第33卷 第6期 农 业 工 程 学 报 V ol.33 No.6 192 2017年 3月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2017 中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征 周谈龙1，尚 斌1，董红敏1※，陶秀萍1，刘统帅1，王 悦2 （1. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，农业部设施农业节能与废弃物处理重点实验室，北京 100081； 2. 北京市农林科学院植物营养与资源研究所，北京 100081） 摘 要：为监测堆肥过程挥发性有机物（volatile organic compounds, VOCs ）排放情况，该文开展了猪粪堆肥现场试验，采用苏玛罐采样，气相色谱-质谱法分析了猪粪好氧堆肥过程中VOCs 浓度。结果表明：猪粪好氧堆肥过程中可以检测出的VOCs 有81种，包括烷烃类34种，芳香烃类21种，卤烃类19种，胺类1种，含硫化合物3种，氟利昂类3种；其中检出率高且浓度远远超过其嗅阈值的VOCs 包括三甲胺、二甲基硫、二甲基二硫和二甲基三硫，VOCs 排放主要发生在堆肥的前2周。该研究将为控制猪粪堆肥过程中VOCs 气体排放提供科学数据支持。 关键词：堆肥；猪粪；排放控制；挥发性有机物 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.025 中图分类号：X712 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-06-0192-07 周谈龙，尚 斌，董红敏，陶秀萍，刘统帅，王 悦. 中试规模猪粪堆肥挥发性有机物排放特征[J]. 农业工程学报，2017，33(6)：192－198. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.025 https://www.doczj.com/doc/511040480.html, Zhou Tanlong, Shang Bin, Dong Hongmin, Tao Xiuping, Liu Tongshuai, Wang Yue. Emission characteristics of volatile organic compounds during pilot swine manure composting[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(6): 192－198. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.06.025 https://www.doczj.com/doc/511040480.html, 0 引 言 挥发性有机物VOCs （volatile organic compounds ）通过参加大气光化学反应产生有害的挥发性有机物，不仅会引起全球变暖、恶臭、平流层臭氧耗竭及对流层臭氧的形成等环境问题，还对人体有害 [1-2]。当VOCs 质量浓度在3～23 mg/m 3时，会对人体产生刺激和不适；当质量浓度大于25 mg/m 3时，除了头痛外，还可能会出现其他神经毒性作用。2010年中国人为源VOCs 排放总量为2 230万t ，其中废弃物处理过程中VOCs 排放量约为4.1万t [3]，废弃物管理过程是VOCs 重要的排放源之一。 堆肥作为废弃物资源化利用的一种有效途径，已经得到了广泛的应用[4]，在堆肥过程中会大量产生和释放VOCs [5-6]，好氧发酵过程中产生的VOCs 种类达100种以上，总挥发性有机物（total volatile organic compounds ，TVOCs ）可达14 547 mg/m 3[7-8]；Defoer 等[9]在蔬菜、水果和庭院垃圾（vegetable, fruit and garden waste ，VFG ）堆肥中检出89种物质，其中TVOCs 在0.09～23.6 mg/m 3；Scaglia 等[10]在城市固体废弃物堆肥中检出147种VOCs ， 收稿日期：2016-10-18 修订日期：2017-02-15 基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-36-10B ）；公益性 行业（农业）科研专项项目（201303091） 作者简介：周谈龙，男，安徽阜阳人，研究方向为农业废弃物处理和资源化利用。北京 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，100081。 Email ：zhoutanlong@https://www.doczj.com/doc/511040480.html, ※通信作者：董红敏，女，河北新乐人，博士，研究员，主要从事畜牧环境工程方面研究。北京 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，100081。Email ：donghongmin@https://www.doczj.com/doc/511040480.html, 认为含氮和含硫化合物是主要的恶臭物质； Delgado-Rodríguez 等[11]研究发现城市固体废弃物堆肥产生的VOCs 主要有烷烃类、萜烯、醇类、酸、酸酯类、酮类、芳香族化合物；张朋月等[8]研究发现堆肥产生的VOCs 主要以烃类、芳香烃、萜类、酮类、有机硫化物为主；相关学者研究表明不同有机废弃物在好氧发酵过程中产生的VOCs 种类和浓度均有所不同[6,8,12-14]。