好氧堆肥反应机|活性污泥处理工艺

面向不断增长的蔬菜种植规模、种植品种与种植面积以及由此产生的数量庞大的尾菜废弃物与农业园区种植垃圾，据测算每个蔬菜种植温室每年产尾菜废弃物(茎秆、菜叶、坏果、烂果等)约1 .5-4 .0t。通常情况下，有的就地晒干焚烧填埋；有的堆积地头路边；有的扔进垃圾坑，有的甚至扔到河道。一方面尾菜废弃物腐烂对土壤及地下水造成污染，另一方面燃烧后产生的气体污染周边环境，尤其是雾霾严重的京津冀地区，同时还造成资源浪费，存在交通安全隐患，影响农村环境卫生。近年来，国内外蔬菜废弃物的资源化利用技术有了较大的发展，而且利用方向也逐渐多元化。现阶段蔬菜废弃物主要处理途径有：填埋、直接还田、生产饲料、生产沼气和堆肥。填埋虽然操作简单、省工省时，但随着时间的推移会造成二次污染、浪费大量资源。直接还田也是一种方便、快捷、省工的方法，但存在着转化速率慢、利用率低、污染水资源等缺点。生产饲料虽然发酵时间比较短，但必须要求无菌操作，不太适合大规模生产。厌氧发酵可以产生沼气，但该工艺要求条件比较苛刻，受设施规模的限制，而且废水、废渣必须经过二次处理。相对于填埋、产沼气和堆肥，好氧发酵工艺操作简单、周期短、不受环境和地域的限制，较为适宜于尾菜废弃物的无公害处理。
在城市污泥、粪便、有机工业下脚料等固体废物的好氧发酵(堆肥)处理中，需要采用好氧发酵(堆肥)将有机废物经过发酵处理实现物料的无害化、减量化、稳定化、资源化。无害化过程的实现是通过物料中微生物的繁殖，代谢有机质，产生热量，使物料温度达到55度以上，并维持5天以上，将物料中的有害物质和病原菌杀灭；减量化主要体现在微生物对物料的降解和水分的蒸发；稳定化主要指物料中的易降解有机质被微生物降解，并合成腐殖质的过程；经好氧发酵(堆肥)处理后的物料可进行资源化利用，主要用途为园林绿化、土地改良和制作有机肥料等。

污泥是污水处理中的产物，污泥中富含有机物和营养物质，随着污水资源化研究的深入，污泥资源化领域的研究已成为全球研究热点，我国城市污泥量大，质差；国外既有污泥处理处置理论和技术无法切实解决当前面临的困境，迫切需要通过科技创新，形成我国污泥绿色低碳安全的理论体系和系统性解决方案，污泥处理处置现状与我国污水处理差距甚大，远远落后发达国家，与我国大国地位及生态文明建设不相符，《水十条》中提出污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置。
污泥资源化也越来越受到重视，污泥资源化能源化符合目前科技发展水平。污泥好氧发酵可使城市污泥中C、N、P资源化回收，可替代一部分氮、磷肥需求。传统污泥处置方法有：焚烧、填埋和土地利用。国外多采用焚烧工艺，但投资巨大，易造成大气污染；国内多采用填埋，但需要占用大量的土地，同时会造成环境的二次污染，随着对其弊端的深入了解，选择恰当的处理方式越来越谨慎。污泥处置后可土地利用的技术包括好氧发酵技术和厌氧消化技术，综合考虑环境影响和投用，优先推荐好氧发酵污泥处理技术。
污泥好氧发酵工艺主要有混凝土槽式发酵、反应器发酵等，由于作业环境差、发酵过程易产生二次污染、占地面积大、运行费用高等缺点，使得污泥好氧发酵技术的发展受到了一定限制，因此研制开发一种新型污泥好氧发酵工艺，降低投资和运行成本，节约土地使用面积，保证发酵过程的低耗、连续稳定运行，无二次污染，对污泥好氧发酵技术在我国大规模的推广应用具有十分重要的意义。

