投加方式和通风速率对脱水污泥堆肥效果的影响-第2页-北极星水处理网

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对堆体TN的影响

污泥堆肥过程中，氮素损失是影响堆肥产品肥效的重要原因之一。堆肥过程产生的高温和高pH环境使氨氮以NH3的形式逸出或发生反硝化脱氮而造成氮素的损失。

T1、T2堆体TN的变化规律基本一致，呈先下降后升高、最后小幅下降的趋势(图4)。在堆肥前2d，由于大量微生物快速生长、增殖消耗氮素及有机氮的快速分解产生大量的NH3，在高温下快速挥发而损失，使得堆肥中 TN含量迅速减少。随着堆肥的进行，有机质不断分解成CO2和H2O而散失，堆体的体积随之减小，TN因此被浓缩而含量增加并在后期趋于稳定。前3d，T1和T2总氮含量无显著差异(P>0.01)，表明T2每天的氮素投加

量与高温损失的氮素量基本持平。第3天后，由于高温下NH3挥发损失的氮素大于新投加量，故T2处理TN含量显著低于T1(P<0.01)。堆肥结束后，T1和T2处理的氮素损失分别为15.16%和31.83%。因此，与T1相比，T2处理不利于氮素留存。

处理效率与能耗分析

T1、T2处理初始污泥投加量均为3.30kg(堆料4.80kg)。T1处理(间歇式堆肥)运行21d后，污泥处理量M1=3.30kg;T2处理累积污泥投加量共为20×0.267×(3.30/4.80)=3.67kg，则T2处理21d共处理污泥量为 3.30kg+3.67kg=6.97kg。故T2处理效率是T1的2.11倍。另外，因二者通风速率、转速等相同，即能耗相同，则单位堆体能耗T2比T1减少了 52.60%。因此，就污泥堆肥而言，连续式的投加方式在处理效率和节能方面显著优于间歇式。

通风速率对连续好氧堆肥效果的影响

对堆体温度的影响

T2、T3、T4堆体温度均先呈大幅上升后下降，再小幅升温-降温，最终趋于稳定的趋势(图6)。

T2、T3、T4等3个系列几乎同时达到高温阶段(大于50 ℃)，且分别在第 0.75、1.25和1.00天达到最高温度54.7、57.6和55.6℃;各堆体维持高温阶段的时间分别为1.75、2.00和1.25d，且最终温度分别稳定在45~46、47~48和44~45℃。通风量过大或过小，都会缩短高温期，显著降低堆体的温度(P<0.01)。通风速率影响空气的扩散和对流传质，从而影响堆体温度和氧气浓度，最适宜微生物活动的氧含量应超过10%。在通风速率较低的T2中，氧含量可能低于10%，没有足够的氧气来满足微生物的需求，使得反应生成热大于散失热量，高温持续时间缩短且最终温度较低;T4通风速率过大，氧含量过剩，使得堆肥物料与气体之间的表面对流增强，导致热损失增加。而T3通风速率既能满足微生物自代谢活动的需要，又不会因为通风速率过大而带走过多的热量，是最适的通风速率。

对堆体含水率的影响

T2、T3、T4等3个系列含水率均呈先略微上升后持续下降的趋势(图7)。

这是因为堆肥前期易分解有机物氧化分解剧烈，产生的水分多;之后由于处于高温阶段，堆体温度较高，水分蒸发快，含水率逐渐下降;另外，易分解有机物逐渐减少，产生的水分减少且通风带走的水分大于产生的水分。这与梨形筒式反应器用于人粪便堆肥的研究结果不一致，原因可能是人粪便中易降解有机质多，且接种微生物促进了人粪便堆体中的较难降解物质的降解，产生更多的水分所致。3个系列堆肥结束时的含水量分别由初始的59.46%、59.85%和60.08%下降43.74%、42.56%和43.25%。在实验条件范围内，增大通风速率可以显著降低堆体含水率(P<0.01)，然而，通风速率过大，效果不显著(P>0.01)。从堆体减容角度考虑，T3堆体的通风速率(1.95L·min-1)是最适通风速率。

对堆体TN的影响

3种通风速率下，TN变化趋势基本相同，均表现为先略有下降，再上升，最后逐渐下降趋于稳定(图8)。

堆肥快速升温期 (第1天)，堆料中微生物的代谢旺盛，微生物对TN的利用速度大于含氮化合物的水解速度，导致TN有所下降。之后，含氮化合物的水解速度大于TN的利用速度，产生大量的铵根离子，导致TN上升。而后随着温度的升高，大量的铵以NH3形式挥发，造成TN下降。整个堆肥过程中，3种通风速率的氮素损失分别为36.27%、44.47%、45.54%，通风速率增大，氮素损失显著增大(P<0.01)。不同通风速率对厨余垃圾堆肥总氮的变化趋势一致。

结论

1)利用梨形筒式反应器进行脱水污泥堆肥，间歇式和连续式2种投加方式均可实现初期堆温高于50℃ 以上和堆体腐熟，达到使污泥减量化、稳定化和资源化的目的。

2)与间歇式堆肥相比，连续式堆肥堆体高温维持时间更长，堆肥结束后，堆体含水率更低，更利于堆体减容;堆体腐熟速度更快;处理效率是是间歇式堆肥的2.11倍，能耗降低了52.60%。但由于高温持续时间较长，氮素损失较间歇式堆肥大。

3)1.95L·min-1的通风速率污泥堆体的升温速率最快，高温反应维持时间更长，更利于梨形筒式反应器对脱水污泥的腐熟、减量和无害化。

原标题：【固体废物处理与资源化】投加方式和通风速率对脱水污泥堆肥效果的影响

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