萬若環境ENS堆肥工藝及在北京龐各莊污泥堆肥廠的應用
來源：萬若(北京)環境工程(cheng)技術(shu)有限公司 閱(yue)讀：4945 更(geng)新時間：2011-07-26 09:24本文分(fen)析污(wu)泥(ni)堆肥(fei)(fei)過程的(de)不同影(ying)響(xiang)因素，介(jie)紹萬若環境ENS污(wu)泥(ni)堆肥(fei)(fei)技術與工藝，介(jie)紹該(gai)技術在北京(jing)龐(pang)各(ge)莊污(wu)泥(ni)堆肥(fei)(fei)廠的(de)應用(yong)。
1 污泥堆肥方法簡介
污泥堆肥可以有很多形(xing)式(shi)，以下簡(jian)要歸納各(ge)種(zhong)形(xing)式(shi)并(bing)分(fen)析(xi)各(ge)自的工程應用效果：
（1）自然堆(dui)制(zhi)：這種方法(fa)可(ke)以有(you)限(xian)制(zhi)地應用(yong)于(yu)農業廢物或園林垃圾(ji)，由于(yu)污泥(ni)(ni)的透氣性極差及(ji)含水率很高(gao)，這種方法(fa)原則上講不適用(yong)于(yu)污泥(ni)(ni)堆(dui)肥。
（2）堆(dui)垛加(jia)機械翻堆(dui)：由于污泥物料的致密性，這種堆(dui)肥方法通常臭(chou)氣排放較大，發(fa)酵周期長。
（3）強制(zhi)(zhi)通(tong)(tong)風的(de)污泥條堆(dui)(dui)(dui)：堆(dui)(dui)(dui)肥以條堆(dui)(dui)(dui)的(de)形式并(bing)輔以強制(zhi)(zhi)通(tong)(tong)風，發酵過(guo)程(cheng)中伴(ban)以間(jian)歇的(de)翻堆(dui)(dui)(dui)過(guo)程(cheng)。實際中，當污泥堆(dui)(dui)(dui)及(ji)翻堆(dui)(dui)(dui)操作控制(zhi)(zhi)不好的(de)時(shi)候，會出(chu)現通(tong)(tong)風口被堵，進而出(chu)現局(ju)部或(huo)全部條堆(dui)(dui)(dui)出(chu)現類似于（2）的(de)堆(dui)(dui)(dui)肥形式。另外如果系統設計不理想或(huo)者通(tong)(tong)風控制(zhi)(zhi)不當，會出(chu)現較多臭氣排放或(huo)者發酵溫(wen)度(du)過(guo)低(di)。
（4）強(qiang)制通風(feng)的(de)污(wu)(wu)泥(ni)料(liao)(liao)倉：這種方法原(yuan)則上與強(qiang)制通風(feng)的(de)污(wu)(wu)泥(ni)條堆相(xiang)同，只是將污(wu)(wu)泥(ni)置于(yu)反(fan)應(ying)(ying)器(qi)或(huo)發酵(jiao)倉中，從而(er)垛可以堆的(de)更(geng)高(gao)一些。實(shi)際應(ying)(ying)用中也(ye)會出現（3）中所述(shu)問題。另外，由(you)于(yu)污(wu)(wu)泥(ni)物料(liao)(liao)的(de)特點，應(ying)(ying)避免物料(liao)(liao)過高(gao)而(er)引起(qi)的(de)自壓實(shi)作用。除此之外，設計中要充分(fen)考慮污(wu)(wu)泥(ni)進出料(liao)(liao)作業，為(wei)車輛留有(you)足夠空間。
2 污泥堆肥工程中的重要影響因素
從堆肥(fei)物(wu)料的角度，有以下主要因素：
（1）空隙率(lv)（透氣率(lv)）
機械脫水后的(de)污(wu)(wu)泥本身通常是透氣(qi)(qi)率極差的(de)物料。堆肥發酵過(guo)程(cheng)的(de)重要前提是系(xi)統(tong)(tong)中需(xu)要生化(hua)反應所必須(xu)的(de)氧氣(qi)(qi)。所以污(wu)(wu)泥堆肥中幾(ji)乎沒有例外(wai)的(de)要添(tian)加結構性物質（調(diao)整劑），如秸稈、木屑、園林垃圾等，以保(bao)證系(xi)統(tong)(tong)中空氣(qi)(qi)的(de)流動進(jin)而為生化(hua)降解提供氧氣(qi)(qi)。
（2）含水率