He 等[1]研究表明间歇式通风比连续式通风TVOCs 排放减少28%；Shen 等[5]研究认为VOCs 排放主要集中在堆肥前期，产生的TVOCs 量是挥发排放出的2.3倍，其余的被吸收和降解。但目前关于堆肥过程中产生的VOCs 的研究主要集中在污泥[2,15-16]、生活垃圾[14,17]和厨余垃圾[12,18]。而对畜禽粪便堆肥过程中产生的VOCs 种类和浓度的研究相对较少，Turan 等[7]研究了家禽废弃物在堆肥过程中VOCs 的排放质量浓度在411～14 547 mg/m 3；张朋月等[13]研究了猪粪、牛粪和鸡粪堆肥排出的VOCs 成分差异性；沈玉君等 [19]研究发现猪粪堆肥产生31种VOCs ，且有关畜禽粪便堆肥过程中VOCs 的排放研究主要为小试试验，缺乏实际生产堆肥过程中VOCs 气体排放的研究。 本研究通过对猪粪堆肥现场试验，对堆肥不同阶段的VOCs 进行定量分析，明确排放规律，为VOCs 控制提供依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 试验于北京市大兴区某规模化猪场进行，猪场存栏基础母猪920头，保育猪2 600头，育肥猪4 200头。母
目前我国城市污水污泥（包括二级河道淤泥、下水道通挖污泥及污水处理厂污泥），大部分还未经稳定化、无害化、资源化的处理和处置，没有正常的出路，不但成为城市及污水处理厂的负担，而且污泥的任意排放和堆放对周边环境造成新的污泥已经触目惊心，使建成的城市排水、河湖等设施及城市污水处理厂不能充分发挥消除环境污染的功能。既使建有消化池处理污泥，但未经无害化处置，污染程度虽有所减轻，但仍不符合污泥农用标准而造成二次污染。 然而，城市污水污泥会造成污染，但经妥善处理处置后进行综合利用，也能达到污泥资源化。污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤避免板结，污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物，城市污泥营养成分与农家肥的对比见下表所示： 污泥肥料类有机份 % 氮 % 磷 % 钾 % 生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥 城市污水污泥 55 ～ 69 48 ～53 2.6～5.4 2.4～3.9 1.2～1.5 1.2～3.5 0.28～0.4 0.32～0.43 猪厩肥 25.0 0.45 0.083 —— 马厩肥 25.0 0.58 0.122 —— 牛厩肥 20.0 0.34 0.070 —— 羊厩肥 31.8 0.84 1.100 —— 除堆肥而外，污水污泥经干燥焚烧后，可利用热值，可发电，还可作为建筑材料而派上用场，因此，城市污水污泥的处理处置与资源化的相结合，必将成为城市污水污泥最佳的最终出路。 二、污泥堆肥技术发展动态： 污泥处理处置方法有土地利用（用于农林业）、填埋、焚烧和海洋弃置。据美国环保署估计，美国15300个城市污水处理厂中,年产干固体污泥769万吨，45％的污泥用于农林业，21%进行填埋，３０％用于投弃海洋。焚烧法由于能耗高，所以只占3％。原西德年产干污泥约200万吨，农田利用占32％，填埋占59％，焚烧占8％。日本55% 的污泥进行焚烧，35％的污泥进行填埋，约9％的污泥进行农田利用。污泥排海处置，由于对海洋越来越高的要求，许多国家已停止使用。污泥焚烧以日本、德国，奥地利等国占比例高，一般大型污水厂污泥通过焚烧无害化，产生的热能可回收利用，污泥减容减量化程度很高,但焚烧投资巨大，操作管理复杂，能耗和运行费均很高，近期内我国还不能全面推广采用。据报导，日本拟研究污泥焚烧后残渣溶铸成块石堆砌的处置方法。总之，在大多数国家中，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用将是一个主要的发展方向。我国是一个发展中的国家，又是一个农业大国，城市污水污泥的土地利用应是一项重要的途径。 污泥高温堆肥技术，目前世界各国采用的方法有：自然堆肥法，园柱形分格封闭堆肥法，滚筒堆肥法，竖立式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺，这些方法都在不断发展和完善。美国八十年代初开发了比较完善的贝尔茨维尔好氧堆肥法，主要利用堆底穿孔管通入空气，防止臭气扩散，比较安全卫生。美国、德国、荷兰等发达国家大多由污水厂出资，国家政府资助交专业公司承包产业化经营，堆肥产品作为商品出售。 日本最大的堆肥厂在北海道的札幌市，堆肥仓和生产线及袋装产品很具规模，而且机械化、自动化程度很高。
垃圾堆肥技术研究进展 摘要：垃圾的处理处置方法比较多,主要有卫生填埋、焚烧和堆肥。填埋虽然处理费 用低,方法简单,但需占用的土地面积大,渗漏液含有毒物难以处理。焚烧减量效果好,处理 较彻底,但投资成本高,产生的气体如果控制不当,会存在严重的烟气污染问题。目前国内外日益强调垃圾处理走综合化、减量化、无害化、资源化的道路。用堆肥法处理生活垃圾不 但可以变废为宝,还能节约垃圾填埋所占土地,并减轻垃圾焚烧对大气的污染,在安全和经济方面明显优于其他方法而成为目前最有发展潜力的垃圾处理技术。近年来,研究和开发具有良好减量化和资源化效果的堆肥处理技术在国际上日益受到重视。 关键字：垃圾堆肥；堆肥技术；研究现状；展望 1 我国垃圾堆肥处理技术现状 我国在国家“六五”、“七五”和“八五”科技攻关计划中,均设立了堆肥技术和专用 设备的研究和开发课题。