时间温度联合控制的强制通风污泥堆肥技术

采用强制通风高温堆肥技术对生活污水处理厂的污泥进行堆肥化处理 ,通风系统采用时间和温度联合自动化控制 .对堆肥过程中不同的堆料配比 ,通风量对堆温的影响 ,堆肥过程中水分、有机质、pH值、种子发芽率的变化趋势及卫生学指标进行了研究 .在堆料配比 ,污泥∶木片∶回流污泥为 1∶1∶1～3∶1∶1,通风量为 3.3m²/(h·t)的条件下 ,堆温可达 60℃ ,并维持 3d以上 ;堆肥的含水率可降低约 40% ;有机质降解率为 25%～40% ;种子发芽率>80% ;大肠菌值>0.111 ,蛔虫卵的杀灭率>100% .     

堆肥系统的通风控制方式

对堆肥系统的不同通风控制方式比较结果表明,强制通风静态垛系统宜采用通风速率变化的时间－温度反馈正压通风控制方式（控制堆体中心最高温度为６０℃）,密闭式堆肥系统宜采用Ｏ₂含量反馈的通风控制方式（保持堆料间Ｏ₂ 体积分数为１５％ ～２０％）． 在中国,堆肥系统采用时间控制和时间－温度反馈控制的通风方式比较经济和适宜．     

秸秆与污泥混合好氧堆肥研究

将污泥与秸秆进行混合好氧堆肥研究,对堆肥过程中堆料的温度、pH值、含水率及堆肥前后重金属各形态的变化进行了分析．结果表明堆肥处理可以实现顺利升温并在50-55℃维持5d以上,达到杀灭致病菌要求的条件;pH值稳定在7．5-9．0之间,含水率不断减小,堆肥过程可以顺利进行;重金属有效态有一定程度的降低,减小了污泥土地利用时重金属的环境危害。     

城市生活污泥与底泥混合堆肥试验研究

以污水处理厂的脱水污泥和太湖贡湖湾底泥的3种不同配比为主要原料的强制通风好氧有机堆肥进行了研究,研究结果表明:不同处理堆的有机肥的温度、含水率、pH值、有机质有一定的差异,3种配比的堆肥产物均可达到腐熟度的要求,以V(污泥)∶V(底泥)为3∶2～4∶1时,效果比较好.     

翻堆对强制通风静态垛混合堆肥过程及其理化性质的影响

为了了解翻堆对堆肥过程及理化性质的影响,开展了城市污泥、猪粪强制通风静态垛堆肥试验,试验共设4个处理,分别为升温期(3d)、高温期(10d)、降温期(20d)翻堆处理和不翻堆的对照处理.结果表明:翻堆处理能降低堆肥的挥发性固体含量,减轻其在堆体剖面的差异.升温期翻堆不利于堆体DOC含量的降低及腐熟度的提高.降温期翻堆会减小再次升温速率及其所达到的最高温度.升温期和降温期翻堆,虽然有利于堆体内湿度的均匀分布,但却会缩短高温持续时间、降低堆肥的减容率和脱水率.不同时期翻堆,堆肥的pH和EC有降低的趋势,但总体而言其影响并不是特别明显.在高温期翻堆的处理中高温期持续时间长达15d,堆体减容率高达29%,再次升温的升温速率和所达到的最高温度分别为4℃·d-1和60 5℃,且与其它处理相比,其堆肥的VS、DOC和湿度都较低,GI较大.由此试验表明,高温期翻堆的堆肥处理能提高强制通风静态垛堆肥的堆肥效率和质量.     

