国内好氧堆肥技术调研报告

国内好氧堆肥技术调研报告最新颁发的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》（试行）中指出，我国污泥处理处置应符合“安全环保、循环利用、节能降耗、因地制宜、稳妥可靠”的原则。鼓励城镇生活污水产生的污泥经好氧发酵处理后，严格按照国家相关标准进行土地利用。污泥好氧发酵是通过好氧微生物的生物代谢作用，使污泥中有机物转化成稳定的腐殖质过程。伴随代谢过程中产生的热量，堆料温度可升至55度以上，有效杀灭病原菌、寄生虫卵和杂草种籽，并蒸发水份，实现污泥稳定化、无害化、减量化。随着污泥处置土地利用比例的增加，好氧堆肥技术在城镇污水处理厂污泥处理方面应用前景广阔。一、堆肥技术工艺1、工艺流程好氧发酵是利用好氧微生物，在充足的氧、适合的温度和湿度条件下进行的生物过程，通用的处理工艺是经脱水后的城市污泥（含水率80%左右），与调理物料充分混合后进入发酵仓，在充足的氧气条件下，利用微生物作用，进行高温发酵，从而达到减量化、稳定化、无害化要求，发酵后的产品经过筛分，一部分回至混料器进行混合，其余部分制成堆肥产品。工艺流程图如下：回填料2、工艺类型发酵反应系统是污泥好氧发酵的核心，根据运行方式、堆体形式、供氧方式等不同又分不同的发酵工艺：根据物料在发酵过程中的运行方式分为静态发酵、动态发酵和间歇城城市市污污泥泥调调理理物物料料混混拌拌机机发发酵酵仓仓筛筛分分堆堆肥肥产产品品动态发酵，其中间歇动态发酵较均匀，动力消耗介于静态发酵和动态发酵之间。按照发酵堆体结构形式主要分为条垛式和发酵池式，发酵池式发酵仓为长槽型，占地面积小、容易控制、卫生条件好，目前较为常用。发酵堆的供氧方式主要有自然通风、强制通风、强制抽风、翻堆、强制通风加翻堆等。强制通风加翻堆的供气方式通风量容易控制，有利于供氧、颗粒破碎和水份的蒸发以及堆体发酵均匀，但投资、运行费用稍高。目前，国内常用的工艺组合为槽式静态强制通风工艺。其设施价格便宜、制作简单、曝气容易控制、卫生条件好、无害化程度高。缺点是占地面积大，臭味不好控制。二、国内主要案例目前，国内主要应用的好氧堆肥工艺有CTB工艺、SACT工艺和ENS工艺。其中CTB和SACT工艺案例是中国水网2010年度污泥处理处置十大推荐案例，ENS工艺为特别关注案例。以下是各工艺的代表案例信息。1、CTB工艺——秦皇岛绿港污泥处理厂项目1）、项目概况该工程位于秦皇岛海港区麻念庄北，占地50亩，总投资4980万元，设计日处理城市污泥200吨（含水率80%）。2009年5月该污泥项目开始试运行，采用自动控制生物堆肥处理技术(第二代CTB技术)，污泥经过无害化处理后将用作植物生长所需的营养土或有机肥。2）、基本技术参数规模：200吨/天（含水率80%）工艺：发酵槽静态强制通风+翻抛工艺发酵槽：35m×2m×5m发酵周期：20天数量：20个充氧设计负荷：0.1-0.3m3/m3.min调理剂投加量：5%3）、主要经济指标投资：4980万元吨泥投资：25万元运行费用：80-100元/吨（含水率80%污泥）电耗：20度/吨（含水率80%污泥）4）、工艺特点温度-氧气-臭气在线监测和耦合、智能化控制系前期静态曝气发酵+后期动态匀翻的处理工艺生物发酵全过程的智能控制，实现处理过程无人值守，自动优化无害化处理过程通过好氧发酵过程中的通风策略优化，达到快速生物干化的目的源头控制臭气的产生，后期采用生物滤池除臭2、SACT工艺——唐山西郊污水处理二厂污泥堆肥工艺1）、工程概况该项目是世界银行贷款国际招标采购项目，日处理污泥40吨，占地5000平米，年产颗粒复混肥10000吨，采用SACT污泥堆肥系统，首次将堆肥、制肥、物料自动化输送以及除臭四大系统有机合成。