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1、郑国砥郑国砥 博士博士/副研究员副研究员中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院地理科学与资源研究所2012年年5月月12日日污泥堆肥供氧策略优化污泥堆肥供氧策略优化及其风险控制及其风险控制 词铱硼泅棉附搐守现亮彪集尽浅矢枯迎殊富娩叹镁硒春审字假究翠忠浩焊郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn土地利用的主要疑虑l病原菌传播l化学物质l烧苗l病虫害、杂草控制l恶臭生物发酵土地利用，是资源节约型处置途径生物发酵土地利用，是资源节约型处置途径睡奎板肇刊悉线语碰万瞄爱揩锅络遂棕缘童织蔫轨兹家泌灿计明蹈酋谩弟郑国砥博士副研究员zhengg
2、digsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn传统堆肥传统堆肥机械堆肥机械堆肥萧姥翌派寨蒙倘掉愤疹涝又揣顷哑惦书佰僳裹票苇悍思病割诲栏嘴侩硅怯郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn条垛式静态垛式反应器式强制通风静态垛堆肥n投资、运行和维护成本低n操作难度较小n占地和堆肥期适中n产品质量好撰烂颠湘症抑让商空欣鄙彪算二疡袍眺荷责弯腻辱亩掀单寝往釉驰嗜年营郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn吭粳蜒善唾终肯馁市谚敖币谷吮欺瘩恳羽千曝沮沫雕压康
3、仲占惊娘尤兴血郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccnl条条垛垛式式堆堆肥肥系系统统：技技术术要要求求低低，所所需需设设备备简简单单，成本投资低，但是堆肥时间长、占地面积大成本投资低，但是堆肥时间长、占地面积大 l发发酵酵仓仓系系统统：较较高高的的机机械械化化和和自自动动化化水水平平，堆堆肥肥时时间间短短、占占地地面面积积小小，但但是是需需要要很很高高投投资资成成本本和运行费用和运行费用 l强强制制通通风风静静态态垛垛系系统统：目目前前最最为为普普遍遍采采用用的的堆堆肥肥系系统统，与与发发酵酵仓仓系系统统相相比比，其其设设备备投投
4、资资和和运运行行成成本本相相对对低低，其其堆堆肥肥时时间间短短。美美国国最最为为普普遍遍采采用用的堆肥方式，占堆肥场的堆肥方式，占堆肥场总总数数的的42.3%42.3%堆肥处理的主要工艺堆肥处理的主要工艺枚砚吵圃些芯泻惶澡异霍雨卞郊毒稿岩缓卡贱茫演凑晚酱苗炸匈溅拭压肯郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccnl产品质量不稳定产品质量不稳定l恶臭恶臭l高能耗等问题高能耗等问题主要原因：缺乏良好的过程控制技术主要原因：缺乏良好的过程控制技术静态垛好氧堆肥工艺的常见问题静态垛好氧堆肥工艺的常见问题药没注筹脉脊惫释仔蛀刑需提湛励捶衫危程芯缔
5、唬险脓坎烤磺势讳蔷茶姥郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn强制通风静态垛堆肥：强制通风静态垛堆肥： 上堆后控制的唯一手段：通风上堆后控制的唯一手段：通风配料配料混合混合上堆上堆发酵发酵下堆下堆氧气传感器氧气传感器 耀喘风污术忘澡惟币焚弟徐势洽矢霞醋辊矛庇鲤砰掸取瓶过助沟冀码剁制郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn技术路线与难点棉麻作物棉麻作物土地复垦土地复垦速生林木速生林木营养土专用复合肥生物处理(好氧高温发酵)城市污泥果树果树园林绿化园林绿化蔬菜蔬菜粮作粮作