冬季动态槽式堆肥温度的空间变异

以鲜鸡粪、蘑菇渣和污泥按照体积比3∶1∶1混合进行动态堆肥模拟试验.堆肥槽沿物料前进方向分为7个部分,对每个部分按等间距分别做5个水平方向上切分和5个垂直方向上切分,在形成的125个交叉点上进行温度监测.研究结果表明,第1天的混合物料温度在同一层中变异很小,不同层之间略有差异.随着动态过程的进行,同一层温度变异逐渐增大,从第一天相差1～3℃,增加到相差30～40℃,靠近墙体的堆料温度较低,远离墙体的温度较高.随着堆肥时间延长,差异增大.机械翻堆能起到通风的作用,同时使每一个堆方的堆料在纵向方向上上下混合,但达不到横向混匀,因此,靠近墙体两侧的堆料始终处于较低的温度,只有中部能达到较高的温度,以堆肥温度50℃作为无害化指标,自墙体向中心方向的1m为没有达到无害化厚度,无害化体积占堆肥总体积50%.整个动态堆肥过程符合二级动力学方程.     

堆肥通风技术及进展

基于堆肥通风技术在堆肥过程中的重要性,文章系统综述了堆肥的通风方式、通风控制方式、通风速率等方面的国内外研究进展。被动通风方式适于我国农业废弃物的堆肥处理,城市有机垃圾堆肥选择强制通风反应器堆肥系统较为适合。通风控制方式的目的是优化堆肥过程,提高堆肥质量。时间通风控制方式和时间-温度联合通风控制方式得到了最为广泛的应用。通风速率直接关系到堆肥的运行能耗,但由于堆料成分不同和通风设计方法不同,堆肥系统所需的通风量或通风速率差异很大,这造成实践中堆肥系统的能耗差异较大。此外,论述了通风对堆体温度和堆肥中氮磷变化的影响。不同通风方式的堆体温度差异较大,通风会影响堆肥过程的氮、磷转化。     

污泥堆肥含水率监测方法的选择与探讨

城市污泥的堆肥过程中,快速、准确的含水率测定方法有助于掌握堆体腐熟程度和水分脱除进程,并据此进行工艺的优化和反馈调控.本文介绍了污泥堆肥的含水率监测方法及其优缺点.由于堆肥物料性质与堆肥环境的特殊性和复杂性,缺乏可直接应用的测定仪器,应根据物料性质、工况条件等选择合适的含水率测定技术,并对相关仪器进行改进.对于污泥堆肥的工程化应用而言,实时在线监测的原位含水率测定方法更适合指导工艺的调控和优化、提高堆肥效率.     

分类收集蔬菜垃圾与植物废弃物混合堆肥工艺实例研究

以分类收集的生活垃圾(主要为蔬菜垃圾)和破碎树枝为原料,采用条垛式堆肥工艺,在中试规模条件下考察了原料初始含水率、通风频率、翻堆频率、接种比例4种因素对混合堆肥效果的影响.同时,在试验的9种工况下,对温度、氧浓度、有机碳降解率、有机碳氮比(C/N)、腐殖质含量等指标进行测定.结果表明,堆肥42d时各堆体均已达到稳定化要求.经过比较肥分保持、腐殖化程度和能量投入等指标,获得的最优堆肥控制条件为:初始含水率65%,通风频率15min/60min(开/关),翻堆频率为每3d1次,产物接种比例5%.最优控制方案下的主发酵通风率仅为0.03L.min-1.kg-1(以VS计),可实现堆肥过程的低能耗,适合于我国村镇区域的应用条件.     

城市污水厂污泥堆肥中试实验研究

城市污水厂污泥由于产生量大且成分复杂,如何对它进行稳定化、无害化处理已越来越受到人们的关注.本研究基于好氧发酵仓式堆肥系统,研究了城市污泥处理过程中温度、含水率、pH、有机质、水溶性有机碳、总氮和发芽指数等指标参数的变化规律.研究结果表明:当物料初始含水率控制在65%左右时,在强制通风量112.5m3/12hr,搅拌频率30min/24hr的工艺条件下,堆肥过程可以实现顺利升温并在55℃以上维持3天,满足杀灭致病菌要求的条件;14天反应周期结束时,物料含水率、水溶性有机碳和有机质含量显著降低,堆肥产品腐熟,卫生学指标达到了美国EPA污泥产品A类标准;得到的污泥产品成为性质优良的土壤质量调节剂.     

