重庆市为了保证长江三峡成库后水质不受污染，保护好水环境，在中央政府的支持下，开始大规模地兴建污水处理厂，已有十几座规模在1～8万m³/d的污水处理厂在各区、县开工，将在明年投入运行，污水总处理量约为40万m³/d。同时，重庆市区也在实施鸡冠石和唐家沱两座大型污水处理厂，其近期污水处理能力达90万m³/d。在污水处理过程在，会产生大量污泥，其数量约占处理水量的0.3%～0.5%左右（以含水率为97%计），污泥中含有较多的有毒有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等；污泥中也含有大量的有用物质如植物营养素（氮、磷、钾）、有机物及水分等。如何将污泥无害化并进行有效利用是面临的一个重要问题。

重庆市目前在污染处置上采用的方法是进行填埋。各区、县的污水处理厂都将浓缩后的污泥直接进行机械脱水，鸡冠石和唐家沱两座大型污水处理厂 行中温消化去除有害菌和不良气味后进行机械脱水，使污泥含水率下降到80%以下，以减少体积和便于运输，再进行填埋。污泥填埋需要占用大量的土地，填埋中有害物质对环境的潜在污染仍然存在，其应用将受到越来越多的限制。目前国内也已经对污泥无害化、减量化和资源化的综合利用上也作了不少的探索，常用的方法是污泥好氧堆肥。污泥好氧堆肥可明显杀灭病原菌和寄生虫卵，使部分有机物转化为腐殖质，使污泥含水率降低而减量，使营养物质易于被植物吸收，促进植物生长，使土壤的理化及生物学性质改善。从而达到无害化、稳定化、减量化、资源化的目的。

重庆市有着广阔的农村，目前农肥仍以化肥为主，而化肥的长期使用已经被证明对农田是有害无益的，农田长期使用化肥，易使土壤板结。而污泥经好氧堆肥制成的肥料肥效高，所含有机质是园林和农作物良好的肥料，还可以作为土壤改良剂。因此污泥制作肥料是大有前景的。

1 城市污水处理厂污泥性质

污水处理厂产生的污泥性质与所接纳的污水成分有关，大多数城市污水都以生活污水为主，因此城市污水处理厂的污泥性质基本类似。我国城市污水处理厂的污泥中重金属含量一般小于《有机肥料、有机复混肥料》“DB31/250-2000”中对有机肥料、有机复混肥料无害化指标的标准限值，达到了有机肥标准，而且根据测定结果，污泥中的有机质为60%左右，远远高于标准中35%的含量，有机成分中如氮、磷、钾是园林和农作物良好的肥料，可以作为土壤改良剂，因此利用城市污水处理厂污泥制作肥料是完全可行的。

2 污泥好氧堆肥工艺浅析

污泥好氧堆肥工艺是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，在一定的条件（如温度、水分等）下，有控制地促进可生物降解的有机物向很稳定的腐殖质转化的生物化学过程。城市污水处理厂的污泥中富含微生物生活繁殖所需的营养成分，是理想的堆肥原料。污泥经过堆肥化处理，体积一般只有原体积的50%～70%，制得的成品是一类棕色的、泥炭般的腐殖质含量很高的疏松物质，故也称为“腐殖土”。

污泥好氧堆肥工艺利用好氧微生物（如杆菌、球菌和放线菌等）在氧气充足的条件下分解有机物，同时通过一定的温度杀灭病原菌和寄生虫卵的过程。污泥好氧堆肥工艺起初是采用条垛式发酵，通过定期充气或翻垛达到供氧通气的目的。这种野积式工艺设备简单，操作方便，投资费用低。这种生产过程存在着严重的臭味和尘土问题，卫生条件差。近年来日本、韩国以及欧美一些 相继研究开发出封闭仓式发酵系统。以机械方式进料、通风和排料，虽然设备投资较高，但是由于自动化程度高，周期短，日处理污泥量大，污泥处理后质量稳定，容易有效利用，而且可以有效地控制臭气和其他污染环境的因素，所以综合效益好。我国的一些城市也开始研究和应用这种污泥处置工艺，如上海市已准备在一些中、小型污水处理厂实施仓式好氧发酵工艺，拟改善污泥填埋处置现状。

污泥仓式好氧发酵工艺主要由一次发酵和二次发酵组成。

一次发酵一般在发酵仓内进行，通过强制通风（排气）和机械翻堆来供氧和排气，一次发酵初期温度为30～40℃，主要由中温菌先分解易分解物质，同时产生能量，使污泥温度升高。随着温度的上升，高温菌逐步取代中温菌在60～70℃的温度下对有机物进行快速分解，直至大部分有机物被分解，产生的热量逐步减小，温度也随之下降，污泥一次发酵完成。污泥一次发酵时间视发酵装置而定，一般需要2～10d。

二次发酵是使一次发酵后的污泥熟化，使尚未分解的有机物得到进一步分解，使污泥变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的腐殖土。二次发酵不需要大量的空气，一般靠自然通风和适当翻堆供给空气。污泥二次发酵时间通常在20～30d左右。

3 污泥仓式好氧发酵工艺主要参数

3.1 碳氧比（C/N）

碳是微生物所需能量的来源，氮是组成微生物的重要成分，微生物所需C/N约为5～10，发酵物料的C/N除满足微生物生长所需，还要为构成新的微生物提供能量，因此发酵物料的C/N控制在25～35左右。污泥C/N值为6～12，不能满足发酵要求，需添加C/N高的辅料。

3.2 含水率

水是污泥好氧发酵不可缺少的物质，但水分过多会妨碍氧气渗透到物料内部，使发酵速度降低。反之会影响微生物的活性，使分解速度减慢。因此，污泥仓式好氧发酵要求物料的含水率在50%～65%，污水处理厂脱水后的污泥含水率一般为75%～80%，须通过添加辅料来降低含水率。

