堆肥时间短、占地面积小

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1、郑国砥博士/副研究员zhenggd@igsnrr.ac.cn中国科学院地理科学与资源研究所2012年5月12日污泥堆肥供氧策略优化及其风险控制土地利用的主要疑虑病原菌传播化学物质烧苗病虫害、杂草控制恶臭生物发酵＋土地利用，是资源节约型处置途径传统堆肥机械堆肥条垛式静态垛式反应器式强制通风静态垛堆肥投资、运行和维护成本低操作难度较小占地和堆肥期适中产品质量好条垛式堆肥系统：技术要求低，所需设备简单，成本投资低，但是堆肥时间长、占地面积大发酵仓系统：较高的机械化和自动化水平，堆肥时间短、占地面积小，但是需要很高投资成本和运行费用强制通风静态垛系统：目前最为普遍采

2、用的堆肥系统，与发酵仓系统相比，其设备投资和运行成本相对低，其堆肥时间短。美国最为普遍采用的堆肥方式，占堆肥场总数的42.3%堆肥处理的主要工艺产品质量不稳定恶臭高能耗等问题－主要原因：缺乏良好的过程控制技术静态垛好氧堆肥工艺的常见问题强制通风静态垛堆肥：上堆后控制的唯一手段：通风配料混合上堆发酵下堆氧气传感器↙技术路线与难点棉麻作物土地复垦速生林木营养土专用复合肥生物处理(好氧高温发酵)城市污泥果树园林绿化蔬菜粮作牧草非食物链用途食物链用途填埋处置混料系统温度监控氧气监控粉碎造粒干燥配方难点生物干化必须解决的几个关键问题过程监测与控制控制臭味气体排放减低油

3、耗和运行成本减小占地面积无害化达标和产品出路堆肥几个值得关注的问题初期能否升温氨气的产生施用的环境风险初期的氧气供应受堆肥进程影响重金属的担忧堆肥过程控制策略简单的人工控制定时器控制温度反馈控制温度氧气联合反馈控制过程监测方法：手工监测单点温度监测多点温度监测氧气监测等其他监测方法发展。堆肥过程控制的发展实时监测和控制控制模式的选择数据的存储、查阅对于异常情况实时报警过程显示：包括堆体温度、氧气状况、风机状态等操作帮助……软件实现的主要功能试验研究堆体结构物料配比风机功率供氧策略改变途径优化堆体结构优化物料配比风机选型优化供氧策略改变途径氨气释放调控措施重金属

4、活性研究堆体结构物料配比风机功率减少氨气释放工程措施措施总浓度各形态浓度形态分配变化供氧策略优化及污染风险控制供氧策略优化方案研究------分层堆肥试验试验结果分层堆体上下部氧气的最高浓度高于不分层堆体，浓度下降速率低于不分层堆体结构调整对堆体升温的影响分层堆肥满升温快，满足无害化要求试验结果分层的堆体上下部温度均满足无害化处理要求试验结果供氧策略优化方案研究------不同物料配比试验试验结果堆体下部堆体上部试验结果供氧策略优化方案研究------不同物料配比试验供氧策略优化方案研究------不同功率风机试验试验结果供氧策略优化方案研究------不同

5、功率风机试验试验结果堆肥过程堆体温度变化试验结果堆肥过程VS变化堆肥过程中氨气释放的调控研究分层堆肥有效降低堆肥过程中氨气的释放浓度，采用大功率风机氨气释放浓度增加堆肥过程中氨气释放的调控研究试验结果堆肥过程中氨气释放的调控研究堆体氨气释放的浓度与堆料铵态氮的浓度相关性显著不改变整个堆体物料配比的情况下，采用分层堆肥，堆体下部适当减少污泥比例，上部增加污泥比例，可以改善堆体供氧，获得良好的堆肥效果，并对氨气挥发控制明显材料方法原料：脱水污泥Tessier连续提取法重金属形态分级F1－可交换态；F2－碳酸盐结合态；F3－铁锰氧化物结合态；F4－硫化物及有机结合态

6、；F5－残渣态堆肥对重金属活性的影响堆肥时间F1F2F3F4F5119.315.911.28.1245.4319.214.311.18.0247.5618.014.711.08.2947.91018.414.811.87.6747.41516.613.910.48.3050.72016.212.910.49.0151.62615.512.610.38.9452.73215.212.710.49.7652.0堆肥过程中Pb各形态分配百分比变化金属交换态碳酸盐结合态铁锰氧化物结合态硫化物及有机结合态残渣态Cd0.71-0.025.702.80-9.20Cr-2.3

7、8-0.91-0.40-17.721.4Cu-0.90-1.84-0.66-13.016.4Ni-0.40-6.90-8.50-6.9021.7Zn-0.61-0.017.8014.8-22.1Pb-4.10-3.20-0.801.646.60污泥堆肥后重金属形态分配增减百分比堆肥前后污泥中重金属的各形态间转化堆肥处理使重金属由有效性高的结合形态向有效性低的结合形态转化试验结果堆肥前后污泥中重金属的各形态间转化试验结果堆肥处理可以使污泥中重金属由有效态向无效态转化，降低城市污泥土地利用中重金属污染风险小结堆体温度剖面的半变异函数图堆体温度的空间变异性堆肥不

8、同部位的氧气变化过程氧气含量（％）时间