从20 世纪80 年代开始应用“二次发酵工艺”,堆肥机械日趋完善,生产趋向产业化。90 年代初开始发展机械化连续堆肥生产技术。堆肥工艺可分为简易 堆肥和机械化堆肥,又可分为静态和动态两种操作方式。我国农村传统采用厌氧堆肥发酵法。现代堆肥工艺大多采用好氧堆肥,它具有物质分解彻底、堆肥周期短、臭味小、可采用工厂机械化处理等优点。 1. 1 自然通风静态堆肥:该法是在一块场地上,堆高2～3m,一般上部覆土,场底以混凝土 硬化并铺设通风排水沟,腐熟垃圾用铲装机、滚筒筛、皮带机和磁选滚筒等生产堆肥产品。这种方式一般工程规模较小,机械化程度低,采用静态发酵工艺,投资及运行费用较低,应用 最广。主要缺点是堆肥过程无法控制,环保措施不齐全,对周围环境影响较大。目前较大型 的该类堆肥厂有厦门前莆垃圾处理场及天津简易高温堆肥厂。 1. 2机械化高温堆肥:机械化高温堆肥技术工程规模相对较大,机械化程度较高,一般采 用间歇式动态好氧发酵工艺,有较齐全的环保措施,投资及运行费用较高。好氧堆肥具有温 度高,有效杀死病原菌,基质分解比较彻底,堆肥周期短,异味小,可以大规模采用机械处理等优点。常州环卫综合厂采用间歇式动态高温好氧发酵工艺,所生产的堆肥产品很受当地农民的欢迎。但机械化高温堆肥由于处理成本较高而难以在我国更大范围内推广应用。 2 堆肥的影响因素 2. 1水分:对于自然通风静态堆肥和机械化高温堆肥系统,堆肥的水分不应大于65 %;对 于强制通风静态堆肥系统,水分不应大于60 %。不管什么样的堆肥系统水分含量不应小于 40 %。水分过低,不利于微生物的生长;水分过高,则堵塞堆料中的空隙,影响通风,导致厌氧发酵。 2. 2 氧含量:一般认为堆肥中空气氧的体积分数保持在5 %～15 %比较适宜,低于5 %会 导致厌氧发酵;高于15 %则会使堆肥体冷却,导致病菌的大量存活。 2. 3C/ N比:在堆肥过程中,碳源被消耗,转化为二氧化碳和腐殖质。而氮则以氨气的形 式散失,或变为硝酸盐和亚硝酸盐,或被生物体同化吸收。因此,碳和氮的变化是堆肥的基本特征之一。堆肥中堆料的C/ N 比一般在(20～30) ∶1 之间比较适宜。若C/ N 比过低,则堆肥会影响农作物的生长;C/ N 比过高,不利于堆肥过程中微生物的生长。 2. 4温度:在堆肥操作过程中,堆肥温度应控制在45～65℃。温度超过65 ℃就会对微生物的生长产生抑制作用。堆肥过程是一个放热过程,若不采用通风的办法进行控制,温度常 可以达到75～80 ℃,温度过高就会过度消耗有机物,并降低产品质量。
生物堆肥的现状与发展前景 丁宇 摘要：综述了有机固体废弃物堆肥微生物学的研究方法的最新进展，以及堆肥过程中微生物的研究现状，提出了堆肥微生物学研究存在的主要问题和发展趋势。 关键词：堆肥；微生物学；微生物；有机固体废弃物 人类为满足自身活动的需要，在生产和生活过程中会产生大量的有机固体废弃物。这些有机固体废弃物主要包括农作物秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾以及污水处理厂污泥。随着其产量的不断增长，有机固体废物的累积和对环境污染的日趋严重，其处理处置已成为人类面的重要问题之一。 堆肥作为一种保持良好环境效应的产物，具有生物处理的可持续性和废弃资源的循环利用等特征，已被许多国家和地区所接受，成为处理有机固体废物的有效方法之一。堆肥化的实质是微生物在适宜条件下的代谢作用。国内外学者对堆肥微生物学进行了广泛研究。微生物在堆肥过程中扮演着重要角色，不仅与堆肥周期、堆肥质量密切相关，还与臭味控制、氮损失紧密相关。因此，堆肥微生物学研究对开发堆肥微生物资源，加速堆肥过程，缩短堆肥周期，提高堆肥质量，减少堆肥过程中的氮损失、 臭气挥发和产生具有重要意义。 1堆肥微生物学研究方法 分离、培养和生理生化鉴定是堆肥微生物学的传统研究方法。然而，微生物种类繁多，自然界中仅有极少数微生物得到鉴定，“存活而能培养”的种类至多为1％。近年来，随着研究手段的改善和研究方法的创新，一些新研究新方法应运而生，为堆肥微生物学的研究提供了新的途径。 l，1分离培养方法 传统培养分离方法是最早的认识微生物群落结构和多样性的方法，也是微生物学研究的经典方法，自1880年发明以来一直到现在仍被广泛使用。传统培养分离方法是将定量样品接种于培养基中，在一定的温度下培养一定的时问，然后对生长的菌落计数和计算含量，并通过在显微镜下观察其形态构造，结台培养分离过程生理生化特性的观察鉴定种属分类特性。冯明谦等研究了滚筒式高温堆肥过程中微生物种类和数量，分离鉴定了细菌5属20 株、霉菌8属13株、放线菌1属3株、酵母菌2属2株。同时，结果表明，细菌和霉菌是堆肥过程中的优势类群，芽孢杆菌和曲霉菌是优势种。 分离、培养的方法采用·定配比的培养基和固定的培养温度，忽略了气候变化和生物相互作用的影响，具有明显的人工选择性。由于分离、培养法具有选择性，这种人工环境与原生境的偏差使得可培养的种类大大减少，很有可能遗漏一些有意义的微生物。同时，也制约了人们对堆肥微生物学机理的深入了解。 1．2分子生物学方法 分子生物学技术是通过检测样晶中微生物特定的DNA或RNA片段来判断某种微生物的存在与否。自从Muyzer等首次报道了16SrDNA应用，该技术现已成为环境样品微生物多样性研究的重要工具。利用16s rDNA进行微生物多样性研究具有有效、准确和偏好小等优点，引起了学者们的关注。 随着提取和纯化环境微生物总DNA的方法的改善和发展，保证了列提取的环境样品总DNA进行扩增。V on Wintzingemde等通过直接从样品中提取DNA进行分析发现，浚方法不