3.3 供气量

在一次发酵时，微生物生长需要大量氧气，发酵过程中还需排气将热量和水分带出，因此污泥仓式好氧发酵的供气量应综合考虑上述因素。在一次发酵过程中，有机物氧化分解激烈，使得温度上升和水分增加较快，需要大量供气来满足供氧和排气的要求。由于污泥仓式好氧发酵一般采用自然进风、机械排气来提供新鲜空气，排气量大小随发酵仓温度和水分而变化，供气量（排气量）应按发酵仓温度和水分而变化，供气量（排气量）应按发酵仓内不利条件考虑，因此供气量（排气量）与发酵仓的形式和容积及当地的气象条件有关，通常根据试验数据和经验值确定。

3.4 温度

温度是污泥仓式好氧发酵的综合指标。除了直接影响微生物分解有机物的速度外，还要维持较高温度杀灭污泥中的病原菌等。根据卫生学要求，好氧发酵温度至少要达到55℃，才能杀灭病原菌和寄生虫卵。

近年来的许多研究发现，温度过高（大于70℃）会抑制微生物分解有机物的速率，因此污泥仓式好氧发酵的较佳温度一般为55～65℃，其综合效果较佳。

4 几种常用的污泥仓式好氧发酵工艺

污泥好氧发酵工艺形式很多，下面是两种适合中、小型污水处理厂的污泥仓式好氧发酵工艺。

4.1 机械翻拌式发酵工艺

该工艺采用混凝土结构的发酵仓，下部为长方形的发酵槽，一般深2～4m，上部是封闭建筑，设有进风、排气和除臭装置。污泥（含水率75%～80%）先加入适量的菌种和辅料，充分混合成发酵物料输入发酵槽内。槽内设有机械设备对物料进行翻拌，物料通过翻拌，不仅可以增加物料和空气的接触，满足供氧要求，还可以使发酵产生的水分和热量逸出，通过排气装置排除。发酵槽的翻堆机械型式很多，有链板式翻堆机、桨式翻堆机、螺旋杆式翻堆机等。

污泥在发酵仓内经过一次发酵后，运至污泥堆棚靠自然通风进行二次发酵，发酵后的污泥就可以制肥。机械翻拌式发酵时间一般需要35～40d，其中在发酵仓内进行一次发酵时间约为7～10d。

4.2 容器式高速发酵工艺

容器式高速发酵工艺是近年来国际上新开发的一种加速污泥发酵新技术。污泥的一次发酵是在一个封闭容器内进行，该容器配置了自动供气、排气、除臭、搅拌、加热、温控系统，它可以控制污泥发酵的温度、供氧量、水分等，使污泥在较佳的环境中进行发酵，大大缩短了一次发酵时间，并提高了污泥发酵的质量。

脱水后污泥先加入适量的菌种喝辅料，经充分混合后进入高速发酵机，高速发酵机可设置合适的发酵环境，污泥经过2d的一次发酵后，即可运至污泥堆棚靠自然通风进行二次发酵，二次发酵时间一般为20～30d，发酵后的污泥就可用作农肥。

5 主要技经指标

污泥仓式好氧发酵工艺作为污泥综合利用的一种方式可应用于已建或在建的污水处理厂中，以节省污泥填埋处置费用，并通过农肥售出收回投资。污泥仓式好氧发酵工艺与污泥填埋的技经指标比较见下表：

6 讨论与分析

重庆市为了保护长江三峡水库，拟建大量的中、小型污水处理厂，这些污水处理厂投入运行后会产生大量污泥，对污泥进行综合利用，符合可持续发展的政策。重庆市有着广阔的农村，城市污水又以生活水为主，污泥成分满足有机肥的要求，通过污泥好氧堆肥，有着很好的发展前景。

污泥仓式好氧发酵是一种新型好氧堆肥工艺，污泥在封闭的发酵仓进行一次发酵，采取机械方式进料、排料、搅拌、通风排气及除臭等，具有自动化程度高、堆肥周期短、质量稳定等优点，提高了污泥好氧堆肥的技术水平，满足了污泥制肥生产性要求。

污泥好氧发酵过程是充分利用污泥中的好氧微生物菌群的作用，凡是能影响这些微生物菌群活性的因素，将直接影响好氧发酵的速度和质量。因此，污泥仓式好氧发酵工艺主要参数是物料的碳氮化（C/N）、含水率、供气量及发酵温度等。

机械翻拌式发酵和容器式高速发酵工艺是两种适合中、小型污水处理厂污泥制肥的新技术，其管理方便、占地面积小、对环境影响小等，特别是容器式高速发酵工艺可以利用脱水机房的污泥堆棚作为生产场所，这样既不占地又节省投资，更是解决了脱水后污泥放置在污泥堆棚所产生臭味对周围环境的影响，因此容器式高速发酵工艺特别适合于已建污水处理厂的污泥制肥。

污泥综合利用后，可大大节省污泥处置费用，同时能减少城市垃圾填埋场的填埋量，使其有更多的容量用于城市垃圾填埋。以重庆市某县为例，该县城在建2万m³/d污水处理厂和150m³/d垃圾填埋场，污水处理厂产生约17m³/d污泥需运至垃圾填埋场填埋。若采用污泥仓式好氧发酵工艺制肥后，每年可节省污泥填埋处置费用约16万元，同时减少了填埋费，相当于该垃圾填埋场扩容13%。

污泥仓式好氧发酵工艺的经济效益很可观，若按生产服务期20年计算，投资回报率将达10%左右，完全可以进行市场化运作。