污泥堆肥是一種很好的土壤改良劑。當堆肥被用於農田，可以增加有機質，改善土壤結構，減少肥料的使用量，並且可以減輕土壤的潛在侵蝕。
基本介紹
- 中文名：污泥堆肥
- 外文名：Sludge compost
- 類別：很好的土壤改良劑
- 優點：改善土壤結構，減少肥料的使用量
- 缺點：費時、臭氣污染、易受天氣影響
- 學科：水利工程
定義,特點,堆肥優點,堆肥缺點,歷史,發展前景,
定義
堆肥是在一定條件下通過微生物的作用，使有機物不斷被降解和穩定，並生產出一種適宜於土地利用的產品的過程。
堆肥一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩種。好氧堆肥是在有氧情況下有機物料的分解過程，其代謝產物主要是二氧化碳、水和熱；厭氧堆肥是在無氧條件下有機物料的分解，厭氧分解最後的產物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產物，如有機酸等。厭氧堆肥於好氧堆肥相比較，單位質量的有機質降解產生的能量較少，而且厭氧堆肥通常容易發出臭氣。由於這些原因，幾乎所有的堆肥工程系統都採用好氧堆肥。
堆肥實際就是廢棄物穩定化的一種形式，但是它需要特殊的濕度和通氣條件以產生適宜的溫度。一般認為這個溫度要高於45℃，保持這種高溫可以使病原菌失活，並殺死雜草種子。在合理堆肥後殘留的有機物分解率較低並相對穩定，堆肥的臭味可以大大降低。堆肥還可以產生明顯的乾燥效果，這一點對於處理市鎮和工業污泥等潮濕物料非常有用。堆肥中有機底物的降解與乾燥過程同步進行能夠降低後續處理的費用，從而有利於增加堆肥的再利用或處置。
完整意義上的堆肥，是指在人工控制下，在一定的水分、C/N和通風條件下通過微生物的發酵作用，將廢棄有機物轉變為肥料的過程。通過堆肥化過程，有機物由不穩定狀態轉變為穩定的腐殖質物質，其堆肥產品不含病原菌，不含雜草種子，而且無臭無蠅，可以安全處理和保存，是一種良好的土壤改良劑和有機肥料。
特點
堆肥有兩個主要的優點：一是可以把令人討厭的廢棄物轉變為易於處理的物料；二是能創造有價值的商品即堆肥產品。但是不利的方面是，堆肥往往需要時間，也面臨眾多風險。人們不能簡單地把糞便堆在牲口棚的後面，然後打算幾個星期後得到好的堆肥產品；一個成功的堆肥企業如同其他任何工程一樣，需要長期積累經驗。
堆肥優點
堆肥的優點主要包括土壤改良、生產可出售的產品、改善糞便處理、提高土地利用、降低污染和衛生風險、殺死病原菌、使用堆肥作墊料替代物、抑制病害以及獲得處理或傾倒費。
1.土壤改良
2.可出售的商品
堆肥最具吸引力的特徵之一就是產品有市場。潛在的消費者包括庭院種植、園林、菜農、草坪種植者以及高爾夫球場經營者等。由於被看做一種廢棄產品，堆肥的價格變化很大，其價格主要由本地市場需求、堆肥質量以及原材料價格等決定。
3.改善糞便處理
堆肥可以減輕糞便的質量、水分含量和活性，便於處理，並在沒有臭氣和蒼蠅的問題下得到很好的貯存。
4.改善土地利用
堆肥和糞便都有肥料價值，都是良好的土壤改良劑。但是糞便堆肥後有點多：堆肥可以使糞便中的氮素轉變為更加穩定的有機氮；堆肥過程產生的熱量可以減少糞便中雜草種子的數量。
5.降低污染風險和臭味抱怨
