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污泥处理技术的革新—YM菌超高温好氧发酵工艺文 / 鹏鹞环保         YM菌是由日本山有株式会社社长山村正一发现的，属于芽孢杆菌的一种特殊微生物，并获得了专利。1995年，已有14种YM菌交由日本专利微生物委托保管中心委托保管。 YM菌是在90℃以上的超高温好氧条件下活跃工作，分解有机废弃物的好氧性微生物（见图1）。        一、工艺流程      本技术主要是由微生物YM菌发酵来发挥其作用，只要有简单的场地和机械设备装置，就可以安全卫生地发酵，使污泥或有机废弃物得到良好的处理。其工艺流程如图2所示。       首先，原料（污水厂污泥，牲畜粪尿或其他有机物）经计量后与YM菌按一定的比例混合，并堆肥至污泥发酵仓，在发酵仓底部布有供气管，通过风机向料堆内供入空气，以保证高温好氧发酵过程所需的氧气。经7-10天后，用装载车将发酵仓内的污泥重新混合，并移至下一发酵仓继续发酵。一般经5-7个周期的发酵（约45天左右），完成整个发酵过程。 
我们于11月16日组织召开2016中国环保企业走出去论坛暨"一带一路"环境科技与产业联盟成立大会。中国科学院-发展中国家科学院水与环境卓越中心主任杨敏、中国科学院-发展中国家科学院水与环境卓越中心副主任魏源送，环保部环境规划院环境政策部副主任董战峰等多位嘉宾莅临参加并发表了主题演讲。《水工业市场》杂志本期专题整理了部分演讲内容，供联盟内以及有"走出去"需求的环保企业参考和借鉴。水处理行业技术交流盛会——"水处理行业热点技术论坛"汇集了众多领导、专家对于水处理工艺技术多年的认识总结、应用体会与技术发展方向的思考。
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&&&&&&& 污泥好氧堆肥是利用生物能，将污泥彻底熟化降解的高效生化反应过程。既可以充分利用资源，同时又节约了最终处置费用。污泥中有机物在氧化作用下与好氧菌充分反应，放出热量，使堆肥物料自然产生高温，无论室外温度如何，均能保持60℃以上的高温。这种生化反应过程不需施加任何燃料。生物能使小分子有机物分解，大分子有机物降解稳定化。好氧发酵过程不产生甲烷等厌氧气体，产生较小的臭味，由于持续高温，杀死病原体和杂草种子，彻底使污泥无害化。
　　1. 污泥好氧堆肥原理：利用微生物好氧高温发酵技术，使污泥减量化、稳定化、无害化、资源化。
　　2. 能使含水率80%左右的污泥干化到35%左右。而且不需要使用一次能源（如：天然气、煤油等），是利用微生物自身发热的原理，不需要添加干物料（如：秸秆，稻草）。
　　3. 直接运行成本30&90元/吨污泥，仅是传统发酵工艺成本的1/2仅是热干化或焚烧成本的1/8左右。
　　4. 投资成本20万元/吨污泥左右，仅是热干化或焚烧的1/3左右。
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　　6. 全自动PLC控制，无人操作。
　　7. 根据实际场地面积大小，可以建成单层或多层厂房。每吨泥占地20-30平米（多层仓减半）。
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　　9. 可以提供污泥处理系统全面解决方案，即项目建议书，可行性研究报告，工程设计，全套设备系统制造集成，现场安装调试工作。
下图是模拟污泥好氧堆肥处理现场：
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题名: 污泥好氧发酵过程中臭气释放特征与影响因素
学位类别: 硕士
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
学位专业: 环境工程
语种: 中文
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污泥好氧发酵过程中臭气释放特征与影响因素.pdf（3845KB）学位论文--限制开放
作者单位: 中国科学院地理科学与资源研究所
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朱彦莉. 污泥好氧发酵过程中臭气释放特征与影响因素[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2016.
