3.3 条垛式污泥堆肥

条垛污泥堆肥系统是一个开放式堆肥系统，由传统的堆肥系统发展而来，即将混合好的固体废物在巨大的堆场堆成条垛状，并定期进行机械或人工翻堆，有机物在好氧条件下进行分解。污泥堆肥堆体需要通风，一般采用自然通风和机械搅拌这两种方式达到通风要求。条垛系统一般露天放置，这是为了实现良好的通风条件，但是在翻堆时会产生大量的臭气，不易控制。而它的优点在于操作灵活，污泥处理量大，适合多种堆肥原辅料以及运行成本极低，目前已经得到了广泛的应用。这种堆肥工艺的实施场地需建在周边没有居民的地方，最好是田野中央。

早在1925年，印度的AlbertHoward提出了一种新的堆肥工艺，这种堆肥工艺实质上就属于条垛堆肥系统。他将垃圾、厩肥、大粪、土壤、稻草或木材类物质等堆成层直到1.5m高，堆制时间一般是120～180d，期间手工翻堆若干次，这种工艺经印度农业研究委员会改进之后被广泛应用。1931年提出的VAM工艺是Indore工艺的改进，主要用于堆制垃圾。1972年美国的LosAngeles第一次用条垛堆肥系统处理污泥。据统计，在美国采用条垛系统处理污泥的厂家占污泥堆肥厂的1/5左右。现代的条垛系统配套的场地更大、设备更先进、处理能力更大，已广泛地用于堆制包括粪便、污水污泥、树叶和庭院废弃物等多种有机废弃物。

3.3.1 条垛堆肥的规格

条垛式污泥堆肥系统必须具有适当的规模，如果堆体太小，则保温性差，水分散失过快，在高温期维持不了足够长的时间，导致产品腐熟度达不到要求，而且对比大的堆体，单位面积处理的污泥量较小；如果堆体过大，堆肥堆体中心通风不好，发酵周期长，易产生厌氧发酵损失有机质及氮素等营养元素。因此，堆体的规格在发酵过程中至关重要。条垛的高度、宽度和形状随原料的性质和翻堆设备的类型而变化。条垛的断面可以是梯形、不规则四边形或三角形，常见的堆体高1～3m、宽2～8m，条垛堆体的长度可根据堆肥物料量和堆场的实际位置来决定，一般在30～100m，有些文献中认为其长度不限。最常见的污泥堆肥料堆尺寸为底宽3～5m、高2～3m，其横截面大多呈三角形。最常见的露天的条垛式堆肥如图3-2所示。

图3-2 露天条垛式堆肥

3.3.2 条垛堆肥的通风

条垛式污泥堆肥的氧气主要来自两个方面：一方面是通过条垛里的热气上升造成的自然通风或是通过强制通风来供应；另一方面是通过翻堆过程中的气体交换。

在强制通风中，空气在鼓风机的作用下进入条垛下部，从物料空隙渗透整座堆体。采用物料静止不动，通过地面管道强制通风的方式供氧发酵。通风方式可采取正压通风、负压通风或者两者相结合的方式。一般来说，通风的速率由条垛的孔隙度决定，太慢的话容易导致堆体中心区出现厌氧区，产生大量臭气；速率过快不利于其温度的积累，散热过快，堆温不足以杀灭病原体和杂草种子。

在污泥堆肥过程中，需要对堆体进行周期性翻动，使其结构得到调整，翻堆主要是依靠专门的翻堆器械完成。这些器械可大大节省时间及劳动力，使原料能够充分混合，物料发酵更加均匀。这些设备中，一部分是依靠农场拖拉机牵引，一部分自身具有驱动系统；另一部分机械装载在条垛旁的卡车或者货车上面，由它们驱动。翻堆的频率根据堆体的具体情况而定，包括外界温度，堆体大小，添加剂的使用等。在春、夏、秋这三个季节中，因为堆体的平均温度比较高，一般不会影响堆体升温，所以一般采用每天翻一次，或者隔一天翻一次这样频繁的翻堆方式，以保证堆体在好氧情况下正常发酵。而在冬季堆肥时外界温度较低，第一次翻堆时间应在成堆后3～4d，翻堆间期也应该根据堆体的实际温度而定。在添加剂的使用上，当使用稻草、谷壳、干草、干树叶、木片或锯屑作调理剂且与污泥形成的混合物的含水率约为60%时，成堆后第3天翻堆，然后每隔一天翻一次堆直至第四次，从第四次翻堆后，每隔4d或5d翻一次堆。如果用废纸作调理剂，只要混合物含水率不超过50%，便可如上述翻堆。

3.3.3 条垛堆肥的场地要求

条垛式污泥堆肥系统对外界要求较高。首先要有足够大的空旷场地进行堆肥，要能容纳较大的翻堆机械在场地内灵活作业，而且场地的通风性必须要好，这有利于好氧发酵。尤其是堆场周边不能有社区或居民生活，最好是在野外空旷之地建设条垛式污泥堆肥系统。如果有条件，应当在堆场上建造一个大棚就可以减少冬季或者下雨时外界环境对于堆肥的干扰。其次，堆肥的场地应尽可能结实，这样大型的翻堆机或者是货车才能进入操作，而且尽可能是不透水的，这样堆肥过程中产生的污水可以收集起来，集中处理，避免了二次污染。通常用的地面材料是改性沥青或者是混凝土，也可以是碎石或者碳渣。场地最好有一定的坡度，便于堆肥渗液的流走。