城市污水污泥堆肥的综合运用 1 前言 城市污水污泥含有丰富的有机质及氮、磷和微量元素等植物所需养分，可以作为有机肥料和土壤改良剂，但同时也含有一定量的重金属、有毒有机物等有害成分及高含水率，有恶臭，不便于储存、运输和使用等缺点，因此，在土地利用之前对污泥进行稳定化处理是非常必要的。在不同的稳定化处理方法中，考虑到对污泥稳定化处理后的土地利用，将污泥进行堆肥化处理比较符合我国国情。污泥经过堆肥化处理后，可以考虑使用在园林绿化、草坪施肥、花卉栽培等，这样既可以节约运输成本，也可合理利用污泥资源，同时也为污泥的处置找到出路。 2 城市污泥堆肥的运用 城市污泥经高温堆肥处理后成为有机肥料，其潜在用途很广。但是相对化肥而言，污泥堆肥产品的养分含量低、施用不方便。合格的堆肥不仅可以作为有机肥直接农用，而且还可制成各类专用复混肥、育苗基质等，应用于纤维作物、花卉以及园林、苗圃等的生产。 2.1直接施用 城市污泥的有机质含量高，氮、磷、钾及微量营养元素齐全，养分释放持久，施入土壤后其有机组分可以增加土壤的缓冲容量，提高了土壤对水、肥、气、热的协调能力，对于增产、增收和农业可持续发展具有重要作用。 2.2有机—无机复混肥 污泥堆肥与无机化肥复混造粒后，其水分含量降低，效成分浓缩，便于包装运输和施用，养分较全面。另外，针对不同地区的土壤及气候背景和不同作物的生长规律开发专用的有机—无机复混肥配方，不仅能节省肥料用量，还能提高作物的产量和品质。 2.3栽培和育苗基质 基质栽培是近几十年逐渐发展起来的一项设施园艺技术，近年来，我国的基质栽培面积迅速扩大，对栽培基质的需求也逐年加大。采用污泥堆肥为原料制造容器育苗基质，不仅可以大大降低成本，而且肥效较好。以草坪生产为例, 随着我国城市化进程的不断加快，草坪业有了蓬勃发展。近几年，北京、上海、西安等大中城市草坪建植的积极性猛增，每年新增草坪约5%-15%，随之而来的是对
200T/d污泥无害化处理 技 术 方 案 二〇一六年十一月
目录 一、工程概况 0 二、处理标准 0 三、污泥堆肥工艺方案 0 选择方案的原则 0 工艺流程及说明 0 四、污泥堆肥工程设计 (1) 工艺设计 (1) 生产车间 (1) 污泥处理构、建筑物 (2) 污泥原料仓库 (2) 混料车间 (2) 好氧发酵车间 (2) 成品库 (3) 临时堆场 (3) 其他建筑 (3) 主要设备 (3) 混料/配料系统 (3) 翻堆机/转仓机 (3) 自动进/出仓系统 (4) 固体好氧曝气系统 (5) 物料储存输送系统 (5) 除臭系统 (5) 五、设备材料表及主要构/建筑物 (7) 主要工艺设备 (7) 主要构/建筑物 (8) 六、工程投资估算 (8)
一、工程概况 污泥处理系统产生脱水污泥量200吨/天，含水率80%，污泥采用好氧发酵堆肥工艺，日产吨/天营养土（含水率小于40%）。 二、处理标准 （1）出料含水率≤40%； （2）产品卫生指标应符合高温堆肥卫生标准GB7959-87。 三、污泥堆肥工艺方案 选择方案的原则 （1）在常年运行中，要保证污泥的处理效果稳定，技术成熟可靠； （2）尽量降低投资和运行费用； （3）将二次污染风险降到最低； （4）实现操作人员脱离污泥好氧发酵区，杜绝人员伤亡事故发生，运行管理方便。 工艺流程及说明 本项目处理含水率80％的脱水污泥200t/d，脱水污泥通过污泥专用车送到混料车间，在混料车间与回流熟料按一定比例进入混料机混合，混合好的物料通过布料机输送到好氧发酵仓内，在发酵仓内强制通风使物料充分好氧发酵，同时通过翻堆机搅拌使其均匀发酵并且推动物料向前运动；经20 天左右的时间发酵后物料的含水率已降至40％以下，干燥后的物料一部分作为回流物料循环利用，一部分进入营养土仓库，最终作为营养土输出。这种营养土可作为土壤剂改良剂，可用于城市草坪、花卉种植、园林绿化、荒漠植被、荒山绿化等方面，又可以作为大田肥的原料，充分利用该营养土有机成分高等优点，也可根据土壤情况及农
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/511040480.html, 城市污泥堆肥化处理研究进展 作者：桂萌熊建军崔希龙赵振凤 来源：《现代农业科技》2010年第10期 摘要随着城市的发展,城市生活污水污泥也迅速增加。目前污泥堆肥化处理已经成为国内 外学者研究的热点。该文主要对污泥性质、国内外城市污泥堆肥方法,以及污泥堆肥过程中的 重要参数控制进行综述,以为城市污泥堆肥化处理提供参考。 关键词城市污泥;堆肥化处理;条垛式系统 中图分类号X703文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)10-0267-02 ResearchProgressonMunicipalSludgeComposting Treatment GUI MengXIONG Jian-junCUI Xi-longZHAO Zhen-feng (Beijing Drainage Group Co. Ltd.,Beijing 100038) AbstractWith the development of urban,urban sewage sludge was increasing rapidly. At present,scholars paid more and more attention to the sludge composting. In this article,the sludge nature,kinds of municipal sewage sludge composting methods at domestic and foreign,as well as the important parameters control in sludge composting process were mainly introduced. It can give reference for the municipal sludge composting treatment. Key wordsmunicipal sludge;composting treatment;windrow composting system 城市污泥是城市污水处理厂在污水净化处理过程中产生的沉积物,是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒及胶体等组成的极其复杂的非均质体。