SACT污泥快速堆肥工藝
摘要:污泥堆肥技術(shù)原理主要基于好氧發(fā)酵理論，實現(xiàn)工藝目的的方式多種多樣。污泥快速堆肥工藝（SACT）根據(jù)預(yù)處理形式的差異分為A/B/C三個系列，在構(gòu)筑物形式、設(shè)備形式、充氧模式、控制手段等方面進行了積極創(chuàng)新，使得SACT工藝在工程應(yīng)用的技術(shù)效果、經(jīng)濟性和安全性、可靠性方面取得顯著進步。
隨著我國對環(huán)境治理的不斷深入，城鎮(zhèn)普遍建設(shè)了污水處理廠；但是隨著污水問題的逐步解決，脫水污泥的二次污染問題日趨顯現(xiàn)。由于脫水污泥中含有超過50%的有機物和大量的水分，如果不加以處置，勢必會對水體和土壤的生態(tài)安全構(gòu)成威脅。
目前污泥處置的主流方法主要分為填埋、焚燒和堆肥三大類，與其它處置方式相比，堆肥處理不但可以達到污泥穩(wěn)定的目的，同時處置的終端產(chǎn)物可以在農(nóng)林綠化等方面加以利用，具有經(jīng)濟、簡便、可資源化等優(yōu)點。
1 污泥堆肥處置現(xiàn)狀
污泥堆肥主要分為厭氧堆肥和好氧堆肥兩種工藝過程。由于厭氧堆肥時間長，反應(yīng)不徹底會產(chǎn)生甲烷氣體等原因，目前在工業(yè)化堆肥中很少采用。好氧堆肥按照過程又可以分為靜態(tài)堆和動態(tài)堆，而動態(tài)堆按照機械形式又可分為立式多段發(fā)酵槽、筒倉式發(fā)酵槽、臥式旋轉(zhuǎn)發(fā)酵槽、臥式敞口發(fā)酵槽等。
目前西方發(fā)達國家的污泥農(nóng)用比例較高，其中英國、比利時、盧森堡、荷蘭、西班牙、葡萄牙、瑞典、瑞士等國超過50%的污泥采用堆肥方式處置，美國也有45%的污泥農(nóng)用，即便是土地資源貧瘠的日本也有約10%的污泥是采用堆肥方式實現(xiàn)資源化利用的。
污泥好氧堆肥無論采用何種形式，原理基本相同，不同的是采用的方法，構(gòu)筑物及設(shè)備的形式、充氧模式、控制手段等都會直接影響到工藝技術(shù)和經(jīng)濟的可行性。
2 污泥快速堆肥工藝SACT介紹
SACT工藝是依據(jù)高溫好氧發(fā)酵原理，通過控制適合的外界條件，發(fā)揮有益菌群分解污泥中有機物并釋放出能量的作用，達到殺滅有害細菌和病毒的目的，最終產(chǎn)物中的有效成分含量和微生物指標(biāo)均滿足農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)污泥的減量化、無害化、資源化。
SACT工藝的核心是基于臥式敞口發(fā)酵槽理論基礎(chǔ)，通過構(gòu)筑物形式、機械翻堆設(shè)備、自動進出倉系統(tǒng)等方面的改進，形成了完整的自動化堆肥系統(tǒng)理論。
SACT工藝根據(jù)預(yù)處理階段的不同，分為SACT-A、SACT-B、SACT-C三個系列。系統(tǒng)的主要區(qū)別在預(yù)處理部分，工藝流程分別見圖1、圖2和圖3。
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（1）SACT-A系統(tǒng)的預(yù)處理采用晾曬，適用于北方干旱地區(qū)且項目用地較為寬裕的工程，優(yōu)點是投資節(jié)省，運行費用低；
（2）SACT-B系統(tǒng)的預(yù)處理采用外加干物料與脫水污泥機械混合，適用于附近有干物料來源的工程，但須保證全年干物料的供應(yīng)；
（3）SACT-C系統(tǒng)的預(yù)處理采用預(yù)干化設(shè)備，適用于占地面積有限且無法提供干物料來源的工程，運行費用相對較高（但遠遠低于污泥焚燒的費用）。
3 SACT工藝特點
（1）系統(tǒng)不受自然氣候影響，全天候高效運轉(zhuǎn)
SACT系統(tǒng)作為先進污泥堆肥技術(shù)的代表，克服了傳統(tǒng)堆肥露天堆放受氣候影響嚴(yán)重的問題，在封閉結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下，充分利用了太陽能等自然條件，可最大限度地節(jié)約能源，保障全天候高效運轉(zhuǎn)。
（2）倉式模塊化系統(tǒng)容積率高，維護方便，適應(yīng)遠期擴建
SACT系統(tǒng)的核心工序—好氧發(fā)酵采用特殊結(jié)構(gòu)臥式發(fā)酵倉設(shè)計，與條垛發(fā)酵形式相比，可以實現(xiàn)連續(xù)進料，連續(xù)出料，并且在相同占地面積的條件下，容積效率可提高1倍（見圖4）。
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（3）發(fā)酵過程精確控制，最大限度地提高效率，節(jié)省運行成本