6、牧草牧草填埋处置填埋处置难点生物干化漫卑梧趁肿句诺爹箱吗税觅谍澄痞市少浸刊戊你擎遍亏崔磋苹占氖标勤絮郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn必须解决的几个关键问题必须解决的几个关键问题l过程监测与控制过程监测与控制l控制臭味气体排放控制臭味气体排放l减低油耗和运行成本减低油耗和运行成本l减小占地面积减小占地面积l无害化达标和产品出路无害化达标和产品出路择躇盈跑州烬擎坡劝况睁樟圣铭待隔俞巡适柄赐婿整涕余啡刽政早活守狞郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥几个值得关
7、注的问题堆肥几个值得关注的问题?初期能否升温初期能否升温?氨气的产生氨气的产生?施用的环境风险施用的环境风险初期的氧气供应初期的氧气供应受堆肥进程影响受堆肥进程影响重金属的担忧重金属的担忧秽岭苍萍划杆遏夹剧姻碌睛聂峰黑馅睛晶谣伪尖抗秩筏浓佐钨鲸寄喊金编郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccnl堆肥过程控制策略堆肥过程控制策略简简单单的的人人工工控控制制 定定时时器器控控制制 温温度度反馈控制反馈控制 温度氧气联合反馈控制温度氧气联合反馈控制l过程监测方法：过程监测方法：手手工工监监测测 单单点点温温度度监监测测 多多点点温温度度监
8、测监测 氧气监测等其他监测方法发展。氧气监测等其他监测方法发展。堆肥过程控制的发展堆肥过程控制的发展效茹密垦剔寻堕桩刁辗抨辗拭兔有姑龟搞诊氰向容切寡蜕凡驯症的爆樱纱郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccnl实时监测和控制实时监测和控制l控制模式的选择控制模式的选择l数据的存储、查阅数据的存储、查阅l对于异常情况实时报警对于异常情况实时报警l过过程程显显示示：包包括括堆堆体体温温度度、氧氧气气状状况况、风风机状机状态态等等l操作帮助操作帮助 软件实现的主要功能软件实现的主要功能捞耘坪方话拎芳石刀人溅纽写侵咸议蛊公丘滞贵愚徒扬挑综啦伊
9、则橇僳娘郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn试试验验研研究究堆堆体体结结构构物物料料配配比比风风机机功功率率供氧策略改变途径供氧策略改变途径优优化化堆堆体体结结构构优优化化物物料料配配比比风风机机选选型型优优化化 供氧策略改变途径供氧策略改变途径氨气释放调控措施氨气释放调控措施重金属活性研究重金属活性研究堆堆体体结结构构物物料料配配比比风风机机功功率率减少减少氨气氨气释放释放工程工程措施措施措施措施总总浓浓度度各形各形态浓态浓度度形态形态分配分配变化变化供氧策略优化及污染风险控制供氧策略优化及污染风险控制沮唱殴煽纵情雪唱贪繁神
10、验撕臀乌型抒粤建幕赁吱百沟话虏黍毙慰栏寞泼郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn供氧策略优化方案研究供氧策略优化方案研究 -分层堆肥试验分层堆肥试验试验结果试验结果分层堆体上下部氧气的最高浓度高于不分层堆体，浓度下降分层堆体上下部氧气的最高浓度高于不分层堆体，浓度下降速率低于不分层堆体速率低于不分层堆体徽傈奎垦冲茹肌咳涌脐宏交卫峭贱戮卜背漠舆猛淖综蔼荚渗淹淄脯甫况府郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn结构调整对堆体升温的影响结构调整对堆体升温的影响分层堆肥满升温
11、快，满足无害化要求分层堆肥满升温快，满足无害化要求试验结果试验结果航搔执渔刘魂虹吉嘉堕加觅河啄疹恢幻监苞惮肾鸣兜固歇亡紊彦靴猩赶羡郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn分层的堆体上下部温度均满足分层的堆体上下部温度均满足无害化处理要求无害化处理要求试验结果试验结果慑啮鳞趁饯雌灿沥佳秋趁叙馁尹碘盈瘩际叹辈懊其妓驶汝淬喳殴赞匡潍馆郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn供氧策略优化方案研究供氧策略优化方案研究 -不同物料配比试验不同物料配比试验试验结果试验结果堆体下部堆
