密闭式快速发酵反应器|污泥滚筒好氧发酵处理

在有机废弃物进行发酵堆肥过程中，在有氧或缺氧条件下，物料中的有机成分如蛋白质等被微生物的分解，产生大量有毒有害的臭味气体，这些臭气若不加以处理，直接排放到大气，将严重影响堆肥厂及其周边的大气环境。因此，堆肥过程中的除臭工程成为有机固体废弃物高温堆肥过程不可或缺的一部分。在有机废弃物发酵过程中，微生物通过代谢活动，把其中一部分有机物氧化成简单的无机物，为生物生命活动提供所需的能量，另一部分有机物转化为生物体所需的营养物质，形成新的细胞体，使微生物不断增殖，在此过程中，放出大量能量，除小部分为细胞质合成提供能量外，其余均以热量的形式放出，据文献介绍，在有机废弃物高温发酵阶段，微生物氧化分解有机废弃物平产生的热量约420 kJ/kg，这些热能随臭气排出，使臭气温度可达60~70℃，同时，由于物料堆体温度升高，导致物料水分蒸发速度加快，大量水分也随臭气排出。
随着我国社会经济的发展和城市化水平的提高，城市污水排放量不断增长，污水的处理率逐年提高，而污泥是城市污水处理过程中的主要固体废弃物，污泥中的有机物、营养物质及其他污染物质基本上是通过微生物或者是物理、化学作用转移到了污泥中。据估算 2011 年我国污泥产量（80% 含水率）超过 3000 万吨。污泥的成分复杂，是一种由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、无机物组成的聚合物，除含有大量的水分外，还含有难降解的有机物、重金属、盐类以及病原微生物和卵等。污泥中有机物和氮、磷等营养元素含量较高，如果进入水体环境将会造成大的环境污染，同时也是一种很大的资源浪费 ；污泥中的病原菌、有机污染物以及污泥处理处置过程中的臭味问题也引起了公众越来越多的关注。
随着污泥处理处置问题的日益突出，我国越来越重视污泥问题的控制和解决。2007 年以来先后编制了污水厂泥质的行业标准 9 项行业标准，其中 6 项标准已经进一步修订编制成为国家标准。除了制定泥质标准，《污水处理厂污泥处理处置可行技术导则》（征求意见稿）、《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策（试行）》、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》技术文件也相继发布，对污泥处置的技术选择、技术发展趋势、具体实施方案以及投融资方式等都做了一些引导性的规定，为我国城镇污水处理厂污泥处理处置指明了发展方向。
污泥处置技术包括卫生填埋、焚烧、好氧发酵以及资源化利用等方法，其中污泥好氧堆肥以其投资和运营成本适中，同时又能资源化利用污泥中的有机质及营养元素，是《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）》中推荐选用的技术路线。目前国内外常见的污泥好氧发酵系统主要采用混凝土构筑的槽式、仓式或条垛式结构，通过人工或机械翻堆配合自然或强制通风来维持堆体中的有氧状态，保证堆体温度和微生物的正常生长。这是一个开放的系统，开放式的堆肥存在堆肥时间过长、占地面积大等诸多问题，而且开放的系统也使得堆肥过程中产生的臭味、水蒸气、渗滤液等难以控制，严重影响周围环境，损害公众健康、引起公众投诉。另外，现有的污泥好氧发酵系统很难精细、自动的控制堆肥过程中的各项参数。因此，开发出一种新型的污泥好氧发酵系统，提高好氧发酵效率，改变传统污泥好氧发酵时间长、占地面积大、恶臭问题突出等问题，对于解决我国日益突出的污水厂污泥问题有着十分重要的意义。

好氧发酵(传统上称为堆肥)是处理有机固体废物的主要方式，在国内外均得到广泛应用。传统的好氧发酵工程由若干个具有不同功能的车间构成，配备有数十种机械设备，将发酵物料堆积于发酵车间内的地面上或钢筋混凝土槽中，通过鼓风曝气和翻抛作业为堆体供氧，实现物料的发酵处理过程。由于工程占地面积较大，配备机械设备较多，工程需要配备的人员也较多，对操作人员的技术水平要求较高。

随着社会环保意识的逐步加强，城市污泥、印染污泥的无害化处理一直是一个不可逃避的话题。城市污泥、印染污泥均采用絮凝压滤法制备得到含水60～80％的固体废弃物。其中含有大量的氮磷钾、有机质等营养成分，也含有一定量的铬、镉、、铅、汞等有害重金属元素及病原菌、卵等。目前城市污泥、印染污泥的处理方法以焚烧、好氧堆肥等处理处置方法为主。但是，焚烧法存在处理费高、二次污染等问题，因此，好氧堆肥法成为当下主流的污泥处理办法。

随着我国国民经济的飞速发展和生活水平的不断提高，城市规模和人口数量迅速扩大和增加，伴随而来的城市生活垃圾也与日俱增，城市生活垃圾的污染已经成为一个非常严重的社会问题。 综合我国目前投入运行的垃圾处理厂情况，大多数是采用垃圾堆肥、焚烧、卫生填埋等常规方法 , 少数垃圾处理厂采取垃圾综合利用方法。由于填埋和焚烧占地面积大、投资较高，在中小城市很难推广。因此，在城市垃圾处理方面，生活垃圾生物处理技术及好氧发酵技术有着无可比拟的优越性和广阔发展潜力。
 好氧发酵过程是在有氧和有水的情况下产生，它的形成如下所示 ：有机物质 + 好氧菌 + 氧气 + 水→二氧化碳 + 水 + 硝酸盐 + 硫酸盐 + 氧化物。因此，通过好氧发酵可以使有机质垃圾转化为有机肥料。由好氧发酵的过程可知，在合适的温度条件下，如何保证好氧菌、有机物质、水和氧气充分混合接触是促进好氧发酵过程的关键所在。
目前，我国城镇污水厂已达3000多座，以含水率80％计，我国污泥总产生量已突破3000万吨。按照预测，到2020年污泥产量将突破年6000万吨。在，污泥处理基建费用占污水处理厂总基建费用的比例高达60％～70％。剩余污泥的处理费用占污水厂运行费用的25％～40％，甚**达60％。在我国，污泥处理可占整个污水厂投资及运行费用的25％～65％。污泥处理给污水厂带来了沉重的负担，因此，污泥处理是污水处理系统的重要组成部分。当前我国污水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象，导致大量污泥“积压”，未得到合理安全的处理处置。虽然约80％的污水处理厂实现了污泥的浓缩脱水，达到了一定程度的减容，但由于处置目标的不确定、投资不足，污泥在污水处理厂内未实现稳定化处理，未稳定的污泥中含有易降解有机物、恶臭物质、病原体等，导致在运输和处置环节过程中污染物的扩散，使得已经建成投运的大批污水处理设施的环境效益大打折扣。
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