据估算,北京城市污泥产生量已达80万t/年,而上海污泥量达22 260 m3/d(含水量97.5%)[1]。随着城市的发展,城市污水处理量的提高和处理程度的深化,污泥的产生量必将有较大的增长。污泥堆肥与其他处理方法,如填埋、焚烧相比,具有建设投资少、运行费用低等优点,适合我国的国情[2]。 1城市污泥性质 一是数量大,增长迅速。污泥量占污水量体积的0.3%～0.5%(或污泥在污水中的含量为10～20 g/kg),若进行深度处理则污泥量增加0.5～1.0倍,伴随污水处理效率的提高,污泥数量将大幅增加;二是污泥中养分丰富,含有较高的有机质和丰富的氮磷等矿质营养元素;三是污泥成分比
污泥堆肥臭气怎么消除？ 优化工艺，从源头减少臭气产生，同时对臭气进行收集处理 ◆陈同斌高定刘洪涛蔡璐 随着我国城镇污水处理率的不断提高，城市污泥产量急剧增加。截至2009年，我国污水处理厂污泥产量已超过3000万吨。但是目前，全国城市污泥有效处理处置率不到10％，严重滞后于污水处理事业的发展。 生物堆肥是一种经济有效的污泥无害化处理方式，但在污泥生物堆肥工程中，臭气污染是行业所面临的突出环境问题。污泥含有多种易降解的有机物和丰富的微生物，在堆肥过程中有机质降解会产生多种臭气，扩散到周边，对环境造成污染。不同的堆肥物料、堆肥工艺所产生臭气的种类及浓度存在差异，若堆体氧气供应不足，则会产生厌氧发酵，形成硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质；若对堆体进行翻抛，则恶臭气体会从堆体中大量逸出。在完全好氧的堆肥过程中，仍会产生少量有味气体，但相对易被人接受。 国外有大量污泥厂因为不能解决好臭气污染问题而关闭，在国内，将污泥制砖处理的广州市一家污泥处理厂就因臭气污染成为信访大案之一，最后被迫关闭。在污泥堆肥工程实践中，臭气的产生与控制更是影响工程稳定运行的关键问题。那么，如何才能有效解决污泥堆肥的臭气污染问题？ 2009年，秦皇岛市绿港污泥处理厂建成投产。这个污泥处理厂采用智能控制生物堆肥工艺(CTB工艺)处理含水率85％的脱水污泥，日处理规模200吨。此工艺有效减少了堆肥过程中臭气的产生，并对收集的臭气进行集中处理，较好地解决了生物堆肥的臭气污染问题。绿港污泥处理厂采取“源头预防为主，末端削减为辅”的臭气控制模式，通过CTB工艺优化生物堆肥过程的发酵和氧气供应，减少臭气物质的产生，显著降低了其环境危害。CTB工艺可根据发酵堆体的温度、氧气含量等工艺参数进行智能化反馈控制，通过调节曝气量使堆体在发酵过程中的氧含量处于最佳状态，抑制堆体中臭气的产生。在生物发酵后熟期，CTB 工艺对堆体物料进行匀翻，显著减少臭气的产生和释放。在堆肥厂区，发酵车间的过道是操作人员活动较频繁的区域，如果其臭气浓度超标，也会对工作人员的健康产生影响。工程运行结果表明，与《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2－2002)中相关数值相比，发酵车间过道的硫化氢浓度低于限值88％-98％，氨气浓度低于限值22％-94％，而国内很多堆肥厂的氨气浓度往往在100mg/m3以上(标准平均值为30mg/m3)。 堆肥的混料过程也会产生少量臭气，监测表明，污泥料仓是混料车间产生臭气的主要部位。脱水污泥会产生一定浓度的硫化氢和氨气，若将其长时间存放，则会发生厌氧反应，产生大量硫化氢气体。CTB工艺保证了污泥的及时好氧处理，抑制了料仓内污泥厌氧反应的发生。与《工作场所有害因素职业接触限值》相比，硫化氢浓度低86％-99％，氨气浓度低88％-99％，混料车间空气质量较好。 为预防发生臭气超标现象，绿港污泥处理厂还通过集气系统收集生物堆肥过程中产生的臭气，并用生物滤池进行集中处理。厂区采用顶吸罩在发酵仓上方收集臭气，防止气体向生产车间和大气扩散，收集的废气经生物滤池除臭系统处理后达标排放。但工程运行中发现，顶吸罩所需的排风量大，系统的能耗和运行成本较高。为提高气体收集效率，工程中采用不透气的特殊材料将发酵仓密闭起来，对废气进行统一收集和统一处理。这样不仅能更有效地防止臭气扩散，而且降低了电耗，减少运行费用。 目前，对于堆肥过程中的臭气控制问题，关注的重点往往集中在末端除臭上，没有重视从堆肥过程进行臭气的源头控制。多个工程实践证明，更有效的控制手段应当是对堆肥过程的重要工艺参数进行优化和智能调控，以减少臭气产生。如选择合适的调理剂用量、调节堆肥物料含水率、确定最佳的鼓风参数和匀翻时间等，以加速生物堆肥进程，并最大幅度地减少臭气的产生。
