连续式好氧发酵法|污泥处置的常用方法

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。
随着城镇化的快速发展，中小型城市的污泥、畜禽粪便、餐厨垃圾、园林废物和厌氧消化沼渣等有机固体废物的处理成为当前急需解决的问题。好氧发酵系统适用于固体废弃物产生源较分散、不易进行大规模集中处理的场合，其原理为：将废弃物(畜禽粪便、厨余垃圾、生活污泥等)、生物质(秸秆及锯末等)以及回流物料按照一定比例混合均匀，使含水率达到设计要求60-65％后进入好氧发酵系统，通过调节原料的水分、氧气含量和温度变化，使物料进行充分的好氧发酵分解，分解过程中释放的热量能够使污泥自身温度增高，污泥中的水分随着温度的上升被蒸发，部分有机物被分解，从而使污泥堆体体积减小，到达污泥的减量化处理。好氧污泥处理设备通过通风、充氧、搅拌等作用控制温度，达到污泥发酵处理的所需温度，在此温度时，能够使污泥堆体中的大量病原菌和，同时利用除臭系统对排放的气体进行生物臭味，达到污泥无害化处理的目的。污泥高温好氧发酵后得产品，可用于土壤改良、园林绿化、垃圾填埋覆盖土等。

立式发酵罐原理及技术源自于德国后转卖给日本，国内部分厂家由2013年从日本引进，发酵罐在日本用于畜禽粪便、餐厨垃圾的发酵，个别厂家一比一仿做将其用做污泥发酵，在发酵污泥过程中出现了一系列问题，比如搅拌机构主轴断裂、桨叶断裂、驱动机构棘轮齿断裂、主轴键断裂、出料不均内部塌方、不能正常出料及产量不稳定总是频繁培养菌床起炉导致污泥发酵罐无常运转，各别地方使用大量的辅料来降低驱动机构的阻力和增加污泥的透气性但是发酵的产量比照畜禽粪便和餐厨垃圾减少了70％以上并且还不稳定，原因是发酵罐自身原理、设计参数、力学设计是按照畜禽粪便及餐厨垃圾的物质，畜禽粪便及餐厨垃圾的比重、疏松性、透气率、成份、所需氧量和市政污泥完全不同，所以不能一概而论的使用。因此，有必要研究一种针对性的污泥高温好氧发酵设备，以解决现有技术中存在的污泥发酵处理效率低、故障率高、占地面积大、环境污染严重、成本高等问题。

随着我国城市化的发展，污水的排放量越来越大，导致城市污泥越来越多，污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、、菌体、无机颗粒、胶体等组成的其复杂的非均质体。原有污泥的处理方法有焚烧，掩埋，填海等，这样不仅污染生活环境，在一定程度上也造成了资源的浪费。污泥处理常常采用工艺之一是发酵堆肥处理，但是在发酵过程中，会产生很多远高于常温气体的并带有大量水蒸气的废气，现有技术中对于废气的处理往往是直接排到大气中或者收集后通过滤池进行二次处理。这样废气中的热量没有充分利用，水蒸气也未得到有效去除及回收，不仅有可能延长发酵周期或影响发酵效果，而且排放气体还有可能污染环境。部分发酵、堆肥处理都是在露天的场合进行，这样不仅影响周边环境，而且会导致环境或人为等因素引起的发酵物料温度变化幅度较大，影响发酵效果。

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。
好氧发酵的目的为有效地实现污泥等有机垃圾等的无害化、减量化和稳定化。根据好氧发酵反应特性，持续为待发酵物料提供发酵所需充足的氧气并维持系统高温稳定能够提高发酵效率并分解有机物，快速脱水能够使、病原体、虫卵等有害物质更充分灭杀，使有机废弃物中的抗生素加速降解，同时又可以钝化重金属。
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