温度是堆肥过程中重要影响因素之一,也是判定堆肥能否达到无害化要求的最重要指标之一。堆肥过程中,堆体温度应控制在45~65℃之间,但在55~60℃时比较好,不宜超过60℃;温度超过60℃,就会对有益微生物的生长活动产生抑制作用。堆肥是一个放热过程,若不加控制,温度可达75~80℃,温度过高会过度消耗有机质,并降低堆肥产品质量。

1.选择的堆肥方法

首先,根据堆料含水率的要求,将污泥与调理剂按照一定的体积比例混合,混合均匀后装入强制通风静态仓,用调理剂分别在穿孔板上铺设一层厚度为10~20cm的垫层和在堆体顶部铺设一层厚度为10~20cm的覆盖层。

堆体通风采用自然通风与强制通风相结合的方式。它分为两个阶段,在堆肥的第一阶段,堆体通风采用自然通风方式;在堆肥的第二阶段,根据不同堆料达到无害化的卫生要求设定堆体的控制温度为60℃,当堆体中心温度达到设定温度时,温度控制器控制离心风机,对堆体进行强制通风;当堆体中心温度低于设定温度时,时间控制器控制离心风机,对堆体进行强制通风(离心风机开机10~90s,关机20~60min),使堆体保持一段高温期,从而达到堆料无害化的卫生要求。

2.分析方法

在堆肥过程的不同时间分别在堆体的上层(距离顶部20cm)、中层(距离顶部65cm)和下层(距离底部20cm)采集若干样品,细心除去木屑、石块等杂物,混合均匀,过7mm筛。污泥堆肥过程中的测试指标为:堆体温度、含水率、有机质、pH值、大肠菌值和蛔虫卵杀灭率。它们的具体测定方法如下:

采用温度控制器和温度传感器测定堆体温度,每隔6h自动打印输出。

含水率:2~5g鲜样在105℃下烘24h。

有机质:烘干后的样品在550℃下灼烧4h。

pH值:称取2~5g鲜样,按照1/10(dryw℃ight/volum℃)的比例用去离子水浸提振荡2h,用pH计(pHS-3,pH/mVM℃t℃r,北京创业仪器厂)测试上清液。

大肠菌值和蛔虫卵杀灭率:采用GB7959-87附录的方法进行检测。

3.结论

（1）温度

环境温度对污泥堆肥过程的堆体温度有影响。实验(IV)~(VII)的堆体中层温度均能达到设定温度(60℃),并能保持一段高温期,在寒冷的冬季(气温为-14~5.0℃,平均气温为-5.1℃),实验(VII)的升温速率(0.23℃•h-1)低于其他实验的升温速率(0.53~0.65℃℃h-1)。本研究表明,在污泥堆肥过程,环境温度对堆体温度的正常升温影响不大,寒冷的气候对堆体中层温度的升温速率有影响。在寒冷的冬季,只要操作得当,污泥堆肥能顺利达到高温,并能维持一段高温期(约9d)。

（2）含水率

在堆肥过程的高速阶段,有机质和含水率均呈现下降趋势;在堆肥过程的后腐熟阶段,有机质和含水率的变化不大。采用木片和玉米芯为调理剂的污泥堆肥比采用麦壳和稻壳为调理剂的污泥堆肥有机质降解更快,水分去除更多。

同初始含水率和有机质含量相比,在高速阶段和后腐熟阶段结束时,实验(IV)的含水率分别降低了6.26%和2.11%,有机质分别降低了10.26%和7.00%;实验(V)的水率分别降低了11.90%和10.76%,有机质分别降低了8.94%和10.51%;实验(VI)的含水率分别降低了6.12%和增加了1.81%,有机质分别降低了12.29%和13.11%;实验(VII)的含水率分别降低了24.02%和20.27%,有机质分别降低了13.11%和18.47%。在实验(IV)~(VII)的后腐熟阶段,实验(IV)~(VII)的含水率略有回升,可能的原因是堆料分解所产生的水分因环境温度较低而蒸发缓慢,从而积累在堆料中。

在污泥堆肥过程,污泥与调理剂混合物的pH值应在6~9之间。本研究表明,这些实验的pH值变化范围均在6~9之间,因此不必对堆料的pH值进行调整。同实验结果也表明,在正常的污泥堆肥过程,堆料的pH值都具有在高温期上升,在后腐熟阶段趋于中性的特点。

（3）卫生标准

根据粪便无害化卫生标准(GB7959-87)，最高堆温达50~55℃以上持续5~7d,粪大肠菌值为0.01~0.1,蛔虫卵杀灭率为95%~100%。在不同的环境温度下,采用不同调理剂的污泥堆肥卫生学指标均能达到国家标准。