酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥成品。二次发酵需要继续提供氧气，翻堆，通常需要20～30天。

(四)后处理

经过二次发酵后的物料净化后即可作为有机肥料销售，用于农业生产中，或作土壤改良剂。根据科学配比，在散装堆肥中加入N、P、K等添加剂后生产复合肥，做成袋装产品，既便于运输，也便于贮存，而且肥效更佳。

(五)脱臭

在整个工艺过程中，每个工序系统都有臭气产生，主要有氮、硫化氢、甲基硫醇、胺类等，必须进行脱臭处理。

去除臭气的方法主要有化学除臭剂；水、酸、碱水溶液等吸收剂吸收法；臭氧氧化法；活性炭、沸石、熟堆肥等吸附剂吸附法等。其中经济而实用的方法是熟堆肥吸附的生物除臭法。

(六)贮存

堆肥一般在春秋两季使用，在夏冬两季就需贮存。贮存是指堆肥处理前要注意保持干燥通风，防止闭气受潮。

三、有机复合肥料优点

1.有机质含量高，是土地有机物质补充的重要来源之一。

2.科学配比，除含有氮、磷、钾大量营养元素和钙、镁、硫、铁等微量元素外，还含有腐殖酸类物质，养分齐全，肥效持久。

3.所包含的微生物可提高有机物质分解作用，提高肥料利用率并活化土壤中的养分。

4.促进作物的生态环境，有益微生物的增殖可抑制病害微生物的侵染。

四、社会与经济效益

1.同时解决了污泥的妥善处理问题和农业生产所需的工业化有机肥产品不足的问题，这是对环保产业和农业生产的有机结合，创造了经济效益。我国有机肥施用量仅占到肥料使用总量的不到10%，而我国是农业大国，在有机肥产业上有巨大的缺口，因此污泥堆肥化生产有机复合肥料是有巨大市场前景的。

2.有机肥料对土壤结构的改善，相比于单一化肥，有机复合肥料可提高土地的有机物含量，改善土壤肥力。根据我国农业部门的研究，为使耕地的地力得到合理利用和维持，有机肥和无机肥的施用比例应以2：1为宜。由于长期施用化肥而导致的土壤肥力下降，板结化，有机质减少的问题可由有机复合肥料解决，有机复合肥料也将代替一部分化肥，从而达到适宜的有机肥和无机肥的使用比例，保持耕地的地力，利于农业的可持续发展，实现了污染治理的良性循环。

3.解决了污水厂污泥的二次污染问题，推动了污水处理行业的发展，不仅减少了污泥处理费用，还盈利创收，形成的环保产业链是对环保产业的发展和进步。

4.不仅对于污泥处理具有现实意义，对社会中其他无害化处理技术的发展具有普遍的借鉴意义。为污染治理的良性循环提供思路，对环保产业具有积极推动作用。