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某市污泥好氧堆肥处理可行性分析
一、项目概况
某市位于河南省西南部，地处中西部交界豫、鄂、陕三省交汇处，是国务院1986年公布的历史文化名城之一。
该市目前建有一座污水处理厂，总设计规模30万吨/日：其中一期工程于2000年12月运行投产，处理能力10万吨/日；二期工程正在建设当中，工程建设规模为10万吨/日，建成后该市污水处理厂总处理规模将达到20万吨/日，预计污泥产生量将达到200吨/日。
污泥是污水处理过程中分离和产生出来的的一种废物，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、病原体、寄生虫卵、胶体及重金属等组成的极其复杂的混合物。污水污泥含水率很高，化学性质很不稳定，极易腐败，散发大量臭气，如果不经适当处理，将对周围的环境造成二次污染，危害人身健康，导致污水处理厂的环境效益尽失。污水处理厂污泥处理处置是水污染治理的重要环节之一，直接影响到污水处理项目的减排效果，因此必须对其加以重视。
二、污泥处理处置工艺简介
污泥处理和污泥处置是污泥治理的两个阶段。污泥处理是为满足污泥最终处置方式的要求，对污泥进行的以&减量化、稳定化、无害化&为目标的全过程。污泥处理技术包括以减量为目标的浓缩、脱水、干化，以稳定化、无害化为目标的加碱法稳定、热干化、堆肥、焚烧。污泥处置是将处理后的污泥，按一定方式弃置于自然环境中（地面、地下、水中）或再利用，能够达到长期稳定并对生态环境无不良影响的消纳方式。&污泥处置方式有填埋、土地利用、建材利用和投海等。
以下是污泥处理处置的一般流程：
干化＋焚烧
污泥前处理
污泥后处理
三、污泥好氧堆肥处理可行性分析
污泥好氧堆肥处理工艺是国内较为常用的一种污泥处理方式，该工艺的可行与否主要取决于污泥的泥质、农作物秸秆供应及污泥的最终处置方式，下面分几个方面对污泥好氧堆肥的可行性进行分析。
1、污水处理厂泥质分析
为较为清楚的了解污水处理厂污泥主要组成，该市污水处理厂在年间对污水处理厂脱水污泥进行了泥质化验，详见下表。
污泥检测报告
（单位：mg/kg干污泥）
有机质含量
为更好的确定该市污泥处理处置路线，对污水处理厂污泥处理处置与相关国家标准进行了对比，详见下表：
污水厂污泥泥质与国家标准对比表 （单位：mg/kg干污泥）
实测泥质最高值
填埋场覆盖土泥质标准
园林绿化泥质标准
农用泥质标准
有机质含量
从上表可见，该市污泥处理厂脱水污泥有机组分含量较高，重金属含量较低，可以满足填埋场覆盖土、园林绿化及B级农用用泥的要求，因此较为适合采用好氧堆肥工艺进行处理。
2、可利用农作物秸秆调查
由于污泥好氧堆肥需要在污泥中添加农作物秸秆以调整含水率和碳氮比，因此需对该城市农作物秸秆利用情况进行调查，确保农作物秸秆可满足污泥处理的需要。
该市农业物秸秆种类有小麦、玉米、豆类、红薯、高粱、稻子、谷子、棉花、芝麻、油菜、花生等秸秆。2009年，农作物播种面积达到2786.1万亩，农作物秸秆总量吨，其中麦类、玉米、油料作物秸秆分别占总量的35.6%，28.98%，22.35%，其它作物比例较低。
2009年该市农作物秸秆调查统计表 （单位：吨）
秸秆实物量
目前该市农作物秸秆资源的去向有三部分：能源用途、非能源用途和未被利用部分。能源用途的主要利用方式是直接燃烧，约占秸秆总量的28.44%；非能源用途主要是用于牲畜饲料、工业原料和还田肥料，其中饲料用秸秆280万吨，占秸秆总量的28.1%，还田肥料用秸秆107.7万吨，占秸秆总量的10.8%，工业原料造纸用秸秆29.92万吨，河南天冠企业集团有限公司纤维乙醇项目制乙醇用秸秆1.8万吨，工业原料用秸秆总量达到31.72万吨，占秸秆总量的3.18%，未被利用秸秆数量为万吨，占秸秆总量的29.49%。
2010年4月，该市在**市开工建设秸秆发电厂，工程总投资2.8亿元，装机容量2&12兆瓦，投产后每年消耗秸秆20万吨以上，年发电量约1.7亿千瓦时。
该市污泥处理规模约200吨/日，年秸秆用量9125吨，远低于该市未利用秸秆量，因此秸秆供应是可以保证的。