卧式螺旋式污泥好氧动态堆肥装置的试验研究--含水率对污水厂消化污泥一次发酵的影响

采用自行设计的卧式螺旋式污泥好氧堆肥装置 ,利用间歇式动态工艺 ,以木屑为调理剂 ,对厌氧消化污泥进行了中温堆肥的试验研究。本试验控制物料配比为污泥∶木屑 =10∶1 0 (湿重比 ) ,通气量为 5 0m3 h·t,采用 5组不同的含水率 (5 1 0 %～ 71 0 % )对物料进行一次发酵。研究了含水率对该螺旋式动态堆肥装置的影响 ,重点探讨了含水率与堆体温度、有机物去除和pH、TN、有机C变化的关系 ,确定了该装置的最佳含水率为 5 0 %～ 5 5 % ,并且认为在同等通气条件和物料配比下 ,在一定范围内 ,含水率越高 ,堆体温度越低 ,对有机物的降解也越不利     

污泥堆肥处理过程中氧气消耗的动态变化与分布特征

对城市污水污泥、粪渣污泥和造纸污泥进行好氧堆肥试验,以研究不同物料堆肥过程中氧气消耗的动态变化、分布特征及其差异.结果表明.不同污泥堆肥时,耗氧速率和温度具有相似的动态变化阶段.在堆体刚进入高温阶段时,耗氧速率不断升高并达到峰值,之后则逐渐减小并趋于稳定,堆肥结束时的耗氧速率只相当于最大值的1/3～1/15.物料组成影响升温速率,耗氧速率的最大值及达到最大值的时间.有机物含量高时,堆体温度上升快、维持持续高温的时间长.堆体各部位耗氧速率存在差异;中间部位的耗氧速率始终较高,在升温期,上层的耗氧速率略高于下层,此后下层的耗氧速率高于上层.堆体上层和下层的氧气含量在堆肥过程中波动较小(>18%),而中间部位的氧气含量波动较大,在高温阶段其含量较低(约12%).使用无机调理剂(CTB调理剂)时,耗氧速率明显小于使用有机调理剂的处理,供氧所需的通风量减少35.9%;堆体升温较慢,温度变化较平缓.根据研究结果提出了优化通风控制的建议.     

静态好氧堆肥处理城市垃圾的工艺特性

利用生活垃圾的特点 ,设计出一种堆肥装置—好氧静态立式发酵仓。该装置具有控温、通风自控系统。用该装置对城市生活垃圾进行了堆肥试验。对堆肥过程的温度、pH值、含水率、耗氧量和有机质等参数进行监测 ,表明堆肥过程能顺利进行 ,堆肥产品的卫生指标符合国家标准 ;堆肥过程中含水率和有机质VS含量明显减少 ;通过对堆肥的通风加热 ,能够加快堆肥温度的提升 ,加快堆肥过程。     

城市污水污泥堆肥控制因素和腐熟度评价

堆肥化处理是城市污水污泥减量化、无害化和资源化的一种较为理想的处理方法,通过有效控制通风量、初始含水率、温度、C/N比、pH值和辅料的选择等影响因素,可以最终解决污泥的处置和利用问题,因此合理调整控制因素是污泥堆肥化处理的关键。国内外的腐熟度评价指标和方法很多,但目前仍未形成一种公认的腐熟度指标,国内以李承强等的堆肥腐熟度指标应用最为普遍,它把堆肥腐熟度指标划分为物理学指标、化学指标和生物学指标,腐熟度评价方法的正确选择和评价指标的合理确定将为污泥堆肥产品的农田利用提供强有力的技术支持。     

高水分蔬菜和花卉废物序批式进料联合堆肥的中试

以滇池流域典型蔬菜废物(西芹、白菜)和花卉废物(石竹)为原料,进行了序批式联合堆肥的试验研究.以西芹和石竹作为初始物料,控制初始混合物料的含水率在60%～70%,每隔4d添加一次白菜;采用温度反馈通气量控制的好氧静态堆肥技术,在堆体温度40℃左右时停止通风.试验分析了堆肥过程中堆体温度、通风速率、水分、pH值、有机质、灰分、体积、NH₄⁺-N,NO₃^--N等指标随时间的变化特征.结果表明:采用序批式进料、温度反馈通气量控制的静态好氧堆肥技术进行蔬菜和花卉废物联合堆肥可以有效控制堆肥过程,实现有机物料的快速稳定和去除水分,解决了滇池流域蔬菜废物量远大于花卉废物量时堆肥难以有效进行的技术难题.     