SACT系統(tǒng)采用強制曝氣，系統(tǒng)能耗主要為電耗，針對這一特點，系統(tǒng)采用加裝傳感器的全自動翻堆設(shè)備，在線全過程監(jiān)控堆體狀態(tài)，調(diào)節(jié)最佳曝氣量，發(fā)酵全過程精確控制，最大限度地提高了效率、節(jié)省了運行成本。
此外，精確控制對于縮短反應(yīng)時間、減少N元素的損耗、增加產(chǎn)品肥效、減少除臭系統(tǒng)負(fù)荷均具有促進作用。
（4）發(fā)酵過程自動化控制，提高管理效率，杜絕事故發(fā)生
在污泥好氧發(fā)酵過程中，會產(chǎn)生大量NH3、H2S、CH4、VOC等有毒有害氣體，對現(xiàn)場操作人員存在嚴(yán)重的職業(yè)健康安全隱患，SACT系統(tǒng)通過全自動進倉和全自動出倉系統(tǒng)的使用，使得整個污泥好氧發(fā)酵過程真正實現(xiàn)自動化控制，提高了管理效率，并可杜絕事故發(fā)生。
（5）完善的全封閉結(jié)構(gòu)和除臭系統(tǒng)設(shè)計，消除了二次污染隱患
污泥好氧堆肥工程環(huán)境影響評價的最大問題就是對于周圍居民的影響，完善的全封閉結(jié)構(gòu)和除臭系統(tǒng)設(shè)計，可以徹底消除污泥堆肥的二次污染隱患。
4 示范工程
（1）唐山西郊污水處理二廠污泥資源化工程
唐山西郊污水處理二廠是世界銀行貸款國際招標(biāo)項目，該項目建設(shè)在污水處理廠內(nèi)，日處理40噸脫水污泥。項目2005年底完工，經(jīng)過試運轉(zhuǎn)階段，2006年3月通過驗收，目前運轉(zhuǎn)正常。
該污泥資源化項目采用完整SACT-C系統(tǒng)，預(yù)處理采用1套污泥預(yù)干化設(shè)備，熱源來自污水廠鍋爐房；好氧發(fā)酵階段采用 2 座獨立臥式發(fā)酵槽和 2 臺鏈?zhǔn)椒褭C，發(fā)酵槽底部布設(shè)曝氣管路，通過鼓風(fēng)機向物料堆內(nèi)充氧，進料采用自動布料機，出料配備制肥設(shè)備 1 套。好氧發(fā)酵車間配套建設(shè)了生物除臭系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)生物濾池工藝，氣體排放符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
唐山西郊污水處理二廠有機復(fù)混肥料產(chǎn)品經(jīng)過大田實驗，取得了良好的使用效果，并已經(jīng)通過國家檢測，注冊了商標(biāo)，進入市場銷售。
（2）北京大興污泥消納廠工程
北京大興污泥消納廠工程獨立建設(shè)在北京城南大興龐各莊，在使用功能上屬于為高碑店污水處理廠的配套項目。距離高碑店污水處理廠50公里。項目建設(shè)用地面積1.4萬m2。項目建成后可形成年處理10萬噸污泥、年生產(chǎn)約3萬噸有機肥料的生產(chǎn)能力。
項目采用SACT-A系統(tǒng)，從2000年下半年開始籌建，2002年6月投入試運行，目前運轉(zhuǎn)情況良好。
運行投產(chǎn)后主要經(jīng)濟指標(biāo)：年處理污泥量10萬噸；年生產(chǎn)有機肥2.8萬噸；年生產(chǎn)復(fù)合肥0.05萬噸；污泥處理費收入（含運費）650萬元；有機肥收入200萬元；復(fù)合肥收入40萬元；年總產(chǎn)值890萬元。
堆肥后形成的有機肥經(jīng)過各項衛(wèi)生指標(biāo)測定，完全達到了農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)，并獲得北京農(nóng)業(yè)局頒發(fā)的肥料認(rèn)證。
5 結(jié)語
（1）污泥好氧堆肥無論采用何種形式，基本原理相同，但由于實現(xiàn)工藝目的的方式不同，故會影響到工程的技術(shù)效果、經(jīng)濟性和安全性、可靠性。
（2）選擇污泥堆肥工藝應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身特點，在充分考慮污泥成分和處理要求的同時，因地制宜，對工藝的投資、運行費用、職業(yè)健康安全特性、二次污染問題加以考慮。
（3）污泥堆肥需要注意的是重金屬含量問題，若嚴(yán)格監(jiān)控源污泥的重金屬含量，合理確定成品的施用對象、施用范圍和施用劑量，就完全可以滿足綠化、林果、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求。
參考文獻：
田寧寧，王凱軍，柯建明.環(huán)境科學(xué)與工程進展叢書—污泥處理處置技術(shù)及裝置[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003，246-251.
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