万若环境ENS堆肥工艺及在北京庞各庄污泥堆肥厂的应用
来源：万若(北京)环境工程技术有限公司 阅读：4591 更新时间：2011-07-26 09:24本文分析污泥堆肥过程的不同影响因素，介绍万若环境ENS污泥堆肥技术与工艺，介绍该技术在北京庞各庄污泥堆肥厂的应用。
1 污泥堆肥方法简介
污泥堆肥可以有很多形式，以下简要归纳各种形式并分析各自的工程应用效果：
（1）自然堆制：这种方法可以有限制地应用于农业废物或园林垃圾，由于污泥的透气性极差及含水率很高，这种方法原则上讲不适用于污泥堆肥。
（2）堆垛加机械翻堆：由于污泥物料的致密性，这种堆肥方法通常臭气排放较大，发酵周期长。
（3）强制通风的污泥条堆：堆肥以条堆的形式并辅以强制通风，发酵过程中伴以间歇的翻堆过程。实际中，当污泥堆及翻堆操作控制不好的时候，会出现通风口被堵，进而出现局部或全部条堆出现类似于（2）的堆肥形式。另外如果系统设计不理想或者通风控制不当，会出现较多臭气排放或者发酵温度过低。
（4）强制通风的污泥料仓：这种方法原则上与强制通风的污泥条堆相同，只是将污泥置于反应器或发酵仓中，从而垛可以堆的更高一些。实际应用中也会出现（3）中所述问题。另外，由于污泥物料的特点，应避免物料过高而引起的自压实作用。除此之外，设计中要充分考虑污泥进出料作业，为车辆留有足够空间。
2 污泥堆肥工程中的重要影响因素
从堆肥物料的角度，有以下主要因素：
（1）空隙率（透气率）
机械脱水后的污泥本身通常是透气率极差的物料。堆肥发酵过程的重要前提是系统中需要生化反应所必须的氧气。所以污泥堆肥中几乎没有例外的要添加结构性物质（调整剂），如秸秆、木屑、园林垃圾等，以保证系统中空气的流动进而为生化降解提供氧气。
（2）含水率
污泥本身含水率高，但影响生化反应的倒不是水本身，而是由于含水率高而导致的物料透气性差。添加锯末等调理剂可以吸收一部分水分，进而改善透气性，但添加量大会导致成本增加。所以实际工程中一是要追求机械脱水污泥的高含固率，二是增加堆肥后污泥的返混量。
（3）碳氮比
大量文献将污泥堆肥中添加结构物质或调整剂（如秸秆、木屑、园林垃圾等）归结为改善、调整堆肥物料中的碳氮比，但这种说法并不能得到准确的证明，因为所加入系统的这些调整剂中的碳通常是木质素、纤维素这类生化难降解物质。添加了这些物质，与其说是改善系统碳氮比倒不如说是增加了系统的透气性。
以下是堆肥过程需要优化的关键影响因素：
（1）供氧与通风量的优化
（2）温度与热平衡的优化
（3）湿度保持与强制脱水的优化
（4）好氧状态及气味物质抑制的优化
3 ENS污泥堆肥工艺
3.1 基本原理与工艺
ENS污泥堆肥技术与工艺基于作者在欧洲业内前沿对堆肥动力学、热力学和反应工程的研究与工业实践。近年来在中关村专利创新基金、国家科技支撑计划项目的支持下万若环境针对中国的具体应用条件又进一步进行了研发、优化和国产化，形成了一整套独具特色的专利、专有技术，主要包括：
- 污泥堆肥的预混合技术与工艺理念
- 污泥堆肥的“柔和”通风、布风技术
- 温度控制与反应加速技术
- 污泥生物干化技术
- 堆肥的臭味源头控制技术
- 堆肥的氧气-温度在线检测与智能化控制技术
针对传统堆肥中存在的误区，如夸大机械化和翻堆、忽略湿泥混料的微观混合、过量通风及布风不合理、过程不控制或控制不合理等，ENS污泥堆肥工艺技术的特点体现在以下几个环节：
（1）强化污泥堆肥前的预混合与污泥结构改性；
（2）减少和避免传统意义上的翻堆操作；
（3）实时在线检测堆肥中的氧与温度，实时控制系统的氧气含量、温度和通风；
（4）利用氧-温度、通风、湿度的相互关系，建立控制模型；
（5）对全过程实施智能化控制；
（6）采用柔和通风技术，降低能耗及气味产生；
（7）系统可在敞开或者密闭的条件下实施，绝大多数情况下不需要除臭设施。
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3.2. 特点与工程效果
（1）把握系统的关键，去繁就简。通过独特的设计保证系统均匀布气，通风系统简单、可靠、布气均匀、维护量低。
（2）采用先进、独特的技术，实现氧气、温度可靠的在线监测与联合控制。
（3）智能化控制系统具有生物干化的优化功能，在低能耗的前提下加速污泥干化。14天内含水率降至约40%。
（4） 采用独特的检测和控制技术实现发酵温度高（50-70oC），周期短, 可在10-14天内实现污泥无害化、稳定化。
（5）通过优化的设计与控制有效控制臭气发生量，通常不需要除臭设施。如该工艺在上海城区（紧邻住宅区）的污水处理厂对污泥堆肥，不需除臭装置。
（6）能耗最低，本技术实现通风耗电6-12度电/每吨污泥。
（7）本工艺对调理剂的短缺和较高的水分的物料具有较大承受能力。
4 北京排水集团庞各庄污泥堆肥升级改造工程
北京排水集团的庞各庄污泥处置厂原设计采用污泥条堆堆置和机械翻抛工艺，存在发酵时间长、处理能力低、气味较严重等问题。
自2009年9月至11月，万若环境在现场采用ENS工艺进行了一系列工业实验验证。在此基础上，于10年1月开始动工，2月底完成东棚I期的升级改造。
堆肥方式仍然保留了原来的条堆形式，其优点在于对于处理能力大的堆肥设施，进出料作业简单、灵活，效率高、能耗低。通过改造地面，以较小的土方工程完成了强制通风布风系统。增加了全系统的温度、氧含量在线监测与控制，增加了通风优化控制系统，增加了系统的操作的智能化控制。东棚I期升级改造针对东棚的北半部进行，设计能力每天130吨。10年3月已投入试运行。
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5 小结
实际应用显示，万若环境ENS堆肥工艺土建简单，运行能耗低，作业方便，施工周期短。庞各庄污泥堆肥升级改造后的试运行结果显示，与原有工艺相比，处理能力、发酵速度、干化速度、发酵温度以及气味控制均得到显著改善。
