污泥处理厂CTB高温好氧工程

01　应用工程概况

城市污泥自动控制堆肥及其复合肥生产成套技术是由北京中科博联环境工程有限公司联合中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心开发，并在秦皇岛市污泥处理厂得到了工程应用，CTB自动控制污泥好氧发酵工程总造价为4950万元，占地面积为2.67hm2，主厂房面积为8900m2，附属车间面积380m2，办公楼面积1000m2，脱水污泥的投资成本为24.75万元/t。工程直接运行成本主要包括电费、油费、人工费和调理剂费用等，脱水污泥的直接运行成本为80～120元/t（不含设备折旧费）。

02应用工程的处理流程

工程采用的是CTB高温好氧发酵工艺，主要工艺流程如图1所示。

脱水污泥与有机调理剂、干化回填料混匀后，对物料水分、孔隙率、C/N等参数进行调节，将混匀的物料运入发酵仓内，然后在堆体中插入温度和氧气监测探头，启动发酵程序，主发酵程序通过温度、氧气探头检测的数据由Compsoft 3.0软件进行控制，鼓风机对堆体供氧，后熟阶段进行匀翻后熟稳定化，消除发酵的死角区域，发酵结束后，物料进行筛分，筛上物作为回填料进入下一个循环，筛下物作为营养成分外运。发酵过程中会有一定的NH3产生，发酵车间设有废气收集系统，废气经生物滤池收集处理后再排放。

（1）混料系统

混料系统的主要工艺设备及参数见表 1。

运进厂区的脱水污泥、筛分后的回填料、粉碎后的有机调理剂分别进入污泥料仓、回填料仓和调理剂料仓，料仓的出料速度可根据物料含水率及孔隙率状况进行调节。污泥料仓和回填料仓的出料落入皮带机1，调理剂料仓的出料落入皮带机2，皮带机1和皮带机2将脱水污泥、回填料和有机调理剂送入混料机，混料机将物料充分混匀，混匀的物料经皮带机3送入卡车运至发酵仓。

（2）自动监控发酵系统

高温发酵是污泥堆肥的核心环节，在好氧微生物作用下，堆体温度迅速升高到50～55℃以上，保持5～7d，病原菌、杂草种子被杀灭，不稳定有机物得到降解，达到污泥无害化的目的。发酵过程在发酵仓内完成，该工程共设20个发酵仓，为钢混结构，规格均为33m×5m×2.2m（长×宽×高），仓底穿孔板曝气，设计堆体最大高度为2.0m。3个发酵仓共用1台鼓风机，最大鼓风量为140m3/min，鼓风量由变频器调节，鼓风机的开启时间及风量由堆体发酵状态决定，过程由Compsoft 3.0软件控制。

将混合均匀的物料经卡车运进发酵仓，槽式多功能机将堆体平整到适宜高度并铺设3～ 5 cm保温除臭层，插入CTB温度探头和氧气探头，然后启动堆肥发酵控制程序。根据堆体温度、氧气含量及耗氧速率等参数决定鼓风机开启时间及工作频率，使堆体温度和氧气含量处于最佳状态，促进嗜热微生物快速生长繁殖，并有效防止堆体出现厌氧状态而产生H2S等恶臭气体。在好氧微生物作用下，堆体温度迅速升高，达到污泥无害化所需温度（55℃以上维持5～7d），在该阶段不稳定有机质得到降解，病原菌及杂草种子被杀灭，堆体含水率大幅下降。由于高温期堆体中大量易降解有机质被降解，在高温期结束后反应速率降低，堆体温度下降，堆体进入降温期，当堆体温度降低到30℃左右时，堆体进入后熟期，为了更加有效地降低物料含水率，避免高温期发酵的死角，后熟阶段采用匀翻机对堆体进行匀翻（频率为1次/d）。当堆体温度与环境温度接近时，堆肥发酵过程结束。

（3）筛分系统

发酵结束后，充分腐熟的物料进入筛分车间，并由皮带机输送进入筛分机，调理剂及大颗粒物料为筛上物，作为回填料进入下一个循环；筛下物为成品料，可作为营养土用于园林绿化、盆栽基质或有机肥原料，也可用于垃圾填埋场覆盖土。

（4）除臭系统

发酵车间是产生臭气的主要区域，该工程在发酵车间设有2套自主研发的H2S、NH3监测探头，探头采集的数据在线传输到控制室及车间环境状况监视屏，当车间的H2S、NH3 浓度超过《工作场所有害因素职业接触限值 第1部分：化学有害因素》（GBZ 2.1—2007）时，启动报警系统，并开启发酵车间气体收集系统。发酵车间总面积为5500m2，厂房高度为7m，其中发酵仓堆积物料所占空间约为6600m3，厂房净容积约为32000m3，设计换气次数为3次/h，故除臭系统处理规模为100000m3/h，采用生物滤池除臭工艺，占地面积为1000m2。该工程废气排放达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的二级标准。

03实际运行情况

发酵过程采用鼓风机曝气为主、匀翻机匀翻后熟为辅的供氧方式，保证了堆体的好氧状态，控制了恶臭气体的产生，车间及厂区空气质量均能满足设计标准；另外，发酵过程采用温度、 氧气联合反馈控制，自动化程度高，减轻了操作人员的劳动强度。该工艺具有高效、低耗的特点，已经在多项示范工程中进行，现已通过权威机构的质量认证。

污泥处理厂经过处理后污泥的含水率可以降低到40%左右，污泥中的病原菌和杂草种子均被消灭，成品可以用于园林绿化、垃圾填埋场覆盖土或者盆栽基质等。