程　鼎

[摘 要]隨著污水處理量的增加，污泥的產(chǎn)量也將隨之增多，污泥的處理越來(lái)越引起人們的關(guān)注。目前許多國(guó)家將污泥堆肥作為污泥穩(wěn)定化處理的主要方法。綜述了國(guó)內(nèi)外污泥堆肥化技術(shù)研究的最新進(jìn)展，并提出了今后研究的主攻方向。

[關(guān)鍵詞]城市污泥 復(fù)合肥 研究進(jìn)展

一、污泥堆肥化的概念及意義

堆肥化是在有控制的條件下，使有機(jī)廢棄物在微生物作用下發(fā)生降解，并同時(shí)使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)方向轉(zhuǎn)化的過(guò)程。污泥堆肥化是通過(guò)在污泥中加入一定比例的蓬松劑和調(diào)理劑，利用污泥中的微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，最終轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定性較高的類(lèi)腐殖質(zhì)的過(guò)程。污泥經(jīng)堆肥處理后，不僅可以消除污泥本身的臭味，而且堆肥過(guò)程中產(chǎn)生的高溫可以殺死污泥中大部分病原菌和寄生蟲(chóng)，達(dá)到無(wú)害化的目的。另外堆肥后，污泥中的有機(jī)質(zhì)分解后形成的速效養(yǎng)分更利于植物吸收，堆肥產(chǎn)生的腐殖質(zhì)能改良土壤，可作為優(yōu)良的農(nóng)田肥料。

二、污泥堆肥化的條件控制

含水率是堆肥工藝的一個(gè)重要控制參數(shù)，直接影響著微生物的活性。研究者提出高效堆肥需要的含水率為50%~70%[1]。Liang等[2]研究了污泥堆肥過(guò)程中含水率、溫度和微生物之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)含水率對(duì)微生物活性的影響很大而且為主要的影響因素。魏源送等[3]的研究也證實(shí)堆料的含水率嚴(yán)重影響污泥堆肥過(guò)程，并認(rèn)為堆料的初始含水率不宜超過(guò)80%。

為了調(diào)整污泥含水率，改善堆料的透氣性，通常需要添加輔料。輔料可分為調(diào)理劑和蓬松劑2大類(lèi)。堆肥化過(guò)程中常用的輔料有木屑、樹(shù)葉、秸稈、稻草、動(dòng)物糞便等。張雪英等[4]研究了不同蓬松劑對(duì)城市污泥強(qiáng)制通風(fēng)堆肥的影響。馮磊等[5]以秸稈作為蓬松劑，對(duì)城市污水污泥進(jìn)行堆肥處理試驗(yàn)研究并認(rèn)為蓬松劑的含量會(huì)影響堆肥效果。Fang等[6]以木屑做蓬松劑，用粉煤灰做調(diào)理劑和污泥混合堆肥。

在堆肥過(guò)程中，溫度是影響堆肥進(jìn)程和最終產(chǎn)品質(zhì)量的核心因素。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于堆肥溫度的研究主要集中在以下方面：堆肥升溫過(guò)程的特點(diǎn)及堆體能達(dá)到的最高溫度，堆體熱量散失與環(huán)境溫度的關(guān)系；控制過(guò)程與溫度的關(guān)系；溫度與微生物生長(zhǎng)繁殖及種群演替的關(guān)系。Tateda等[7]研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度對(duì)強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)垛式堆肥堆體的底部溫度影響最強(qiáng)烈。李艷霞等[8]研究了環(huán)境溫度對(duì)污泥堆肥的影響，即環(huán)境溫度對(duì)污泥堆肥的起始升溫影響不大。而徐紅等[9]的研究卻表明，堆溫受外界氣溫的影響不明顯，而是按自身的發(fā)酵和腐熟過(guò)程變化。陳同斌等[10]研究了城市污泥堆肥過(guò)程中的溫度變化規(guī)律，認(rèn)為堆體溫度在高溫階段持續(xù)的時(shí)間、升溫和降溫的速率都和加入的調(diào)理劑(CTB)的比例有密切的關(guān)系。丁文川等[11]對(duì)污泥堆肥過(guò)程中溫度與微生物降解有機(jī)物之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。