预处理采用1套污泥预干化设备，热源来自污水厂锅炉房；好氧发酵阶段采用2座独立卧式发酵槽和2台链式翻堆机，发酵槽底部布设曝气管路，通过鼓风机向物料堆内充氧，进料采用自动布料机，出料配备制肥设备1套。好氧发酵车间配套建设了生物除臭系统，采用传统生物滤池工艺，气体排放符合国家相关标准要求。项目于2006年投入使用，目前运行良好。2）、基本技术参数规模：40吨/天（含水率80%）工艺：发酵槽静态强制通风+翻抛工艺发酵周期：14天发酵温度：60-70度3）、主要经济指标投资：950万元吨泥投资：23.75万元运行费用：70-80元/吨（含水率80%污泥）电耗：30度/吨（含水率80%污泥）4）、工艺特点运行阶段不使用干料，采用全返混的混料方式根据堆肥过程和各监测参数控制通风量，保证各阶段堆体供氧量与物料需氧量一致曝气风机与抽风风机联动，节约能耗高效翻堆机，实现物料动态运行和自动进出料过程堆肥车间局部封闭，节约废气收集处理成本机械设备实行自动化联动控制，堆肥车间实现无人操作，改善人员工作环境3、ENS工艺——北京庞各庄污泥堆肥升级改造工程1）、工程概况北京庞各庄污泥处置改造工程采用ENS工艺，设计能力500吨/天，投资4096万元，前期改造规模130吨/天。2）、基本技术参数规模：500吨/天（含水率80%）工艺：条跺式静态通风工艺发酵周期：16天发酵温度：50-72度3）、主要经济指标投资：4096万元吨泥投资：8.1万元（改造投资）运行费用：60-120元/吨（含水率80%污泥）通风电耗：10度/吨（含水率80%污泥）4）、工艺特点流态化物料混合，实现微观混合与物料的疏松透气简单高效的布风引风技术温度优化与反应加速职能化控制氧气-温度全自动在线监测综合以上几种污泥好氧堆肥工艺，以CTB工艺的应用最为广泛，除秦皇岛项目以外，国内还有吉林长春项目（400t/d）、山东寿光项目（300t/d））、上海松江项目（120t/d））、天津于桥项目、河南漯河项目（40t/d）、郑州市污泥处理厂（600t/d，一期规模100t/d）等。三、案例分析总结除上述几种好氧堆肥工艺外，还有新型膜覆盖高温好氧发酵工艺，即将微孔功能膜覆盖发酵物的工艺技术，水蒸气和二氧化碳可以自由排出，而臭气和氧气以及病原性微生物等都能被有效隔离。对几种工艺进行比较发现，虽然其工艺名称不同，但是运行方式和控制模式基本类似，除北京庞各庄的改造项目采用条跺式堆肥方法以外，都是采用发酵槽静态通气工艺，堆肥前期进行静态发酵，后期进行适当翻抛以保证物料混合均匀和水份的蒸发。相比自然堆肥和动态翻抛工艺相比具有占地面积小、易于管理、卫生条件好、发酵效率高、无害程度高等特点，但是综合来看也存在运行模式粗犷、臭味处理不彻底、占地面积过大等缺点。对上述案例进行分析，可以得出以下基本信息：1、工艺流程相似好氧发酵的大体工艺流程相似，都是采用预处理（调理混合）+静态通气堆肥的工艺模式，并根据在线监测进行工艺参数调整从而达到好的处理效果。2、主要技术指标原始污泥含水率：80%左右混合物料含水率：55-60%熟料含水率：40%左右发酵时间：14-20天发酵温度：55-70度CN比：20:1~30:1充氧量：0.1-0.3m3/m3.min3、主要经济指标（污泥含水率80%）吨泥处理成本：80-120元吨泥投资：25万元左右占地面积：150-180m2/t根据现有好氧堆肥的运行工艺特点，结合相关理论知识，在通用的工艺控制条件下（含水率、充氧量、温度等），可以通过提高以下方面改善好氧堆肥运行工艺：1、混料物料的混合程度决定着物料的透气性，决定氧气传质和水分传质的关键影响因素2、布气系统布气系统是氧气供给的关键，保证发酵堆内氧含量的关键影响因素，既要保证分布均匀又要防堵塞，易于调节3、监测与控制根据好氧发酵过程中的温度、湿度的检测控制氧气的供给量，保证发酵效率。