重慶市為了保證長江三峽成庫后水質不受污染，保護好水環境，在中央政府的支持下，開始大規模地興建污水處理廠，已有十幾座規模在1～8萬m3/d的污水處理廠在各區、縣開工，將在明年投入運行，污水總處理量約為40萬m3/d。同時，重慶市區也在實施雞冠石和唐家沱兩座大型污水處理廠，其近期污水處理能力達90萬m3/d。在污水處理過程在，會產生大量污泥，其數量約占處理水量的0.3%～0.5%左右（以含水率為97%計），污泥中含有較多的有毒有害物質，如寄生蟲卵、病原微生物、細菌、合成有機物及重金屬離子等；污泥中也含有大量的有用物質如植物營養素（氮、磷、鉀）、有機物及水分等。如何將污泥無害化并進行有效利用是面臨的一個重要問題。

重慶市目前在污染處置上采用的方法是進行填埋。各區、縣的污水處理廠都將濃縮后的污泥直接進行機械脫水，雞冠石和唐家沱兩座大型污水處理廠 行中溫消化去除有害菌和不良氣味后進行機械脫水，使污泥含水率下降到80%以下，以減少體積和便于運輸，再進行填埋。污泥填埋需要占用大量的土地，填埋中有害物質對環境的潛在污染仍然存在，其應用將受到越來越多的限制。目前國內也已經對污泥無害化、減量化和資源化的綜合利用上也作了不少的探索，常用的方法是污泥好氧堆肥。污泥好氧堆肥可明顯殺滅病原菌和寄生蟲卵，使部分有機物轉化為腐殖質，使污泥含水率降低而減量，使營養物質易于被植物吸收，促進植物生長，使土壤的理化及生物學性質改善。從而達到無害化、穩定化、減量化、資源化的目的。

重慶市有著廣闊的農村，目前農肥仍以化肥為主，而化肥的長期使用已經被證明對農田是有害無益的，農田長期使用化肥，易使土壤板結。而污泥經好氧堆肥制成的肥料肥效高，所含有機質是園林和農作物良好的肥料，還可以作為土壤改良劑。因此污泥制作肥料是大有前景的。

1 城市污水處理廠污泥性質

污水處理廠產生的污泥性質與所接納的污水成分有關，大多數城市污水都以生活污水為主，因此城市污水處理廠的污泥性質基本類似。我國城市污水處理廠的污泥中重金屬含量一般小于《有機肥料、有機復混肥料》“DB31/250-2000”中對有機肥料、有機復混肥料無害化指標的標準限值，達到了有機肥標準，而且根據測定結果，污泥中的有機質為60%左右，遠遠高于標準中35%的含量，有機成分中如氮、磷、鉀是園林和農作物良好的肥料，可以作為土壤改良劑，因此利用城市污水處理廠污泥制作肥料是完全可行的。

2 污泥好氧堆肥工藝淺析

污泥好氧堆肥工藝是依靠自然界廣泛分布的細菌、放線菌、真菌等微生物，在一定的條件（如溫度、水分等）下，有控制地促進可生物降解的有機物向很穩定的腐殖質轉化的生物化學過程。城市污水處理廠的污泥中富含微生物生活繁殖所需的營養成分，是理想的堆肥原料。污泥經過堆肥化處理，體積一般只有原體積的50%～70%，制得的成品是一類棕色的、泥炭般的腐殖質含量很高的疏松物質，故也稱為“腐殖土”。

污泥好氧堆肥工藝利用好氧微生物（如桿菌、球菌和放線菌等）在氧氣充足的條件下分解有機物，同時通過一定的溫度殺滅病原菌和寄生蟲卵的過程。污泥好氧堆肥工藝起初是采用條垛式發酵，通過定期充氣或翻垛達到供氧通氣的目的。這種野積式工藝設備簡單，操作方便，投資費用低。這種生產過程存在著嚴重的臭味和塵土問題，衛生條件差。近年來日本、韓國以及歐美一些 相繼研究開發出封閉倉式發酵系統。以機械方式進料、通風和排料，雖然設備投資較高，但是由于自動化程度高，周期短，日處理污泥量大，污泥處理后質量穩定，容易有效利用，而且可以有效地控制臭氣和其他污染環境的因素，所以綜合效益好。我國的一些城市也開始研究和應用這種污泥處置工藝，如上海市已準備在一些中、小型污水處理廠實施倉式好氧發酵工藝，擬改善污泥填埋處置現狀。