農業生產特別是養殖業不斷規模化的過程中，養殖糞便和臭氣開始成為一種負擔而不是財富。特別是對一些企業來說。堆肥可以減輕這些問題的影響。由於堆肥產品通常有需求，因此其出路就不是問題。堆肥可以貯存和處理的性質允許它可以被運到比糞便和其他原料更遠的地方。一個運行良好的堆肥設施基本不會產生臭氣和蒼蠅，堆肥還可以把氮轉變為不容易滲進地下水或者被徑流沖走的形態。
6.殺滅病原菌
當動物因為原生動物而產生腹瀉時，它的糞便中就含有大量的該原生動物的包囊。這些原生動物暴露在攝氏60℃的條件下30min可以被殺死。堆肥過程中的溫度可以達到攝氏60℃，但堆肥靠近表層的部分可能達不到這個溫度，翻堆可以使所有的原料都達到所需的溫度。
7.墊料替代物
堆肥被用在家禽和牲畜的墊料上。研究和試驗表明堆肥基本上是安全和有效的墊料。
8.抑制疾病
已經發現良好的堆肥可以在不使用化學藥物控制的情況下減輕植物的土傳染病害。堆肥的這種抑制病害的特點已經開始被廣泛地認識和認可。
堆肥缺點
堆肥的缺點包括費時、臭氣污染、易受天氣影響、市場銷售、原料分散等方面。
1.費時和成本高
像其他工程一樣，堆肥也需要設備、人力和管理。如果有現成機械和設備的話，堆肥的最初投入會非常低。這種方式對原料相對小的農場很合適，但是大部分中型、大型的堆肥廠已經發現僅利用現有設備會需要太多的人力，因此應購買專門的堆肥設備。堆肥設備中少的價格需要10萬左右，好一些的則需要100萬以上。
2.占用土地
堆肥場地、原料貯存以及堆肥成品的貯存都需要占用相當多的土地，有時甚至是建築用地。
3.臭氣污染
說堆肥沒有臭氣是失實的。儘管堆肥過程的最終產品是沒有臭氣的，但是用來堆制堆肥的有些原料確實會產生臭氣。知道他們被堆制前，這些活性的原材料，如糞便、污泥以及食品垃圾都能產生臭氣，特別是它們被放置一段時間後。如果處理不當，也可能在堆制過程中產生臭氣。
4.易受天氣影響
寒冷的天氣會降低堆肥物料的溫度，也使得堆肥過程變慢。它還可能導致其他的問題，如原料設備凍結。雨和雪的潛在影響更加嚴重，大的降雨量會增加堆肥混合物的水分，因此延長了堆肥的時間。
5.流失氮素的可能
堆制過的堆肥常常只含有新鮮糞便不到一半的氮素。一個好的糞便控制系統應該保留住絕大部分的氮素，堆肥實際上就代表了氮素損失的一條潛在途徑。但是，除了土壤混合和恰當的貯存，糞便中的氮素會很快釋放到大氣，最後可能比堆肥中的殘留的氮素還要少。
歷史
有機堆肥有著悠久的歷史，自古以來我國農村地區就普遍將秸稈、落葉、野草、動物糞便及墊圈料等堆積在一起，進行發酵製成肥料。據古書記載，我國公元六世紀就出現了“踏肥”，即廄肥的生產和利用；1591年就出現了“蒸糞法”，即堆肥的積制利用方法；1633年就開始了“釀糞法”，即漚肥的積制利用方法。
但是，真正對堆肥技術進行科學的探討則始於20世紀初。根據美國公用事業協會（APWP）報導，最早的堆肥工程工藝起於1925年的印度，英國的霍華德先生髮明了印朵兒法。它之所以成功是因為堆體會像預言的一樣可以發熱，而且不會腐敗。該方法的科學性表現在基質有了配方，另外有了操作的步驟描述。
後來為了促進堆肥的好氧發酵，又提出了被蓋洛爾法，即將固體廢物和人糞肥分層交替堆積，並使翻堆由一二次改為多次翻堆（堆積4-6月）。
