摘要:污泥堆肥技术原理主要基于好氧发酵理论，实现工艺目的的方式多种多样。污泥快速堆肥工艺（sact）根据预处理形式的差异分为a/b/c三个系列，在构筑物形式、设备形式、充氧模式、控制手段等方面进行了积极创新，使得sact工艺在工程应用的技术效果、经济性和安全性、可靠性方面取得显著进步。
随着我国对环境治理的不断深入，城镇普遍建设了污水处理厂；但是随着污水问题的逐步解决，脱水污泥的二次污染问题日趋显现。由于脱水污泥中含有超过50%的有机物和大量的水分，如果不加以处置，势必会对水体和土壤的生态安全构成威胁。
目前污泥处置的主流方法主要分为填埋、焚烧和堆肥三大类，与其它处置方式相比，堆肥处理不但可以达到污泥稳定的目的，同时处置的终端产物可以在农林绿化等方面加以利用，具有经济、简便、可资源化等优点。
1 污泥堆肥处置现状
污泥堆肥主要分为厌氧堆肥和好氧堆肥两种工艺过程。由于厌氧堆肥时间长，反应不彻底会产生甲烷气体等原因，目前在工业化堆肥中很少采用。好氧堆肥按照过程又可以分为静态堆和动态堆，而动态堆按照机械形式又可分为立式多段发酵槽、筒仓式发酵槽、卧式旋转发酵槽、卧式敞口发酵槽等。
目前西方发达国家的污泥农用比例较高，其中英国、比利时、卢森堡、荷兰、西班牙、葡萄牙、瑞典、瑞士等国超过50%的污泥采用堆肥方式处置，美国也有45%的污泥农用，即便是土地资源贫瘠的日本也有约10%的污泥是采用堆肥方式实现资源化利用的。
污泥好氧堆肥无论采用何种形式，原理基本相同，不同的是采用的方法，构筑物及设备的形式、充氧模式、控制手段等都会直接影响到工艺技术和经济的可行性。
2 污泥快速堆肥工艺sact介绍
sact工艺是依据高温好氧发酵原理，通过控制适合的外界条件，发挥有益菌群分解污泥中有机物并释放出能量的作用，达到杀灭有害细菌和病毒的目的，最终产物中的有效成分含量和微生物指标均满足农用标准，可实现污泥的减量化、无害化、资源化。
sact工艺的核心是基于卧式敞口发酵槽理论基础，通过构筑物形式、机械翻堆设备、自动进出仓系统等方面的改进，形成了完整的自动化堆肥系统理论。
sact工艺根据预处理阶段的不同，分为sact-a、sact-b、sact-c三个系列。系统的主要区别在预处理部分，工艺流程分别见图1、图2和图3。
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（1）sact-a系统的预处理采用晾晒，适用于北方干旱地区且项目用地较为宽裕的工程，优点是投资节省，运行费用低；
（2）sact-b系统的预处理采用外加干物料与脱水污泥机械混合，适用于附近有干物料来源的工程，但须保证全年干物料的供应；
（3）sact-c系统的预处理采用预干化设备，适用于占地面积有限且无法提供干物料来源的工程，运行费用相对较高（但远远低于污泥焚烧的费用）。
3 sact工艺特点
（1）系统不受自然气候影响，全天候高效运转
sact系统作为先进污泥堆肥技术的代表，克服了传统堆肥露天堆放受气候影响严重的问题，在封闭结构设计的前提下，充分利用了太阳能等自然条件，可最大限度地节约能源，保障全天候高效运转。
（2）仓式模块化系统容积率高，维护方便，适应远期扩建
sact系统的核心工序—好氧发酵采用特殊结构卧式发酵仓设计，与条垛发酵形式相比，可以实现连续进料，连续出料，并且在相同占地面积的条件下，容积效率可提高1倍（见图4）。
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（3）发酵过程精确控制，最大限度地提高效率，节省运行成本
sact系统采用强制曝气，系统能耗主要为电耗，针对这一特点，系统采用加装传感器的全自动翻堆设备，在线全过程监控堆体状态，调节最佳曝气量，发酵全过程精确控制，最大限度地提高了效率、节省了运行成本。
此外，精确控制对于缩短反应时间、减少n元素的损耗、增加产品肥效、减少除臭系统负荷均具有促进作用。
（4）发酵过程自动化控制，提高管理效率，杜绝事故发生
在污泥好氧发酵过程中，会产生大量nh3、h2s、ch4、voc等有毒有害气体，对现场操作人员存在严重的职业健康安全隐患，sact系统通过全自动进仓和全自动出仓系统的使用，使得整个污泥好氧发酵过程真正实现自动化控制，提高了管理效率，并可杜绝事故发生。
（5）完善的全封闭结构和除臭系统设计，消除了二次污染隐患
污泥好氧堆肥工程环境影响评价的最大问题就是对于周围居民的影响，完善的全封闭结构和除臭系统设计，可以彻底消除污泥堆肥的二次污染隐患。
4 示范工程
（1）唐山西郊污水处理二厂污泥资源化工程
唐山西郊污水处理二厂是世界银行贷款国际招标项目，该项目建设在污水处理厂内，日处理40吨脱水污泥。项目2005年底完工，经过试运转阶段，2006年3月通过验收，目前运转正常。
该污泥资源化项目采用完整sact-c系统，预处理采用1套污泥预干化设备，热源来自污水厂锅炉房；好氧发酵阶段采用 2 座独立卧式发酵槽和 2 台链式翻堆机，发酵槽底部布设曝气管路，通过鼓风机向物料堆内充氧，进料采用自动布料机，出料配备制肥设备 1 套。好氧发酵车间配套建设了生物除臭系统，采用传统生物滤池工艺，气体排放符合国家相关标准要求。
唐山西郊污水处理二厂有机复混肥料产品经过大田实验，取得了良好的使用效果，并已经通过国家检测，注册了商标，进入市场销售。
（2）北京大兴污泥消纳厂工程
北京大兴污泥消纳厂工程独立建设在北京城南大兴庞各庄，在使用功能上属于为高碑店污水处理厂的配套项目。距离高碑店污水处理厂50公里。项目建设用地面积1.4万m2。项目建成后可形成年处理10万吨污泥、年生产约3万吨有机肥料的生产能力。
项目采用sact-a系统，从2000年下半年开始筹建，2002年6月投入试运行，目前运转情况良好。
运行投产后主要经济指标：年处理污泥量10万吨；年生产有机肥2.8万吨；年生产复合肥0.05万吨；污泥处理费收入（含运费）650万元；有机肥收入200万元；复合肥收入40万元；年总产值890万元。
堆肥后形成的有机肥经过各项卫生指标测定，完全达到了农用标准，并获得北京农业局颁发的肥料认证。
5 结语
（1）污泥好氧堆肥无论采用何种形式，基本原理相同，但由于实现工艺目的的方式不同，故会影响到工程的技术效果、经济性和安全性、可靠性。
（2）选择污泥堆肥工艺应当结合自身特点，在充分考虑污泥成分和处理要求的同时，因地制宜，对工艺的投资、运行费用、职业健康安全特性、二次污染问题加以考虑。
（3）污泥堆肥需要注意的是重金属含量问题，若严格监控源污泥的重金属含量，合理确定成品的施用对象、施用范围和施用剂量，就完全可以满足绿化、林果、农业生产的实际需求。
参考文献：
田宁宁，王凯军，柯建明.环境科学与工程进展丛书—污泥处理处置技术及装置[m].北京：化学工业出版社，2003，246-251.