污泥是污水處理后的產(chǎn)物，酵母生產(chǎn)廢水主要來源是在糖蜜的預(yù)處理、酵母發(fā)酵液的分離及酵母乳的真空過濾環(huán)節(jié)，其次是酵母生產(chǎn)過程中的清洗廢水。酵母發(fā)酵生產(chǎn)利用的是糖蜜中可發(fā)酵利用的糖類物質(zhì)，而不被酵母吸收利用的物質(zhì)以及酵母新陳代謝產(chǎn)生的代謝物質(zhì)最終會(huì)隨廢水排放。
糖渣和污泥是酵母生產(chǎn)的廢棄副產(chǎn)物，含有豐富的氮、磷、鉀、鈣、鐵等無機(jī)微量元素以及腐植酸等有機(jī)物質(zhì)，而且其產(chǎn)量大，成分復(fù)雜，如何進(jìn)行無害化、減量化、穩(wěn)定化處理，使其變廢為寶，已引起越來越廣泛的關(guān)注。而堆肥已成為世界范圍內(nèi)處理有機(jī)固體廢棄物的一種普遍工藝，固廢堆肥化處理后再行土地應(yīng)用是有機(jī)固廢無害化和資源化的重要途徑之一。
本文以酵母生產(chǎn)副產(chǎn)物糖渣和污泥為研究對(duì)象，采用開放式的條垛式堆肥進(jìn)行堆肥化處理，為污泥糖渣的大規(guī)模堆肥化處理提供依據(jù)。
污泥堆肥試驗(yàn)裝置
本試驗(yàn)采用好氧條垛式堆肥，試驗(yàn)地點(diǎn)選在污泥脫水間室內(nèi)自由空地，自然通風(fēng)順暢，面積大約1.5m2，混合堆料重約400kg，堆體高度約 70cm，采用人工適時(shí)翻堆。
試驗(yàn)材料
(1)污泥堆肥原料：選取酵母生產(chǎn)廢水處理的脫水污泥和糖蜜發(fā)酵后的糖渣，污泥采用陰離子混合型絮凝劑調(diào)節(jié)后帶式壓濾脫水,污泥含水率在80%左右，糖渣含水率在30%左右。供試材料的理化性質(zhì)如表1所示。
(2)堆肥調(diào)理劑：試驗(yàn)所選調(diào)理劑為谷糠粉，含水率約8.15%，有機(jī)質(zhì)約 102.3%。
(3)發(fā)酵菌種：堆肥所選發(fā)酵菌種為RW促腐劑，主要有枯草芽孢桿菌和米曲霉，菌劑用量約為萬(wàn)分之一。
污泥堆肥的配比
根據(jù)堆料的含水率控制要求,通過物料衡算(以堆料含水率控制為依據(jù))確定污泥、糖渣和谷糠的質(zhì)量比,使攪拌后的初始物料含水率在60%左右,同時(shí)加入適量的發(fā)酵菌種。表2給出了快速堆肥的推薦條件，表3是本次試驗(yàn)的物料配比。
試驗(yàn)結(jié)果
溫度變化
溫度是堆肥過程中重要影響因素之一，也是判定堆肥能否達(dá)到無害化要求的最重要指標(biāo)之一。堆肥的溫度變化是反應(yīng)發(fā)酵是否正常最直接、最敏感的指標(biāo)。由于它與水分、通透性以及其它各項(xiàng)堆肥控制因子都有著及其密切的聯(lián)系，所以它又是一個(gè)最復(fù)雜的因子。在堆肥過程中，溫度主要是影響微生物的生長(zhǎng)，從而影響有機(jī)廢物的降解效率和處理效果。
一般認(rèn)為高溫菌對(duì)有機(jī)物的降解效率高于中溫菌，但溫度過高，容易導(dǎo)致嗜熱菌的死亡，從而影響處理效果，高溫堆肥最高溫度一般控制在65℃以下。堆肥過程中堆體溫度變化見表4。
從表4可以看出，堆肥溫度隨時(shí)間呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，約在第15天達(dá)到最大值。其中在堆肥兩天后溫度即可上升至50℃以上，并且50℃以上的溫度可持續(xù)8天。55℃以上高溫期持續(xù)3天，一般來說，堆體溫度保持在 55℃條件下3天以上，堆料中所含病原菌就基本被殺滅，滿足了堆肥衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)和堆肥腐熟的要求。從表4中可看出每天翻堆溫度升高并不明顯，間隔兩天翻堆溫度升高變化較明顯。因?yàn)榉杨l率過高時(shí)，堆體內(nèi)溫度無法積聚，堆肥效果較差。但堆肥過程屬于好氧過程，翻堆頻率較低時(shí)，堆體內(nèi)微生物活動(dòng)受到抑制，也影響堆體溫度上升。在本試驗(yàn)中，根據(jù)堆體大小控制翻堆頻率，加入谷糠作為填充料和促進(jìn)發(fā)酵升溫的菌種，保證了堆體順利升溫。