猪粪处理工艺 1 处理效果及目标 猪粪含有有机质15%、总养分含量不高，氮0.5～0.6%、磷0.45～0.5%、钾0.35～0.45%（具体以当地猪粪检测结果为准）。猪粪的质地较细，成分较复杂，含蛋白质、脂肪类、有机酸、纤维素、半纤维素以及无机盐。猪粪含氮素较多，碳氮比例较小(14：1)，一般容易被微生物分解，释放出可为作物吸收利用的养分，是一种良好的农家肥，是培肥改良土壤的优质有机肥资源。猪粪通过发酵，利用外接菌剂所含的好氧微生物及厌氧微生物，将猪粪内不易被作物直接利用的有机物分解转化为小分子物质（无机盐和矿物质），并在猪粪发酵过程中达到除臭、杀虫卵、灭病害的目的，发酵最终得到的物料得到充分腐熟，作为肥料使用时不会出现烧苗现象，可以安全的作为肥料使用。 2 猪粪处理过程中的污染控制手段 2.1 猪粪发酵过程中臭气的控制 猪粪中的蛋白质、脂肪类物质在自然微生物的分解过程中会产生硫化氢、氨气、硫醇等臭气，而由于猪粪的碳氮比较小，故猪粪发酵过程中的主要臭气为氨气，针对于氨气的处理，我司制备的微生物菌剂中含有相对应的亚硝酸菌群，可将氨气转化为亚硝酸盐留在固体物料中，可有效的减少猪粪发酵过程中的臭气产生。另外，关于猪粪中的硫化氢及硫醇类臭气，是猪粪本身自带的臭气成分，量比较小，且物料进入高温发酵阶段之后，这些臭气物质就会减少。 2.2 猪粪的二次污染问题 直接施用新鲜猪粪便，会产生作物烧苗、病害、草害等负面影响。作物烧苗主要是因为新鲜猪粪中的多种有机质如蛋白质、脂肪类、纤维素、半纤维素没有经过适当的分解，使用到土地当中后，这些物质就会在分解的过程中与植物的根系竞争氧气，导致烧苗现象的发生。传统的晾晒可以脱除猪粪中多余的水分，但是这些有机质并没有多少变化，当做肥料使用后，遇水后不但会发生臭味，而且烧苗的现象还是时有发
第31卷第7期农业工程学报V ol.31 No.7 2014年4月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Apr. 2015 201 适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率 周江明1，王利通2，徐庆华2，姜新有1 （1. 江山市农业技术推广中心，江山 324100； 2. 浙江天蓬畜业有限公司，江山 324111） 摘要：为摸索猪粪和菌渣堆肥生产有机肥技术，在自然发酵条件下，设计猪粪和菌渣9:1、8:2、7:3、6:4 4种不同比例（湿质量比）进行高温堆肥试验，研究了堆肥过程中温度、pH值、有机碳、发芽指数及养分氮、磷、钾的动态变化。 结果表明，堆体温度在第3天即达50℃以上，保持高温25～32 d后开始下降，其中6:4处理高温期比9:1处理长7 d；4个处理pH值都呈先快速上升、之后下降并趋于稳定的趋势，pH值在6.83～8.62间变化；有机碳(质量分数)总体上呈下降之势，至堆肥结束4个处理分别下降了16.3%、14.5%、13.6%和11.9%，菌渣比例提高可减少堆体有机碳的损失；除6:4处理外，其他处理发芽指数分别于23、33和47 d达80%以上，同一时期菌渣比例越高堆体提取液对植物的毒害作用越强；氮磷钾总养分（质量分数）前期（约19 d）呈基本持平或少量下降，随后持续上升，堆肥结束4个处理分别为5.93%、 5.57%、5.64%和5.13%。6:4处理氮磷钾总养分在堆肥大部分时期（45 d内）≤5.0%，其他处理在21～25 d后均≥5.0%。 综合考虑堆肥质量和堆期等因素，利用猪粪和菌渣为原料规模化生产机肥，猪粪和菌渣适宜的比例为8:2。同时，因猪粪和菌渣C/N均较低，建议适当增加米糠等C/N高的添加料，进一步提高堆肥效率。 关键词：堆肥；粪；农业废弃物；菌渣；有机肥 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2015.07.029 中图分类号：S2 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-07-0201-07 周江明，王利通，徐庆华，等. 适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率[J]. 农业工程学报，2015，31(7)：201－207. Zhou Jiangming, Wang Litong, Xu Qinghua, et al. Optimum ratio of pig manure to edbile fungi residue improving quality of organic fertilizer by composting[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(7): 201－207. (in Chinese with English abstract) 0 引 言 随着畜牧业和种植业的快速发展，中国农业废弃物产生量越来越大，2008年规模化养殖业畜禽粪便量和食用菌菌渣量达7.76亿t[1]和457.0万t[2]，其中生猪粪便占总畜禽粪便量的49.6%。大量的废弃物蕴含丰富的有机质、蛋白质等有机养分和氮、磷、钾及微量元素等无机养分，是一个具有巨大潜力的有机无机资源库。然而，由于技术及产业化滞后等原因中国农业废弃物利用率仅34%[3]，大部分仅被粗放低效利用或搁置暴露在外甚至直接排入水环境中，导致环境污染问题日趋严重。研究表明，畜禽粪便是水生生态系统中氮磷和病原微生物污染的主要来源[4-5]，并加剧了水体富营养化程度[6-8]，2010年《全国第一次污染源普查公报》[9]也证实，畜禽养殖业的污染排放已成为中国最重要的农业面源污染源之一。而随处废弃的食用菌废渣造成霉菌和害虫滋生，疾病广泛传播[2]，因此，农业废弃物资源化利用一直是国内外学者的研究焦点，在畜禽粪便产生量的估算[10-11]、畜禽粪便的环境危害[12-13]、农业废弃物循环利用[14-16]、国内不同地域畜禽粪便分布[5,17]及农业废弃物养分状况[18]等方面均有深入地研究。而在农业生产中必然产生废弃物的情况 收稿日期：2015-02-11 修订日期：2015-03-15 基金项目：江山市科技项目（2014C16） 作者简介：周江明，男，浙江省江山人，高级农艺师，主要从事土壤肥力、植物营养及肥料施用等研究和应用工作。