污泥倉式好氧發酵工藝主要由一次發酵和二次發酵組成。

一次發酵一般在發酵倉內進行，通過強制通風（排氣）和機械翻堆來供氧和排氣，一次發酵初期溫度為30～40℃，主要由中溫菌先分解易分解物質，同時產生能量，使污泥溫度升高。隨著溫度的上升，高溫菌逐步取代中溫菌在60～70℃的溫度下對有機物進行快速分解，直至大部分有機物被分解，產生的熱量逐步減小，溫度也隨之下降，污泥一次發酵完成。污泥一次發酵時間視發酵裝置而定，一般需要2～10d。

二次發酵是使一次發酵后的污泥熟化，使尚未分解的有機物得到進一步分解，使污泥變成腐殖酸、氨基酸等比較穩定的腐殖土。二次發酵不需要大量的空氣，一般靠自然通風和適當翻堆供給空氣。污泥二次發酵時間通常在20～30d左右。

3 污泥倉式好氧發酵工藝主要參數

3.1 碳氧比（C/N）

碳是微生物所需能量的來源，氮是組成微生物的重要成分，微生物所需C/N約為5～10，發酵物料的C/N除滿足微生物生長所需，還要為構成新的微生物提供能量，因此發酵物料的C/N控制在25～35左右。污泥C/N值為6～12，不能滿足發酵要求，需添加C/N高的輔料。

3.2 含水率

水是污泥好氧發酵不可缺少的物質，但水分過多會妨礙氧氣滲透到物料內部，使發酵速度降低。反之會影響微生物的活性，使分解速度減慢。因此，污泥倉式好氧發酵要求物料的含水率在50%～65%，污水處理廠脫水后的污泥含水率一般為75%～80%，須通過添加輔料來降低含水率。

3.3 供氣量

在一次發酵時，微生物生長需要大量氧氣，發酵過程中還需排氣將熱量和水分帶出，因此污泥倉式好氧發酵的供氣量應綜合考慮上述因素。在一次發酵過程中，有機物氧化分解激烈，使得溫度上升和水分增加較快，需要大量供氣來滿足供氧和排氣的要求。由于污泥倉式好氧發酵一般采用自然進風、機械排氣來提供新鮮空氣，排氣量大小隨發酵倉溫度和水分而變化，供氣量（排氣量）應按發酵倉溫度和水分而變化，供氣量（排氣量）應按發酵倉內不利條件考慮，因此供氣量（排氣量）與發酵倉的形式和容積及當地的氣象條件有關，通常根據試驗數據和經驗值確定。

3.4 溫度

溫度是污泥倉式好氧發酵的綜合指標。除了直接影響微生物分解有機物的速度外，還要維持較高溫度殺滅污泥中的病原菌等。根據衛生學要求，好氧發酵溫度至少要達到55℃，才能殺滅病原菌和寄生蟲卵。

近年來的許多研究發現，溫度過高（大于70℃）會抑制微生物分解有機物的速率，因此污泥倉式好氧發酵的較佳溫度一般為55～65℃，其綜合效果較佳。

4 幾種常用的污泥倉式好氧發酵工藝

污泥好氧發酵工藝形式很多，下面是兩種適合中、小型污水處理廠的污泥倉式好氧發酵工藝。

4.1 機械翻拌式發酵工藝

該工藝采用混凝土結構的發酵倉，下部為長方形的發酵槽，一般深2～4m，上部是封閉建筑，設有進風、排氣和除臭裝置。污泥（含水率75%～80%）先加入適量的菌種和輔料，充分混合成發酵物料輸入發酵槽內。槽內設有機械設備對物料進行翻拌，物料通過翻拌，不僅可以增加物料和空氣的接觸，滿足供氧要求，還可以使發酵產生的水分和熱量逸出，通過排氣裝置排除。發酵槽的翻堆機械型式很多，有鏈板式翻堆機、槳式翻堆機、螺旋桿式翻堆機等。