含水率和PH值變化
堆肥過程中含水率和PH值的變化見圖1所示。
含水率由初期的63.84%下降到53.44%，這是由于微生物的代謝反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量將堆體內(nèi)水分及有機(jī)物氧化產(chǎn)生的水分以水蒸氣的形式通過通風(fēng)和攪拌而蒸發(fā)。
pH值影響堆肥的進(jìn)程和腐熟程度，其變化能夠比較直觀地揭示堆肥進(jìn)行的狀況，適宜的pH值可以使微生物有效發(fā)揮作用，同時(shí)保留堆肥中的有效氮成分，pH過高或過低都會(huì)影響堆肥的效率。本次試驗(yàn)中堆肥的pH值一直穩(wěn)定在5.9～6.6范圍內(nèi)，當(dāng)堆料的pH值處于6～9時(shí)，微生物在反應(yīng)系統(tǒng)中可有效地發(fā)揮作用，同時(shí)能夠較少流失堆料中有效氮成分，在實(shí)驗(yàn)過程中pH值維持在6.0～7.0之間，不必對(duì)堆料的pH值進(jìn)行調(diào)整。
有機(jī)質(zhì)變化
堆肥過程中有機(jī)質(zhì)變化見表5。
在堆肥過程中，堆料中的不穩(wěn)定有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、礦物質(zhì)和穩(wěn)定化腐殖質(zhì)，堆料的有機(jī)質(zhì)含量變化顯著。通常認(rèn)為，堆肥過程中其有機(jī)質(zhì)含量的下降是堆肥腐熟的一個(gè)重要標(biāo)志。在堆肥進(jìn)行至第4天、第11天和第15天后，有機(jī)質(zhì)都有一定程度地降低，這是因?yàn)槲⑸镌谶m宜的溫度范圍內(nèi)大量代謝活動(dòng)，在噬溫菌和噬熱菌的作用下,大量有機(jī)物質(zhì)被分解，所以隨著堆肥的進(jìn)行，有機(jī)質(zhì)都有一定程度地降低。
重金屬變化
表6可以看出，砷、鉛、鎘、鉻的含量都降低了，說明在堆肥過程中，大部分重金屬都得到鈍化，所以含量降低。但金屬汞的含量卻有所增加，這是因?yàn)樵诙逊蔬^程中水分和揮發(fā)性物質(zhì)損失，以及堆肥后堆體體積變小，引起該金屬在堆體中濃縮所致。
植物毒性反應(yīng)試驗(yàn)
未腐熟的堆肥含有植物毒性物質(zhì)，對(duì)種子萌發(fā)、植物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用；腐熟堆肥植物毒性物質(zhì)減少或基本消失，并出現(xiàn)促進(jìn)種子萌發(fā)和植物生長(zhǎng)的物質(zhì)。植物毒性與堆肥降解過程有關(guān)，需要適當(dāng)?shù)母炱谙@種植物毒性。本試驗(yàn)選用黃瓜種子進(jìn)行試驗(yàn)，堆肥15天后，測(cè)得種子發(fā)芽率為100%，發(fā)芽指數(shù)為58%，大于50%，表明堆料已達(dá)到腐熟，達(dá)到可以接受的植物毒性程度。
結(jié) 論
（1）污泥和糖渣混合堆肥試驗(yàn)具有可行性，通過控制污泥和糖渣的添加比例使其初始含水率控制在60%左右，并加入一定的填充料和發(fā)酵菌種可順利實(shí)現(xiàn)堆肥。
（2）在污泥堆肥過程中，堆體pH值變化范圍在6～9之間，不必對(duì)堆料的 pH值進(jìn)行調(diào)整。
（3）在污泥和糖渣中加入谷糠作為填充料，以及加入發(fā)酵菌種，有利于堆肥快速升溫。
原標(biāo)題：【環(huán)境工程】酵母生產(chǎn)剩余污泥和糖渣混合堆肥試驗(yàn)研究