城市污泥-猪粪混合堆肥过程中湿度的层次效应及其动态变化

由城市污泥、猪粪混合堆肥试验表明:升温期堆体各剖面的湿度在50.82%～60.87%之间,高温期在38.7%～52.17%之间;升温期和高温期堆体中湿度的层次效应不明显,堆肥仓门、仓内壁以及堆体深度对湿度层次效应的影响较小;降温期堆体各剖面的湿度在24.54%～49.39%之间,湿度层次效应非常明显,仓门、仓内壁和堆体深度对湿度层次效应产生明显影响;后熟期堆体各剖面的湿度在19.18%～49.34%之间,湿度层次效应相对减弱,仓门和仓内壁是导致湿度层次效应减弱的重要原因.不同堆肥期堆体剖面的湿度差异由大到小为:后熟期>降温期>高温期＝升温期,堆体的湿度由大到小为:下部>中部>上部.堆肥过程中湿度随时间的变化满足二级动力学方程.     

Changes of Cu, Zn, and Cd speciation in sewage sludge during composting

The potential toxicity risks from heavy metals depend on their chemical speciation. The four stages of the Tessier sequential extraction method were employed to investigate changes in heavy metal speciation （Cu, Zn, and Cd） of sewage sludge during forced aeration composting, and then to identify whether the composting process would reduce or enhance their toxicities. Throughout the composting process, the exchangeable, carbonate-bound, Fe-Mn oxide-bound, and organic matter-bound fractions of Cu were converted to the residual Cu fraction. The organic matter-bound Cu fraction greatly contributed to this transformation. Residual Zn fraction was transformed to the Fe-Mn oxide-bound and organic matter-bound fractions after composting. The residual Zn fraction was a major contributor to the organic matter-bound Zn fraction. The availability of Cu and Zn was reduced by composting such that the risk of heavy metal toxicity decreased with prolonged treatment times. Additionally, attention should be paid to the increased availability of Cd in sewage sludge after composting treatment.     

城市污水厂污泥快速好氧堆肥技术研究

以污泥静态堆肥工艺为基础,针对上海曲阳污水处理厂的脱水污泥进行动态好氧堆肥处理工艺研究,重点研究了控制参数和评价参数(温度、含水率、pH、水溶性有机碳和发芽指数等)变化规律.结果表明:污泥堆肥过程中,含水率、物料温度、水溶性有机碳、发芽指数等指标变化规律性强,效果指示性明显,均可选作堆肥腐熟度的表征参数或评价参数.在优化工艺条件下,通过添加适量的木屑和回流物料,控制物料初始含水率在60%±2%时,堆肥处理可以实现顺利升温并在>55℃维持4d,100%杀灭了病原菌;14d反应周期结束时,物料含水率显著降低,水溶性有机质降解50%左右,出料松散且无臭味,堆肥产品腐熟,卫生学指标达到了我国标准和美国EPA污泥产品A类标准.     

混合堆肥过程中挥发性固体含量的层次效应及动态变化

城市污泥与猪粪混合堆肥表明:升温期和高温期堆体上部有机物降解的差异较大,降温期堆体下部各层有机物降解的差异较大,且堆体内挥发性固体(VS)含量已形成明显的层次效应,腐熟期堆体中部有机物降解的差异较大,堆体内VS含量的层次效应仍很明显;不同堆肥期堆体内VS含量的差异由大到小分别为:降温期≥腐熟期>高温期>升温期,不同部位有机物降解程度由大到小为:上部>中部>下部;VS含量随时间的变化满足一级反应动力学方程,城市污泥和猪粪混合堆肥过程中VS的降解速率约为0.3kg·d^-1,VS含量降低了8.2%.