3、好氧堆肥工艺选择
通常按照堆肥技术的复杂程度，将好氧堆肥系统分为条垛式堆肥系统、通风静态垛系统、发酵仓(池)式堆肥、筒仓式堆肥和容器式堆肥工艺。
（1）条垛堆肥
条垛堆肥是将堆肥物料堆成条垛状装置，在好氧条件下进行发酵。条垛式堆肥的特点是通过定期翻堆来实现垃圾堆体中的有氧状态，一次发酵周期为1～3个月。条垛式系统的优点是：所需设备简单，成本投资相对较低；翻堆使堆肥易于干燥，填充剂易于筛分和回用；长时间的堆腐使产品的稳定性相对较好。
目前国内主要有北京大兴污泥堆肥厂、**污泥堆肥厂均采用条垛式系统。
（2）通风静态垛
通风静态垛是在条垛式系统加上了通风系统，成为强制通风静态堆系统。强制通风静态垛系统的优点是：设备投资相对较低；与条垛式系统相比，温度及通风条件得到更好的控制。堆腐时间相对较短，一般为4～5周；产品稳定性好，能更有效的杀灭病原菌及控制臭味。由于堆腐期相对较短、填充料较少，因此占地也较少。
（3）发酵仓式堆肥
发酵仓式堆肥改变了条垛式堆肥的露天堆肥方式，把发酵槽放到了厂房或隧道仓中，堆肥工艺按其处理构筑物形式可分为阳光棚发酵槽和隧道式发酵仓两类。
① 阳光棚发酵槽
阳光棚发酵槽方式，利用了阳光棚的透光和保温性能，充分利用充足的太阳能量，提高发酵槽内温度，即使在寒冷的冬天也能保证正常发酵。发酵槽的尺寸一般根据所处理物料量的多少及选用的翻堆设备型号来决定。发酵槽式堆肥使用搅拌式翻堆机、链板式翻堆机、双螺旋式翻堆机和铣盘式翻堆机均可，都是通过翻堆机搅拌并使物料后移。发酵槽底部安装有通风管道系统，通过强制通风来保证堆肥过程所需的氧气。堆肥物料一般在入槽后3天即可达到45℃，在槽内要求温度55℃以上持续7天左右，堆肥周期为25～30天。
② 隧道式发酵仓（槽式）
隧道式发酵仓堆肥装置是封闭式的。由于把发酵槽做成了相互独立的隧道式结构，物料在发酵过程和翻堆时产生的一些臭气和粉尘，可以通过废气收集管道抽出并集中进行处理，尽可能减少对环境和人员带来的不利影响。发酵的翻堆作业采用翻堆机或装载机，在发酵仓的底部有通风管道，并通过控制系统向发酵仓内供风。隧道式发酵仓堆肥周期为25～30天，堆肥温度可以上升至60～70℃。
目前国内主要有**市污泥堆肥厂、**污泥堆肥厂、长春污泥堆肥厂均采用槽式系统。
（4）筒仓式堆肥
筒仓式堆肥的发酵仓为单层圆筒形或矩形，发酵仓深度一般为4～5米，大多采用钢筋混凝土结构。通常筒仓式发酵仓采取堆肥物料从仓顶加入，螺旋出料机从下部出料，由发酵仓底用高压离心机强制通风供氧，以维持仓内物料的好氧发酵。物料堆肥周期约为25&30天。
筒仓式与其它堆肥装置相比，具有处理量大、占地面积小、机械化程度高、无二次污染等优点，并可根据处理量的多少，灵活搭配发酵仓的组合。
以下是几种堆肥技术的技术经济对比表
几种主要堆肥技术的比较表
通风静态垛
堆肥（槽式）
筒仓式堆肥
自动化程度
对环境影响
工人的劳动强度
根据国内外目前堆肥工艺的使用情况，结合该市的自然条件和社会经济发展状况，分析认为发酵仓(池)式堆肥技术较为适合该市的实际情况。
4、污泥处置方式
如前所述，该市污水处理厂污泥泥质较好，可满足填埋场覆盖土、园林绿化及B级农用用泥的要求。而市域农业自然资源丰富，品种繁多，农作物种植面积达到2786.1万亩，农作物年产量达到7056830吨。因此具有很好的污泥土地利用的条件。同时，该市森林资源丰富，林地面积达1451万亩，森林覆盖率达34.3%，因此具有很好的园林绿化利用条件。该市卫生填埋场设计规模325吨/日，对填埋场覆盖土需求量也很大。
因此污泥经过好氧堆肥后可优先用于该城市的园林绿化，其次可用作填埋场覆盖土。污水厂污泥进行农用需要谨慎，需对污泥泥质进行长期连续监测，确保污泥中污染物质不超过国家相关标准方可实施。
通过上述分析可以看出，该市污水处理厂污泥采用好氧堆肥处理工艺是可行的，堆肥后的营养土可以作为土壤改良、园林绿化营养土及垃圾填埋场覆盖土，因此可以较好的实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。
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