1932年荷蘭VAM公司建立了歐洲第一個改良印多爾法的規模堆肥工廠其工藝稱為范曼奈發（Van Mannen），是將用水調節後，再室外堆積4-8月（厭氧分解），然後破碎、分選。
1933年在丹麥出現了丹諾堆肥工藝，這是一種運用轉鼓進行好氧發酵的方法，特點是發酵周期短，一般只需3-4天。
20世紀70年代以後，許多堆肥工藝不斷得到完善，一些新的工藝也被開發出來，如1972-1973年間美國農業部馬里蘭州的農業研究中心開發的通氣靜態堆工藝，也稱貝特斯維勒（BELTSVILIE）工藝。該工藝再美國得到了廣泛的套用，1990年有超過76座設備在運行。
發展前景
世界各國普遍採用的堆肥方法有靜態和動態堆肥兩種，如自然堆肥法、圓柱形分格封閉堆肥法、滾筒堆肥法、豎式多層反應堆肥法以及條形靜態通風等堆肥工藝，這些方法都在不斷發展和完善。
國內先後建成了一些機械化程度較高的堆肥廠，如無錫、杭州、武漢、上海等地的機械化堆肥技術包括較完整的前處理、發酵、後處理工藝和設備，其堆肥技術在產品質量、運行操作可控性、環境質量等方面的指標都達到了較高水平。天津市污水處理研究所在紀莊子污水處理廠進行的污泥高溫堆肥的試驗和研究中，探索出了一套少加甚至不加調節劑、簡單而便於操作管理的污泥堆肥工藝，同時提出了工藝流程和技術參數，為生產線的設計與建設提供了技術依據。以堆肥處理前、後消化污泥的提取液為試驗液，以草履蟲為試驗對象所進行的綜合毒性研究表明，兩者的半致死濃度相差近10倍，說明堆肥對毒性有機物的降解效果是顯著的。
1997年北京市環境保護科學研究院總結多年研究成果，吸取國內外各類機械堆肥裝置的優點設計、研製了污泥動態發酵器，該裝置效率高、能耗低，便於操作管理和設備化。根據所研製的設備，提出以污泥動態發酵器為核心的污泥制複合肥新工藝路線，建成了1條年產5000t複合肥生產的裝置。生產線包括污泥動態發酵器、混合攪拌器、圓盤造粒機、烘乾機、篩分機等組成，運行以後設備穩定可靠、經濟效益明顯。該研究提出的污泥動態發酵無害化及污泥制肥工藝，將在北京市高碑店等污水處理廠的污泥處理處置中得到套用，對於解決北京市的污水污泥處置問題，會起到很好的作用。可以說，該項技術的成果轉化和推廣套用已經有了良好的開端。
調查表明，我國每年畜禽糞便產生量約為19×10t，實際處理率不到10%。城市污水污泥的處理是一個世界性的難題，處置不當易造成環境二次污染。據統計全國共有污水處理廠約600座，根據污水處理過程中產生的污泥約為污水處理量的0.3%——0.5%計算，我國城市污水處理廠排放乾污泥約1.4×10t/a，並以10%——20%的速度遞增，未來可預測的污泥產量至少在1.0×10以上，污泥的處理處置已成為十分迫切的問題。
另外，從我國農業生產的發展和市場需求看，未來有機肥的發展潛力也十分廣闊。隨著我國農業產業結構調整和“三綠工程”的實施，優質、高效生態農業種植面積將逐年擴大，綠色食品、有機食品生產基地的擴大必然形成對有機肥的巨大需求。與此同時，國家對改善生態環境的巨大投入必將有效拉動林、草、花卉用肥需求的迅猛增長。
總體上，由於長期忽視對固體廢物的管理以及技術裝備等的不足，我國的堆肥產業仍處在一個發展初期，堆肥規模、堆肥廠的數量以及堆肥工藝水平基本停留在一個粗放式的簡單加工階段，與發達國家相比距離甚遠，未來各類有機固體廢棄物的處理任務將十分龐大，也預示著這一產業有著廣闊的發展空間。