三、污泥堆肥化的重金屬控制

污泥中的重金屬含量是限制污泥大規(guī)模地利用的重要因素。重金屬在污泥中的性質(zhì)穩(wěn)定，不易去除，并隨污泥進(jìn)入土壤后，長(zhǎng)期積累可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。通過(guò)堆肥可以使污泥中的重金屬的活性被鈍化，重金屬的生物有效性較低，植物可利用形態(tài)養(yǎng)分增加。李國(guó)學(xué)等[12]研究了不同鈍化劑對(duì)污泥堆肥中的銅、鋅、錳等重金屬形態(tài)的影響。 Chiang等[13]研究了在污泥堆肥過(guò)程中通過(guò)添加高嶺石的方法鈍化重金屬。Fang等[14]研究了石灰對(duì)堆肥過(guò)程中重金屬的影響。

四、污泥堆肥化的保氮技術(shù)

污泥中氮的含量是評(píng)價(jià)污泥農(nóng)用價(jià)值的重要參數(shù)之一。Tiquia等[15]認(rèn)為在堆肥過(guò)程中，約有20%~70%的氮素會(huì)損失。氮素?fù)p失會(huì)使堆肥產(chǎn)品肥力減小，嚴(yán)重影響堆肥的農(nóng)用價(jià)值。Barrington等[16]研究發(fā)現(xiàn)，碳的損失與氮的損失成高度的反比關(guān)系。

五、污泥堆肥化技術(shù)工藝

污泥連續(xù)發(fā)酵工藝是目前國(guó)際上普遍使用的、較為先進(jìn)的處理方法。日本、韓國(guó)以及歐美一些國(guó)家近年來(lái)相繼研究出連續(xù)封閉倉(cāng)式發(fā)酵系統(tǒng)。這種系統(tǒng)采用機(jī)械方式進(jìn)料、通風(fēng)和排料，具有自動(dòng)化程度高、周期短、日處理污泥量大、處理后的污泥質(zhì)量穩(wěn)定，以及能有效控制臭氣和其他環(huán)境污染因素等優(yōu)點(diǎn)，綜合效應(yīng)好。

我國(guó)在污泥堆肥化技術(shù)工藝研究上近年來(lái)取得了初步成果，先后建成了一些機(jī)械化程度較高的堆肥廠，其堆肥技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量、運(yùn)行操作可控性、環(huán)境質(zhì)量等方面指標(biāo)都達(dá)到了較高水平。魏源送等[3]利用自行研制的強(qiáng)制通風(fēng)靜態(tài)倉(cāng)進(jìn)行污泥堆肥，研究了不同通風(fēng)方式對(duì)污泥堆肥過(guò)程的影響，建立了適合我國(guó)城市污水處理廠的高效低能耗的污泥堆肥工藝。徐紅等[9]采用強(qiáng)制通風(fēng)高溫堆肥技術(shù)對(duì)生活污水處理廠的污泥進(jìn)行堆肥化處理研究，使其堆肥產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定化和無(wú)害化，證明了該堆肥工藝的技術(shù)可行性。陳玲等[17]針對(duì)上海曲陽(yáng)污水處理廠的脫水污泥進(jìn)行動(dòng)態(tài)快速好氧堆肥處理工藝研究。張智等[18]利用臥式螺旋式污泥好氧堆肥裝置進(jìn)行間歇式動(dòng)態(tài)堆肥，對(duì)污水廠厭氧消化污泥進(jìn)行中溫堆肥試驗(yàn)研究，使有機(jī)物的降解率較高。

六、前景展望

城市污水處理是我國(guó)“九五”“十五”期間需重點(diǎn)解決的環(huán)保問(wèn)題，而大力進(jìn)行污水處理的同時(shí)，又面臨著對(duì)其伴生物污泥處理處置的難題。利用城市污水廠污泥制造復(fù)混肥是適合我國(guó)國(guó)情且具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益的污泥處置方法。

七、結(jié)束語(yǔ)

污泥堆肥化技術(shù)經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，取得了很大的進(jìn)步，但在技術(shù)理論和工藝上還存在諸多問(wèn)題尚待研究，堆肥化技術(shù)仍有很大的提高潛力。

污泥經(jīng)堆肥化處理后，雖然解決了其易腐爛發(fā)臭、含水量高、含有病原菌和寄生蟲(chóng)等有害特性，但其中的重金屬、鹽分、及難降解有機(jī)毒物等未從根本上去除。要使污泥成為安全、有用的資源，還應(yīng)對(duì)上述幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入研究。關(guān)于污泥堆肥中難降解有機(jī)毒物的最終歸宿問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道很少，其影響有待進(jìn)一步探討。

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