江山江山市农技推广中心，324100。Email：man_0034@https://www.doczj.com/doc/511040480.html, 下，再生利用变废为宝技术研究显得尤其重要，如畜禽粪便肥料化[19-20]、菌渣饲料化[2,21]、固体废弃物沼气化[22-23]等。目前，好氧堆肥是处理畜禽粪便、菌渣等固体农业废弃物最根本、最经济、最有效的方法，中国畜禽粪便生产有机肥技术也颇为成熟，对畜禽粪便发酵堆肥的C/N、温度、水分、pH值等研究相关报道较多，但很多文献中原料主要集中在畜禽粪便与秸秆、木屑、垄糠等辅料方面[20,24-26]，利用猪粪和菌渣2种废料进行堆肥生产有机肥则鲜有报道，本文选取猪粪和食用菌菌渣不同用量比例开展堆肥试验，调查堆肥过程中温度、养分、C 含量、pH值及种子发芽指数（germination index，GI）等动态变化，旨在为大规模无害化处理农业废弃物、生产优质有机肥料及农业废弃物资源化利用提供依据。 1 材料与方法 1.1 试验材料 堆肥材料猪粪来自浙江天蓬畜业有限公司规模化生态养殖场，菌渣（金针茹菌渣）由江山市食用菌根根公司提供，糠粉从浦城县稻谷加工厂采购，磷矿粉来源肥料销售门市部，供试材料的基本性状见表1。 1.2 试验设计 试验堆肥每个处理总量约2 000 kg，其中250 kg糠粉、100 kg磷矿粉，其余根据猪粪与菌渣鲜质量的不同比例设置4个处理，猪粪与菌渣质量比分别为处理A 9:1，处理B 8:2，处理C 7:3，处理D 6:4，各处理的初始含水率调节为50%～55%，并添加1‰的发酵菌剂，试验设
郑州市污泥堆肥处理工程的设计 郑州市目前有三座污水处理厂，分别为王新庄污水处理厂、五龙口污水处理厂和马头岗污水处理厂，总处理规模为80×104m3／d，剩余污泥量为600t／d(含水率为80％)。经过方案比选，郑州市决定将三座污水处理厂一的剩余污泥进行集中处理和处置，处理工艺为好氧堆肥，处置方案选择土地利用或填埋。 1 工程概况 污泥堆肥处理厂设计规模为600 t／d，一期设计处理规模为100 t ／d。主要建设内容包括秸秆存放及粉碎车间、混料及好氧堆肥车间、风机房、生物滤池及配套的生产、管理设施。处理厂的产品为营养土，可用于园林绿化或填埋。工程预留了营养土深加工制肥的占地面积。 2 处理工艺 根据微生物生长环境的不同，堆肥可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥是指在有氧状态下，好氧微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程，最终产物主要是CO2、H20、热量和腐殖质；厌氧堆肥是在无氧状态下，厌氧微生物对废物中的有机物进行分解转化的过程，最终产物是CH4、CO2、热量和腐殖质。 由于厌氧微生物对有机物的分解速度缓慢，处理效率低，容易产生恶臭，工艺条件也比较难以控制，故本工程选择好氧堆肥工艺。 现代化好氧堆肥工艺可分为翻堆条垛式堆肥、通风静态垛堆肥、发酵槽(池)式堆肥和筒仓式堆肥等。发酵槽式堆肥工艺具有占地面积小、堆肥效率高等优点，故本工程选择发酵槽式堆肥工艺。
堆肥厂的工艺流程见图1。在混料车间内设置了三个料仓：脱水污泥料仓、粉碎秸秆料仓和回用料仓。污水处理厂的脱水污泥通过污泥运输车运至脱水污泥料仓；粉碎后的秸秆经皮带机输送至秸秆料仓；从发酵槽出来的物料经筛分机筛分后的筛上物进入回用料仓。脱水污泥、粉碎后的秸秆及堆肥成品中的筛上物，经混料机搅匀后用装载机运送至发酵槽中进行堆肥。堆肥后的物料通过装载机或翻抛机运送至回料皮带机上，通过回料皮带机输送到筛分机，经过筛分，筛上物进回用料仓重复使用，筛下物即为成品营养土。 3 工艺设计 ①发酵槽 发酵槽的设计包括发酵槽的数量设计和单个发酵槽的尺寸设计。为方便生产运行，单个发酵槽容积根据每日需要堆肥的物料体积进行设计。发酵槽的宽度、高度尺寸根据翻抛设备的要求确定。本项目采用进口翻抛机，其要求发酵槽宽度为4．5 m，翻堆深度最大为2．0
污泥干化技术 污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，随着国内污水处理事业的发展，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加，目前在国内一般污水厂中其基建和运行费用约占总基建和运行费用的20%～50%。污水污泥中除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，还存在重金属、致病菌和寄生虫等有毒有害成分。为防止污泥造成的二次污染及保证污水处理厂的正常运行和处理效果，污水污泥的处理处置在我国污水处理中占有的位置已日益突出。 一、原理 流化床污泥干燥机的结构从底部到顶部基本上由三部分组成： （一）风箱：在干燥机的最下面，用于将循环气体分送到流化床装置的不同区域，其底部装有一块特殊的气体分布板，用来分送惰性流化气体。该板具有设计坚固的优点，其压降可以调节，保证了循环气体能适量均匀地导向整个干燥机。 （二）中间段：在该段，热交换器内置于此. 使脱水污泥的水蒸发的所有能量均通过此热交换器送入。通常蒸汽或者热油可作为热交换的热介质. （三）抽吸罩:作为分离第一步, 用来使流化的干颗粒脱离循环气体，而循环气体带着污泥细粒和蒸发的水分离开干燥机通过流化床下部
风箱, 将循环气体送入流化床内。颗粒在床内流态化并同时混合。通过循环气体不断地流过物料层, 达到干燥的目的。 （四）其工艺流程图（如图1.1、1.2） 流化床干化系统—工艺流程图（图1.1）
