淺談污泥堆肥資源化利用

(浙江農林大學 浙江 杭州 311300)

城市污水處理是我國“九五”“十五”期間需重點解決的環保問題，而大力進行污水處理的同時，又面臨著對污泥處理處置的難題。污泥具有含水率高，有惡臭，含有病原微生物與寄生蟲，重金屬含量高等特點，若不妥善處理，將造成二次污染。如今污泥的處理方法主要有填埋，焚燒，堆肥等。其中堆肥被認為是最經濟有效的手段之一。

一、污泥好氧堆肥原理

好氧堆肥是在有氧的條件下，借助好氧微生物(主要是好氧細菌)將污泥中可生物降解的大分子有機固體廢物為小分子有機物，部分有機物被礦化為無機物，并放出大量的熱量，這期間發酵微生物不斷地分解有機物，吸收和利用中間代謝產物合成自身代謝物質，生長繁殖；經過發熱階段，高溫階段，熟化階段三個階段，最終有機固體廢物完全腐熟成穩定的腐殖質。

二、工藝流程

工藝流程由預處理、一次發酵(主發酵)、二次發酵(后發酵)、后處理(精加工)、脫臭等工序組成。

(一)預處理

發酵原料為污水污泥餅，由于城市污水處理廠污泥含水率太高、碳/氮比低，前處理的主要任務是調整水分和碳氮比，同時添加調理劑和額外營養，接種菌液以促進發酵過程正常進行。

(二)一次發酵(主發酵)

主發酵主要在發酵倉內進行，進行通風來供給氧氣。在發酵倉內，由于好氧微生物作用而開始發酵，首先是易生物降解有機物分解，產生二氧化碳和水，同時產生熱量使堆溫上升，稱為發熱階段。這時微生物吸取有機物的碳、氮等營養成分，在合成細胞質自身繁殖的同時，將細胞中吸收的物質分解而產生熱量，使得堆肥溫度逐漸升高。此時有機物質的分解作用是靠嗜溫菌(生長繁殖最適宜溫度為30～40℃)進行的。隨著堆溫的升高，發酵進入高溫階段，最適宜溫度45～65℃的嗜熱菌取代了嗜溫菌，能進行高效率的分解，當溫度升高到70℃時，大多數微生物死亡，發酵逐漸結束，同時達到滅殺病原菌的作用。之后將進入降溫階段。通常將溫度升高到開始降低為止的階段，稱為一次發酵期(主發酵期)。一次發酵期為10天。

(三)二次發酵(后發酵)

經過一次發酵(主發酵)的半成品被送去二次發酵(后發酵)。在一次發酵工序尚未分解的易分解及較難分解的有機物可能全部分解，變成腐植酸、氨基酸等比較穩定的有機物，得到完全成熟的堆肥成品。二次發酵需要繼續提供氧氣，翻堆，通常需要20～30天。

(四)后處理

經過二次發酵后的物料凈化后即可作為有機肥料銷售，用于農業生產中，或作土壤改良劑。根據科學配比，在散裝堆肥中加入N、P、K等添加劑后生產復合肥，做成袋裝產品，既便于運輸，也便于貯存，而且肥效更佳。

(五)脫臭

在整個工藝過程中，每個工序系統都有臭氣產生，主要有氮、硫化氫、甲基硫醇、胺類等，必須進行脫臭處理。

去除臭氣的方法主要有化學除臭劑；水、酸、堿水溶液等吸收劑吸收法；臭氧氧化法；活性炭、沸石、熟堆肥等吸附劑吸附法等。其中經濟而實用的方法是熟堆肥吸附的生物除臭法。

(六)貯存

堆肥一般在春秋兩季使用，在夏冬兩季就需貯存。貯存是指堆肥處理前要注意保持干燥通風，防止閉氣受潮。

三、有機復合肥料優點

1.有機質含量高，是土地有機物質補充的重要來源之一。

2.科學配比，除含有氮、磷、鉀大量營養元素和鈣、鎂、硫、鐵等微量元素外，還含有腐殖酸類物質，養分齊全，肥效持久。

3.所包含的微生物可提高有機物質分解作用，提高肥料利用率并活化土壤中的養分。

4.促進作物的生態環境，有益微生物的增殖可抑制病害微生物的侵染。

四、社會與經濟效益

1.同時解決了污泥的妥善處理問題和農業生產所需的工業化有機肥產品不足的問題，這是對環保產業和農業生產的有機結合，創造了經濟效益。我國有機肥施用量僅占到肥料使用總量的不到10%，而我國是農業大國，在有機肥產業上有巨大的缺口，因此污泥堆肥化生產有機復合肥料是有巨大市場前景的。

2.有機肥料對土壤結構的改善，相比于單一化肥，有機復合肥料可提高土地的有機物含量，改善土壤肥力。根據我國農業部門的研究，為使耕地的地力得到合理利用和維持，有機肥和無機肥的施用比例應以2：1為宜。由于長期施用化肥而導致的土壤肥力下降，板結化，有機質減少的問題可由有機復合肥料解決，有機復合肥料也將代替一部分化肥，從而達到適宜的有機肥和無機肥的使用比例，保持耕地的地力，利于農業的可持續發展，實現了污染治理的良性循環。

3.解決了污水廠污泥的二次污染問題，推動了污水處理行業的發展，不僅減少了污泥處理費用，還盈利創收，形成的環保產業鏈是對環保產業的發展和進步。

4.不僅對于污泥處理具有現實意義，對社會中其他無害化處理技術的發展具有普遍的借鑒意義。為污染治理的良性循環提供思路，對環保產業具有積極推動作用。