污泥本(ben)(ben)身(shen)含水(shui)(shui)率高，但(dan)影(ying)響生化(hua)反(fan)應的倒不是(shi)水(shui)(shui)本(ben)(ben)身(shen)，而是(shi)由于含水(shui)(shui)率高而導(dao)致(zhi)的物(wu)料透(tou)氣性(xing)(xing)差。添加(jia)鋸末等(deng)調理劑可以吸收一部分(fen)(fen)水(shui)(shui)分(fen)(fen)，進而改(gai)善(shan)透(tou)氣性(xing)(xing)，但(dan)添加(jia)量大會導(dao)致(zhi)成本(ben)(ben)增加(jia)。所以實際工程中(zhong)一是(shi)要追求機械脫水(shui)(shui)污泥的高含固率，二是(shi)增加(jia)堆肥后污泥的返混量。
（3）碳氮比
大量文獻(xian)將污泥堆肥中(zhong)(zhong)添加結構物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)或調(diao)整劑（如秸稈、木屑、園林垃圾等）歸結為(wei)改善、調(diao)整堆肥物(wu)(wu)料中(zhong)(zhong)的(de)碳(tan)氮(dan)比(bi)，但這種說(shuo)(shuo)法并不能得到(dao)準確的(de)證明，因為(wei)所加入系統(tong)的(de)這些(xie)調(diao)整劑中(zhong)(zhong)的(de)碳(tan)通(tong)常是(shi)木質(zhi)(zhi)素、纖維(wei)素這類生化難(nan)降解(jie)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。添加了(le)這些(xie)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)，與其說(shuo)(shuo)是(shi)改善系統(tong)碳(tan)氮(dan)比(bi)倒不如說(shuo)(shuo)是(shi)增加了(le)系統(tong)的(de)透氣性。
以下是堆肥過程需(xu)要優化(hua)的(de)關鍵影(ying)響因素：
（1）供氧與通風量(liang)的優化
（2）溫(wen)度(du)與熱平衡的優(you)化(hua)
（3）濕度保(bao)持與強(qiang)制脫水的優化
（4）好氧狀態及氣味物質(zhi)抑制的(de)優化
3 ENS污泥堆肥工藝
3.1 基本原理(li)與工藝
ENS污(wu)泥堆(dui)肥技術與(yu)工藝(yi)基于(yu)作(zuo)者在歐洲業(ye)內前沿對堆(dui)肥動(dong)力(li)學、熱(re)力(li)學和反(fan)應工程的(de)研究與(yu)工業(ye)實踐(jian)。近(jin)年來在中關村專(zhuan)利創新基金、國(guo)家科(ke)技支撐計劃項(xiang)目的(de)支持下萬(wan)若環境針對中國(guo)的(de)具體應用(yong)條件又(you)進(jin)(jin)一步進(jin)(jin)行了研發(fa)、優(you)化和國(guo)產化，形成了一整套獨具特色的(de)專(zhuan)利、專(zhuan)有技術，主要(yao)包括：
- 污泥堆肥的預(yu)混合技術與工藝(yi)理念
- 污泥(ni)堆肥(fei)的(de)“柔和(he)”通風、布風技術(shu)
- 溫度(du)控制與(yu)反應(ying)加(jia)速技(ji)術(shu)
- 污泥生物(wu)干化技術(shu)
- 堆肥的臭味源頭控制技術
- 堆肥的氧(yang)氣-溫度在(zai)線檢測與智能化控制技術
針(zhen)對傳統堆肥(fei)中存在(zai)的(de)誤區(qu)，如夸大(da)機(ji)械化和翻堆、忽(hu)略濕泥混料的(de)微(wei)觀混合(he)、過(guo)量通風及布(bu)風不合(he)理、過(guo)程(cheng)不控制或控制不合(he)理等，ENS污泥堆肥(fei)工藝技術的(de)特點體現在(zai)以下幾個環節：
（1）強化污泥堆肥前的預混合與污泥結構改性；
（2）減少和避(bi)免傳統意義上的翻堆操(cao)作；
（3）實時在線檢測堆肥中的氧(yang)與(yu)溫(wen)度，實時控(kong)制系統的氧(yang)氣(qi)含量、溫(wen)度和通風；
（4）利用(yong)氧-溫度、通風、濕度的相互(hu)關系，建(jian)立控制模型；
（5）對全過(guo)程(cheng)實施智能(neng)化控制；
（6）采用柔和(he)通風技術，降(jiang)低能耗(hao)及氣味產(chan)生；
（7）系統可在敞開或者(zhe)密閉的(de)條件下實施(shi)(shi)，絕大多數情況下不需要除臭設施(shi)(shi)。