流化床干化系统—工艺流程图（图1.2） 二、流化床干化系统的优点和污泥的特性比较 （一）优点 1.直接将脱水污泥送入流化床, 无需干颗粒循环和干湿泥混合造粒(返料系统) 2.最终产品: 无尘的, 含固率大于90%的干固体 3.低干化温度85°C 4.流化床内通过热交换器非直接供热 5.低排放不污染环境 6.干化系统气体惰性化, 氧含量< 3 Vol-% , 具有高安全性 7.很高的环境等级, 因为系统密闭制造、干化过程中剩余气体量低、臭气含量低 8.运行时间: 每天24 小时 9.已被证实为可靠的系统, 年运行时间超过8000 小时 10.全自动控制系统, 无需全天侯值班 11.污泥干化质量好
精心整理GORE膜覆盖有机肥项目方案 北京三益能源环保发展股份有限公司 2013年5月
目录 第一章工程概述...................................................................... 错误!未指定书签。 1.1项目名称 .............................................................................. 错误!未指定书签。 1.2项目拟建地点 ...................................................................... 错误!未指定书签。 1.3项目建设规模 ...................................................................... 错误!未指定书签。
第一章工程概述1.1项目名称 GORE膜覆盖有机肥项目 1.2项目拟建地点
第二章技术方案 2.1工艺流程简介 该项目采用先进的膜覆盖无臭好氧堆肥工艺。先将掺合料（秸秆或园林垃圾等）粉碎，然后将污泥和掺合料混合混匀，调整到混合后的含水率为55-65%；铺设好通风管，用铲车将物料堆放到通风管上（通风管在物料的中间），堆成高 图2-1膜覆盖无臭堆肥工艺流 程见图图
作为封闭式系统减少臭气排放量＞97%，无需渗滤液处理设备投资， 由于高温将水分蒸发，渗滤液产生量很少，无渗滤液外排； （3）运行成本低：根据堆体中的压力及含氧量，实时动态控制供氧，功耗低，处理效率高；设备简单，基本免维护，维修费低； （4）无害化程度好：生物干化过程中会产生70度以上的高温，4周可杀灭几乎所有有害病菌和虫卵，水分迅速蒸发，能快速使污泥达到较低 的含水量，达到减量化的目的。 （5）多点温度、压力实时监控等新技术的运用使得整个系统能够高效稳定地运行； （6）GORE膜具有防止氨气外溢的作用，对环境不会产生影响； （7）适应性强：适用于不同原料和设备规模； （8）设计和安装时间短，膜使用寿命可达15年以上； （9）减少温室气体的排放量无需除臭，并使废弃物得以再生利用，实现清洁生产和废弃物的零排放，可取得显著的环境效益； （10）已在北京有示范。 2.3系统组成 1、膜 膜是一种聚四氟乙烯膜，用于将堆体覆盖 进行堆肥，其作用如下： 1)戈尔膜覆盖系统优于钢或混凝土建成的普 通堆肥系统； 2)空气湿度控制管理：膜覆盖系统可以防止 成品的潮湿，同时确保需要保留的水分不 会流失，使物质分解顺利进行，特别是在 干旱地区这点是非常重要的； 3)不受任何气候的影响：膜覆盖系统的保湿效果和压力随该系统可确保温度均 匀分布，不受任何外界气候和温度的影响； 4)防紫外线表面、聚四氟乙烯膜覆盖；
堆肥技术常规的优缺点 1.填埋处理 填埋是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法，目前，我国普遍采用直接填埋法。 所谓直接填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。但是，我国许多城市的垃圾仍有大多采取露天堆放，没有任何防护措施。每一个垃圾堆放场都成了一个污染源，蚊蝇孽生，老鼠成灾，臭气漫天，大量垃圾污水由地表渗入地下，对城市环境和地下水源造成严重污染： （1）地下水质恶化，污染严重，水混浊发臭，水中均检出厌氧大肠杆菌； （2）垃圾断层样品均检出有毒有害物质。 填埋处理方法是一种最通用的垃圾处理方法，它的最大特点是处理费用低，方法简单，但容易造成地下水资源的二次污染。随着城市垃圾量的增加，靠近城市的适用的填埋场地愈来愈少，开辟远距离填埋场地又大大提高了垃圾排放费用，这样高昂的费用甚至无法承受。 2.焚烧处理 焚烧法是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的一种方法，产生的热量用于发电和供暖。 焚烧处理的优点是减量效果好（焚烧后的残渣体积减少90%以上，重量减少80%以上），处理彻底。但是，根据美国的报道，焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下，这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属，焚烧具有很高的毒性，产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg，否则，必须添加助燃剂，这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。 3.堆肥处理 将生活垃圾堆积成堆，保温至70℃储存、发酵，借助垃圾中微生物分解的能力，将有机物分解成无机养分。经过堆肥处理后，生活垃圾变成卫生的、无味的腐殖质。既解决垃圾的出路，又可达到再资源化的目的，但是生活垃圾堆肥量