污泥在發酵倉內經過一次發酵后，運至污泥堆棚靠自然通風進行二次發酵，發酵后的污泥就可以制肥。機械翻拌式發酵時間一般需要35～40d，其中在發酵倉內進行一次發酵時間約為7～10d。

4.2 容器式高速發酵工藝

容器式高速發酵工藝是近年來國際上新開發的一種加速污泥發酵新技術。污泥的一次發酵是在一個封閉容器內進行，該容器配置了自動供氣、排氣、除臭、攪拌、加熱、溫控系統，它可以控制污泥發酵的溫度、供氧量、水分等，使污泥在較佳的環境中進行發酵，大大縮短了一次發酵時間，并提高了污泥發酵的質量。

脫水后污泥先加入適量的菌種喝輔料，經充分混合后進入高速發酵機，高速發酵機可設置合適的發酵環境，污泥經過2d的一次發酵后，即可運至污泥堆棚靠自然通風進行二次發酵，二次發酵時間一般為20～30d，發酵后的污泥就可用作農肥。

5 主要技經指標

污泥倉式好氧發酵工藝作為污泥綜合利用的一種方式可應用于已建或在建的污水處理廠中，以節省污泥填埋處置費用，并通過農肥售出收回投資。污泥倉式好氧發酵工藝與污泥填埋的技經指標比較見下表：

6 討論與分析

重慶市為了保護長江三峽水庫，擬建大量的中、小型污水處理廠，這些污水處理廠投入運行后會產生大量污泥，對污泥進行綜合利用，符合可持續發展的政策。重慶市有著廣闊的農村，城市污水又以生活水為主，污泥成分滿足有機肥的要求，通過污泥好氧堆肥，有著很好的發展前景。

污泥倉式好氧發酵是一種新型好氧堆肥工藝，污泥在封閉的發酵倉進行一次發酵，采取機械方式進料、排料、攪拌、通風排氣及除臭等，具有自動化程度高、堆肥周期短、質量穩定等優點，提高了污泥好氧堆肥的技術水平，滿足了污泥制肥生產性要求。

污泥好氧發酵過程是充分利用污泥中的好氧微生物菌群的作用，凡是能影響這些微生物菌群活性的因素，將直接影響好氧發酵的速度和質量。因此，污泥倉式好氧發酵工藝主要參數是物料的碳氮化（C/N）、含水率、供氣量及發酵溫度等。

機械翻拌式發酵和容器式高速發酵工藝是兩種適合中、小型污水處理廠污泥制肥的新技術，其管理方便、占地面積小、對環境影響小等，特別是容器式高速發酵工藝可以利用脫水機房的污泥堆棚作為生產場所，這樣既不占地又節省投資，更是解決了脫水后污泥放置在污泥堆棚所產生臭味對周圍環境的影響，因此容器式高速發酵工藝特別適合于已建污水處理廠的污泥制肥。

污泥綜合利用后，可大大節省污泥處置費用，同時能減少城市垃圾填埋場的填埋量，使其有更多的容量用于城市垃圾填埋。以重慶市某縣為例，該縣城在建2萬m3/d污水處理廠和150m3/d垃圾填埋場，污水處理廠產生約17m3/d污泥需運至垃圾填埋場填埋。若采用污泥倉式好氧發酵工藝制肥后，每年可節省污泥填埋處置費用約16萬元，同時減少了填埋費，相當于該垃圾填埋場擴容13%。

污泥倉式好氧發酵工藝的經濟效益很可觀，若按生產服務期20年計算，投資回報率將達10%左右，完全可以進行市場化運作。