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1、城镇污水厂污泥好氧堆肥生产管理及土壤改良剂的应用领域摘要： 指出了污泥堆肥是在好氧条件下， 利用嗜温菌、嗜热菌将污泥中的有机物分解，并杀死病菌、寄生虫卵等，提高污泥肥分的过程。从微生物角度对生产、管理和应用工程等方面进行了分析，系统阐述了污泥好氧堆肥的生产技术控制及操作管理技术，介绍了好氧堆肥生产的成品高效土壤改良剂的应用领域，提出了优化土壤改良剂生产及市场化的建议。关键词：污泥；堆肥；土壤改良剂；应用中图分类号： X53 文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015） 020236031 引言污泥堆肥是在好氧条件下，利用好氧的嗜温菌、嗜热菌的代谢作用，将污泥中的有机物分解，并杀灭
2、传染病菌、病毒、寄生虫卵等，提高污泥肥分的过程，产生的肥料可以用于园艺和农业目的，是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术。通过污泥堆肥过程，有机物由不稳定的状态转变为稳定的腐殖质物质，堆肥的产品不含病原菌，无臭无蝇，可以安全处理和保存，是一种良好的土壤改良剂和有机肥料1。为了得到质量合格的土壤改良剂产品，在污泥堆肥生产过程中需要切实提高污泥堆肥质量。污泥堆肥方式与原材料、 工艺和设备以及产品的消纳方向密切相关， 呈现出条剁、单槽、连续式负压式和容器式等多种堆肥工艺形式2。在规模化污泥堆肥生产中，堆体的孔隙率、通风量以及环境温度作为生产的基本条件，直接影响到堆体升温发酵进程和污泥无害化处置效
3、果，对堆肥产品的质量有较大影响。2 污泥好氧堆肥生产及过程控制在污泥混合料中，有机质、碳氮比、水分、孔隙率和环境温度以及氧气合适条件下，其中的自然微生物通过同化作用将部分有机质转化为自身生长所需的细胞质获得养分迅速生长繁殖，通过异化作用将有机质逐级分解，代谢为各种稳定的产物，很快可以进入到规模化的生化阶段，对有机质进行矿化和腐殖化 3。对淀粉、纤维素等多糖有机质分解，最终分解成二氧化碳和水；对蛋白质和生物碱等含氮有机物通过氨化、消化和反消化，将其分解为铵盐和硝酸盐；对含磷有机物分解产生磷酸和磷酸盐；对含硫有机质分解形成硫酸和硫酸盐；脂肪分解为脂肪酸和氨基酸；对有机质残体和芳香族有机质合成腐殖质
4、 4。在整个堆体的生化代谢过程中，释放大量二氧化碳，产生一定量的分解水分，释放出大量热能持续加热堆体升高堆温，在高温条件下曝气吹脱水蒸汽干化堆体，经过多次均质翻抛再升温，易分解有机质含量不断分解减少，水分含量不断蒸发下降，团块逐层粉化，堆体渐变疏松，堆温缓降趋于常温，微生物代谢活动逐步停止，污泥高温堆肥发酵结束。在此过程中，堆体通风曝气是脱水的需要，更是好氧堆肥微生物的代谢条件，关系到最终代谢产物，影响到堆体温度、有机物分解程度、堆体发酵周期和堆肥品质。而堆肥品质的好坏，关系到堆肥后续消纳方向和应用工程经济利益。在堆体不同的发酵阶段， 堆体的温度、 水蒸汽散发状态、气味情况、堆体物料色泽、水分
5、含量、团块粒径以及微生物菌种等方面呈现一定的规律性变化 5。通过对污泥堆体的翻抛和曝气等手段进行调控，平均温度50 c下堆体保持812d以上，60c以上保持58d的高温期，确保有害菌、蛔虫卵以及杂草种子有效灭活，有机质充分腐熟矿化和各种有害物变性改性，实现污泥的稳定化、无害化和减量化 6。2.1 堆肥生产三要素堆体系统中的水分含量、孔隙率和温度称为堆肥生产三要素，三者之间相互关联、相互作用。2.1.1 堆体水分堆体水分是影响微生物生长和代谢、堆体孔隙率、堆体温度、发酵周期和堆肥质量的重要因素之一。堆体在发酵周期内其最大的脱水负荷是由设备和工艺决定的，混料超出负荷上限的水分无法脱出，反而影响到堆
6、体的发酵周期及堆肥质量。堆体水分与各种材料的含水率和配料比相关。在生产和管理中，首先应确定出适合设备状态、季节、原材料最大混料含水率和最低秸秆添配料比等参数，指导不同季节或原材料质量不稳定情况下的混料生产。2.1.2 堆体孔隙率堆体孔隙率关系到堆体的透气性和发酵环境的好坏，有氧状态下微生物好氧发酵，无氧状态下则是厌氧发酵。堆体空隙率受水分含量、秸秆的种类、粗细粒径比、添加量和回流料质量以及翻抛质量的直接影响，而秸秆粒径过细、杂质率过高或使用晾晒干化的回流料对改变孔隙率的作用不大。无论什么原因影响到堆体的透气性，都可能会把堆体转化为缺氧厌氧状态，改变堆体堆肥的进程。而堆体缺氧厌氧不仅会影响到温度
7、，还会产生硫化氢、三甲胺、甲硫醇和甲烷等厌氧臭气。2.1.3 堆体温度堆体温度包括堆体高温和高温期，是堆体发酵的重要指标之一。最小堆体孔隙率和最大含水率是混料堆肥的基础参数，高温和高温期是堆肥管理的阶段目标，是好氧堆肥发酵成败的关键。从原材料质量到发酵调控管理，任何一个环节出现问题，最终都会体现在堆体温度、水分含量和堆肥质量上。污泥堆肥的三个主要的热能平衡式如下。（ 1）堆体热动力平衡式表示为：Q生化能-Q总热能-q堆体升温+q水汽蒸发+q辐射传 递热 +q 空气加热（ 2）堆体水动力平衡式表示为：H2O总量H2O混料+H2O分解fH2O蒸发+H2O吹脱+H2O 堆肥水分（ 3）堆体基质动力平
8、衡式表示为：M总量fM堆肥+M分解从热能平衡式（ 1）可以看出，分解有机质产生的 Q 生 化能是堆体系统总热能Q 总热能，是堆体升温的唯一热源。从水分平衡式（2 ）可以看出，堆体系统水分总量H2O 总量由 H2O 混料和 H2O 分解两部分构成，堆体系统实际蒸发吹脱出的水分量与堆肥所含水分之和大于混料水分H2O 混料，水汽蒸发和吹脱实现是堆肥发酵干化的主要形式。从基质平衡式（3）可以看出，有机质M 分解被生化分解转化部分是堆体能量 Q 生化能和 H2O 分解的来源。从堆体系统微生物的好氧发酵、堆肥三要素和堆体动力平衡机理不同角度都表明，污泥堆肥是堆体微生物在有氧条件下多种要素协同发酵的过程。从堆肥工程的实践中也可以看出，不同的发酵阶段不同温度和水分，预示着堆体处于不同的发酵阶段、不同的发酵状态和不同的发酵质量。在实际生产过程中，尽管设备自动化程度越来越高，工艺越来越先进，但是由于原材料、气候温度、混料生产、发酵过程管控和设备状态等诸多因素的影响，发醉周期和堆肥质营仍然难 以稳定。
城镇污水厂污泥好氧堆肥生产管理及土壤改良剂的应用领域