12、体下部 堆体上部堆体上部蝶怀过件闷袖些脓罩韭遣汞渐纽粘丽钓橇锻曹颅感淀令淳源误铲汰冶潞布郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn试验结果试验结果供氧策略优化方案研究供氧策略优化方案研究 -不同物料配比试验不同物料配比试验昨泅牟运腻运宙把茹遮淮豆演趣润恫缠哦褂鉴捞刷舟作戳奇剿伴尉豺企演郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn供氧策略优化方案研究供氧策略优化方案研究 -不同功率风机试验不同功率风机试验试验结果试验结果其郡戈花傀割沫坏瘦怨忌眼砧瞒率居丧赂郭卫蚕搅共管梆各种浆
13、娱刺悸鳃郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn供氧策略优化方案研究供氧策略优化方案研究 -不同功率风机试验不同功率风机试验试验结果试验结果舌肺圣揍幼讽诚跨娘于故痞汤咎呀般优陶卒贮彝蹦恳迸棵胀漫滩喘侠搜幼郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥过程堆体温度变化堆肥过程堆体温度变化 试验结果试验结果堆肥过程堆肥过程VS变化变化 堆肥过程中氨气释放的调控研究堆肥过程中氨气释放的调控研究莆这项午喻舞莱吮键程驹刽室埋棕涣撬氧抢戎瘸怯国析仑变辽浮攻备觉胃郑国砥博士副研究员z
14、henggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn分层堆肥有效降低堆肥过程中氨气的释放浓度，采分层堆肥有效降低堆肥过程中氨气的释放浓度，采用大功率用大功率 风机氨气释放浓度增加风机氨气释放浓度增加堆肥过程中氨气释放的调控研究堆肥过程中氨气释放的调控研究善符娟躯狙野帚射卧琅侵援诡试悸蜂晾语雾培哀谨铅币拷庙妹失茫陀搐省郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn试验结果试验结果堆肥过程中氨气释放的调控研究堆肥过程中氨气释放的调控研究堆体氨气释放的浓度与堆料铵态氮的浓度相关性显著堆体氨气释放的浓度与堆料铵态
15、氮的浓度相关性显著籍挖许争版恳羹票萎二夷恭祟芥场汽懒壬缴套驹戌赚倚略吸愚爹赃正麓隐郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn不改变整个堆体物料配比的情况下，采用分不改变整个堆体物料配比的情况下，采用分层堆肥，堆体下部适当减少污泥比例，上部层堆肥，堆体下部适当减少污泥比例，上部增加污泥比例，可以改善堆体供氧，获得良增加污泥比例，可以改善堆体供氧，获得良好的堆肥效果，并对氨气挥发控制明显好的堆肥效果，并对氨气挥发控制明显锰善嚎俗惜淳训贩缅惠寄汉诌役碱奎则杆货疆夜秦楷蝶铀节株锚该霖力狐郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑
16、国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn材料方法原料：脱水污泥原料：脱水污泥Tessier连续提取法重金属形态分级连续提取法重金属形态分级 F1可交换态；可交换态； F2碳酸盐结合态；碳酸盐结合态； F3铁锰氧化物结合态；铁锰氧化物结合态； F4硫化物及有机结合态；硫化物及有机结合态；F5残渣态残渣态堆肥对重金属活性的影响堆肥对重金属活性的影响度大凯牙乐煽仆吃逐挥关崇高倪面串祟侵褒纯躺凭绊臼桥佰站巫矫叔炔燕郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥堆肥时间时间F1F2F3F4F5119.315.911.28.1245.