槽式堆肥发酵和条垛式堆肥发酵空间太大，完全除臭达标排放成本高的离谱，多数为自然排出大气，部分项目即使有配套除臭也只是摆设而已，因发酵一吨污泥每小时所需空气量约110m3空气部分空气给好氧微生物吸收，大部分空气是用来带走水分，而且翻抛往往不是完全均匀导致部分成品料出现未腐熟发酵的物料有大块状和颗粒状等，部分企业将未腐熟的有机物料直接烘干进行造粒，进而影响了有机物发酵物料的品质。

餐厨垃圾泛指产生于餐饮业与居民生活的食物加工下脚料(厨余)和食用残余，组要成分包括蛋白质、淀粉、油脂等有机成分，具有含水率高，油脂、盐分高，易腐烂发臭等特点。中国城市每年产生餐厨垃圾不低于6000万吨，大中城市餐厨垃圾产量惊人，重庆、北京、广州等餐饮业发达城市问题尤其严重。目前，餐厨垃圾的处理技术主要有厌氧消化、饲料化、餐厨粉碎机、好氧堆肥以及小型生化就地处理设备等。厌氧消化工艺主要分为前端预处理分选、中端厌氧消化产沼、后端沼气资源化利用3个阶段；饲料化是指用餐厨垃圾饲养畜禽，特别是喂猪，但非洲猪瘟爆发蔓延下，各地严控餐厨垃圾饲料化；餐厨粉碎机是放置在厨房水槽与管道连通处的一个小机器，用高速旋转的电机带动研磨腔中的转盘，使餐厨垃圾在离心力的作用下相互撞击，在短的时间内将食物垃圾研磨成细小的颗粒顺水流排出管道。好氧堆肥工艺流程主要是：餐厨垃圾行破碎、分选处理，去除不适合堆肥处理的杂物，进行压缩脱水处理；然后在布料箱内添加堆肥所需的添加剂，进行50-70天的好氧堆肥处理。小型生化就地处理设备与好氧堆肥原理相同，辅以加热，发酵温度保持在50-70℃，发酵迅速。厌氧消化工艺起建规模高，消化周期长，且因为沼气产品不纯，利用困难；消化后的沼渣基本还是填埋，对产品尚未有一个很好的利用计划，导致整体效果不好。饲料化因食物同源性等问题逐渐被取缔。经破碎后的餐厨垃圾直接进入下水管道容易造成管道堵塞，同时目前的市政污水管网，尚未有能力接纳破碎后的餐厨垃圾，该工艺并不适合我们国内的管道情况。好氧堆肥占地大、周期长。堆肥过程中产生的污水和臭气会对周边环境造成二次污染。小型生化就地处理机则因为预处理中脱水及油水分离不能很好得分离出餐厨垃圾中的油脂，而高含量油脂和高含盐量不利于微生物的生长，从而制约了处理机的处理效果。此外，其产生的废水、废气未经处理直接排放，容易导致二次污染；加热模块也使得设备能耗较高。
污泥堆肥好氧发酵工艺过程一般分为一次堆肥和二次堆肥。其中一次堆肥包括原辅料预混、堆肥好氧发酵、翻抛、曝气供氧、除臭等工艺操作环节。而一次污泥堆肥好氧发酵工艺过程对污泥减量化、无害化及稳定化处理起到了关键性的作用，并且要控制的因素比较多，如水分、温度、透气性及通风供氧，在诸多因素中，污泥堆体温度变化是衡量污泥堆肥好氧发酵是否正常的关键指标，也是反映污泥堆体发酵是否正常的直接、敏感的指标。对污泥堆肥堆体温度的要求在正常情况下可概括为一次堆肥发酵过程中，前期温度上升平稳，中期高温维持温度变化要适度、后期温度下降缓慢。一次堆肥发酵前期温度变化一定要处理好“快”与“稳”的关系，即堆肥发酵起温要快，但温升不能过快，要尽可能的平稳；一次堆肥中期高温维持的温度变化要适度，适宜控制在55---65度，不要超过70度，温度过高会使堆肥物料‘烧结’，总之，在污泥堆肥好氧发酵过程控制中，温度是一个很重要、直有接的控制因素。
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