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3.2. 特(te)點與工程(cheng)效果
（1）把(ba)握系(xi)統(tong)的關鍵，去繁就簡。通過獨特(te)的設計保(bao)證系(xi)統(tong)均(jun)勻(yun)(yun)布(bu)氣(qi)，通風系(xi)統(tong)簡單、可(ke)靠、布(bu)氣(qi)均(jun)勻(yun)(yun)、維護量低。
（2）采用先進、獨特(te)的技(ji)術，實現氧氣、溫度可靠的在線監測與聯合控(kong)制。
（3）智(zhi)能(neng)化控制系統具有生物干化的優化功(gong)能(neng)，在(zai)低(di)能(neng)耗的前提下(xia)加(jia)速污(wu)泥(ni)干化。14天內含(han)水(shui)率(lv)降(jiang)至約40%。
（4） 采用獨特(te)的檢測和控制技術實現發酵溫(wen)度高（50-70oC），周期短(duan), 可(ke)在10-14天內(nei)實現污泥無害化(hua)(hua)、穩定化(hua)(hua)。
（5）通(tong)過優化的設計與(yu)控制(zhi)有效(xiao)控制(zhi)臭氣(qi)發生(sheng)量，通(tong)常(chang)不需要除臭設施。如該工藝(yi)在(zai)上(shang)海城區（緊鄰(lin)住宅區）的污水處理廠對污泥(ni)堆肥，不需除臭裝(zhuang)置。
（6）能耗最(zui)低，本技術(shu)實現通風(feng)耗電(dian)6-12度電(dian)/每噸污泥。
（7）本工藝對調理劑的(de)短缺和較(jiao)高(gao)的(de)水分的(de)物料(liao)具有較(jiao)大(da)承(cheng)受能(neng)力。
4 北京排水集團龐各莊污泥堆肥升級改造工程
北京(jing)排水(shui)集(ji)團(tuan)的龐各(ge)莊(zhuang)污(wu)泥(ni)處置廠原設計采用污(wu)泥(ni)條堆(dui)堆(dui)置和機械(xie)翻拋工藝(yi)，存在發(fa)酵時間長、處理能力低、氣味較嚴(yan)重等問題。
自2009年9月(yue)(yue)(yue)至11月(yue)(yue)(yue)，萬若環境在(zai)現場采用ENS工藝進(jin)行(xing)了一系列(lie)工業實驗驗證。在(zai)此基礎(chu)上，于10年1月(yue)(yue)(yue)開(kai)始動工，2月(yue)(yue)(yue)底完成東棚I期(qi)的升(sheng)級改(gai)造。
堆(dui)肥(fei)方式仍(reng)然保留了(le)原(yuan)來的(de)(de)(de)條(tiao)堆(dui)形式，其優(you)點在于(yu)對于(yu)處理能(neng)(neng)力大的(de)(de)(de)堆(dui)肥(fei)設施，進(jin)出料作業簡單(dan)、靈活，效率高(gao)、能(neng)(neng)耗低。通(tong)過改造地面(mian)，以較小的(de)(de)(de)土方工程完成(cheng)了(le)強(qiang)制(zhi)通(tong)風(feng)布風(feng)系(xi)統。增加(jia)(jia)了(le)全系(xi)統的(de)(de)(de)溫(wen)度、氧(yang)含量在線監測與(yu)控制(zhi)，增加(jia)(jia)了(le)通(tong)風(feng)優(you)化控制(zhi)系(xi)統，增加(jia)(jia)了(le)系(xi)統的(de)(de)(de)操作的(de)(de)(de)智能(neng)(neng)化控制(zhi)。東棚I期升級改造針(zhen)對東棚的(de)(de)(de)北半(ban)部進(jin)行(xing)，設計能(neng)(neng)力每天(tian)130噸。10年3月已投入試運(yun)行(xing)。
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5 小結
實際(ji)應(ying)用(yong)顯(xian)示，萬若(ruo)環境(jing)ENS堆(dui)肥工(gong)藝土建簡單(dan)，運行能耗低，作業(ye)方便，施工(gong)周期短。龐各莊污泥堆(dui)肥升(sheng)級改造后的試運行結果顯(xian)示，與(yu)原有工(gong)藝相比，處理能力、發酵速(su)度、干化速(su)度、發酵溫度以(yi)及氣(qi)味(wei)控制均得到(dao)顯(xian)著改善。
