污泥高溫好氧發(fā)酵的原理及工藝是什么？

一、污泥高溫好氧發(fā)酵的定義

什么是污泥高溫好氧發(fā)酵TAF（Thermophilic Aerobic Fermentation）∶是指污泥在以某種形式的有氧的條件堆放過程中，污泥中的有機(jī)物在好氧微生物的作用下，發(fā)酵和分解。好氧發(fā)酵是放熱反應(yīng)，期間溫度升至55℃以上，故經(jīng)過發(fā)酵，污泥一方面得到穩(wěn)定；另一方面污泥中的病原菌得到殺滅。其也俗稱為∶好氧堆肥。

由于好氧發(fā)酵后的污泥也僅完成了污泥穩(wěn)定的要求，其還達(dá)不到污泥施用土地的產(chǎn)品要求，故這種穩(wěn)定化方式稱為"固態(tài)好氧發(fā)酵"比稱"好氧堆肥"更加合理，以避免產(chǎn)生按此種方式穩(wěn)定后既成肥料的誤解。

污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機(jī)殘片、菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高（可高達(dá) 99%以上），有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運(yùn)輸，但它很難通過沉降進(jìn)行固液分離。

二、污泥好氧發(fā)酵的原理

污泥好氧發(fā)酵是一種無害化、減容化、穩(wěn)定化的污泥綜合處理技術(shù)，亦稱好氧堆肥技術(shù)。在合適的水分，通氣條件良好，氧氣充足的條件下，利用好氧嗜熱菌、嗜熱菌的作用，使微生物繁殖并降解有機(jī)質(zhì)，從而產(chǎn)生高溫，殺死其中的病原菌及雜草種子，使有機(jī)物達(dá)到穩(wěn)定化，形成一種類似腐殖質(zhì)土壤的物質(zhì)的過程。好氧微生物通過自身的生命活動(dòng)，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無機(jī)物，同時(shí)釋放出可供微生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生出更多生物體。與污水處理中活性污泥法一樣，污泥堆肥工藝中也需要依靠各類微生物的作用來實(shí)現(xiàn)污泥的腐熟，轉(zhuǎn)為腐殖質(zhì)肥料。由于各污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)有較大區(qū)別，污泥成分也不同，所以在進(jìn)行污泥堆肥過程中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況， 投放微生物菌劑，改善通風(fēng)條件和選擇合適輔料。污泥好氧發(fā)酵的流程主要為進(jìn)料、混料、一次發(fā)酵、二次發(fā)酵組成。

三、選擇高溫好氧發(fā)酵處理工藝的好處

高溫好氧發(fā)酵過程是穩(wěn)定化過程∶通過好氧微生物的生物代謝作用，使污泥中有機(jī)物轉(zhuǎn)成富含植物營(yíng)養(yǎng)物的腐殖質(zhì)。

高溫好氧發(fā)酵過程是去菌過程∶代謝過程中產(chǎn)生熱量，可使堆料層溫度升高至60℃以上，持續(xù)時(shí)間15到20天，可有效去除病原體、寄生蟲卵和雜草種子。

高溫好氧發(fā)酵可以確保發(fā)酵產(chǎn)品不會(huì)抑制植物生長(zhǎng)∶發(fā)酵充分的發(fā)酵產(chǎn)品其耗氧速率應(yīng)小于0.1（O2%）/min。用于土地不會(huì)燒苗。由于發(fā)酵產(chǎn)品含水率小于40%，也降低了霉變的風(fēng)險(xiǎn)。

高溫好氧發(fā)酵產(chǎn)品能夠滿足填埋要求∶發(fā)酵產(chǎn)品含水率小于40%，無機(jī)化程度高，無臭氣，吸附性好。

四、污泥好氧發(fā)酵的類型

根據(jù)工藝類型、物料運(yùn)行方式、發(fā)酵反應(yīng)器形式、供養(yǎng)方式，污泥的好氧發(fā)酵分類如下∶按工藝類型可分為一步發(fā)酵工藝和兩步發(fā)酵工藝；按反應(yīng)器形式可分為條垛式、倉槽式、塔式；按供氧方式可分為強(qiáng)制通風(fēng)（鼓風(fēng)或抽風(fēng)）和自然通風(fēng)；按物料運(yùn)行方式可分為靜態(tài)發(fā)酵、動(dòng)態(tài)發(fā)酵和間歇?jiǎng)討B(tài)發(fā)酵等。

目前常用的發(fā)酵工藝分別是條垛式發(fā)酵、通氣靜態(tài)槽式發(fā)酵、容器發(fā)酵三種方法。

如何選擇污泥處理工藝∶污泥如何處理——一定要按照污泥處置的方式和要求來確定。就像污水處理采用何種工藝、達(dá)到何種出水標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)出水的受納水體功能來決定一樣。所以，污泥如何處理，首先要明確污泥如何處置，也就是說，應(yīng)該先要明確污泥到哪去、做什么。

五、選擇高溫好氧發(fā)酵處理工藝的理由

污泥經(jīng)高溫好氧發(fā)酵處理后，必要時(shí)，可以進(jìn)行成分調(diào)整和再加工；在有毒有害物質(zhì)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，可以滿足土地利用處置的要求。

在有毒有害物質(zhì)不能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，發(fā)酵產(chǎn)品可以進(jìn)行填埋，也可以作為填埋場(chǎng)覆蓋材料。其對(duì)臭氣有良好的吸附作用。

由于發(fā)酵產(chǎn)物含水率低于40%，也可以用作污泥干化處理手段。

高溫好氧發(fā)酵投入少、設(shè)施設(shè)備簡(jiǎn)單、操作管理方便、運(yùn)行成本低，所以適用于中小型（污水處理設(shè)計(jì)能力≤20萬m3/d）城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理。

六、污泥高溫好氧發(fā)酵罐

操作人員在外界通過調(diào)節(jié)原料的水分、氧氣含量和溫度，為好氧菌提供活性條件，使其進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵的技術(shù)，微觀上說就是利用微生物的活性進(jìn)行有氧呼吸，將廢棄物中的有機(jī)質(zhì)通過生物分解，從而達(dá)到無害化、穩(wěn)定化、減量化、資源化利用的一體化污泥處理設(shè)備。污泥高溫好氧發(fā)酵后的產(chǎn)品，可用于土壤改良、園林綠化、垃圾填埋覆蓋土等。其特點(diǎn)能耗低，運(yùn)行成本低。并且設(shè)備占地面積小，自動(dòng)化程度高，一人操控有機(jī)肥發(fā)酵罐即可完成發(fā)酵處理過程。大大的減少生產(chǎn)過程中人力物力的投入，極大地降低生產(chǎn)成本。