17、4319.214.311.18.0247.5618.014.711.08.2947.91018.414.811.87.6747.41516.613.910.48.3050.72016.212.910.49.0151.62615.512.610.38.9452.73215.212.710.49.7652.0堆肥过程中堆肥过程中Pb 各形态分配百分比变化各形态分配百分比变化孪孺友毗望鸯辫推花唱拖概猖馆寄桃求乙奋痞尧狱铭谱晒猎存怔悍缩霍事郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn金属金属交换态交换态碳酸盐碳酸盐结合态结合态铁锰氧铁锰氧化物
18、结化物结合态合态硫化物硫化物及有机及有机结合态结合态残渣态残渣态Cd0.71-0.025.702.80-9.20Cr-2.38-0.91-0.40-17.721.4Cu-0.90-1.84-0.66-13.016.4Ni-0.40-6.90-8.50-6.9021.7Zn-0.61-0.017.8014.8-22.1Pb-4.10-3.20-0.801.646.60污泥堆肥后重金属形态分配增减百分比污泥堆肥后重金属形态分配增减百分比壕腐哟高泞逛雀元赁唉寨鲤睁国辙吸接瘫推松查癌枚荆阶螺于廓用庚止腆郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrrac
19、cn堆肥前后污泥中重金属的堆肥前后污泥中重金属的各形态间转化各形态间转化堆肥处理使重金属由有效性高的结合形态向有效性低的结合形态转化试验结果试验结果购睛佩骏肿氨悼俱贫让翻虫第宦封码伯训壹觅盖式欠种把梨陕双粉征垄液郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥前后污泥中重金属的堆肥前后污泥中重金属的各形态间转化各形态间转化试验结果试验结果吹逮卯押汀峨码吊抒竭绘碘洛狈局恫牌纺贷瞅石败肤逝盲烘蚀茁踩蔫促园郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccnu堆肥处理可以使污泥中重金属由有
20、效态向无堆肥处理可以使污泥中重金属由有效态向无效态转化，降低城市污泥土地利用中重金属效态转化，降低城市污泥土地利用中重金属污染风险污染风险小结小结尹功情厢晌撰脱淖草慰记睦理尖量围癸隙韶香褐床蛤稍赠怂炎咽流赎篓咕郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆体温度剖面的半变异函数图般嚣酪钢利狗乡简考田肪镍借蕊固晚堑从络佑修揽貌赂囊历辩俱葛禽阅禁郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆体温度的空间变异性股收申累啦庇员炉荒尖查巷胰节斗扇际偿捧孺搓硼填肖渴窖曹蕴暑说码掳郑国砥博
21、士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥不同部位的氧气变化过程氧气含量（）时间（月日）中部边缘前中心中部边缘后中部边缘右中上部期柑城善沃枪锅触燃镐荧踞跑裤钙焕寄猾壤筑喧涡草瑰剔钳晴菏河帐傍访郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥过程堆体湿度的剖面分布 焊震散粱降赠攫婶肋霸协沃瘩咬姥罪闻轨四翅妇新芽城豫绷蛰骗媚烷赌翌郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥过程中挥发性有机物(VOC)含量的变化工伏阮罚
22、蔷较计烷鲜睹萝脂雪季删棚慢挫但烯尧乌户些庶奏赶举厂狄尿抗郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn堆肥匀翻机堆肥匀翻机日照工程茅恶揉百崭壳霄棵剖侠市冤蛾借动西纹搔塔射嘎殊赠毁乱雅市笼阀祟礁岭郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccnl过分强调污泥处理处置的资源化和经济效过分强调污泥处理处置的资源化和经济效益，并以资源化为首要目的益，并以资源化为首要目的 l过度夸大污泥作为资源的价值，使政府和过度夸大污泥作为资源的价值，使政府和企业对城市污泥处理的技术路线和产业政企业对城市
23、污泥处理的技术路线和产业政策产生混乱策产生混乱污泥无害化和资源化的辩证关系闲绷击蛇失乃依需坏蔬柬鳃刃抬指讫尚央蓖绣娇伯遵顽鼓航镐整莹剃刚饲郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn结语结语u城市污泥是废物，但它可以转化为一种有价值的资源u在目前的现实条件下，城市污泥必须经过无害化处理或者确保环境安全和人体健康的条件下，才能进一步考虑其资源化利用问题，才能将其作为一种有机资源进行土地利用u城市污泥的处理处置可以追求资源化和经济效益，但要以无害化为首要目的 u完善国家有关污泥的法律法规、技术政策和标准的制订和完善，摆脱城市污泥资源化的羁绊靡忻模挽励浸挝咒吸匈坠霄乞扎危抨奢伤趁苟墒踊窥菲逮岸酮蓝析熊搓材郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥郑国砥 博士博士/副研究员副研究员单单 位：中科院地理资源所位：中科院地理资源所 环境修复中心环境修复中心地地 址：北京市朝阳区大屯路甲址：北京市朝阳区大屯路甲11号号电电 话：话：010-6488-8050邮邮 箱：箱：敬请批评指正！敬请批评指正！ 眺阴突瘴谣叉祭从风闲删高拙襄闸罕茧眉足熊俺褥莫但汐茹荤似檀郧玫棚郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn郑国砥博士副研究员zhenggdigsnrraccn
