堆肥是一個(gè)非常自然、非常傳統(tǒng)、非常粗放的工藝。而且是固體發(fā)酵、敞開(kāi)式環(huán)境，很多數(shù)據(jù)很難實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，這也就導(dǎo)致很多實(shí)驗(yàn)和研究很難得到一致性的數(shù)據(jù);也就導(dǎo)致初始設(shè)置的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)施過(guò)程中，需要經(jīng)常調(diào)整，好氧發(fā)酵滾筒的研發(fā)就是這樣。

在好氧發(fā)酵滾筒的研發(fā)過(guò)程中，我們總共做了三次試驗(yàn)，第一次試驗(yàn)結(jié)束后就奠定了第一天規(guī)?；l(fā)酵滾筒的原型，第二次試驗(yàn)是數(shù)據(jù)積累的繼續(xù)、第三次試驗(yàn)是一個(gè)驗(yàn)證中試。

無(wú)錫滾筒中試

2011年的春天，比往年走的都晚一些。守著一堆的堆肥資料、固廢處理資料，看的云山霧罩、兩眼迷離、渾身發(fā)軟、睡意萌萌，每天8個(gè)小時(shí)的上班時(shí)間，基本有7.5個(gè)小時(shí)是在睡覺(jué)或者即將進(jìn)入睡覺(jué)狀態(tài)中過(guò)去的。當(dāng)時(shí)，我還以為只是“春困”而已!現(xiàn)在想想，肯定是因?yàn)樘鞎?shū)一樣的資料看迷糊了。

到了2011年5月份，公司在白鷺園組織團(tuán)建，邀請(qǐng)了清華王凱軍老師和其他行業(yè)內(nèi)知名大咖對(duì)我們進(jìn)行培訓(xùn)，開(kāi)闊眼界、了解行業(yè)。那天晚上，我是第一次遇到那么多在書(shū)本上的人物，還是相當(dāng)激動(dòng)的。開(kāi)完會(huì)，我們偷偷來(lái)到王老師房間，他非常細(xì)致的講解了好氧發(fā)酵的技術(shù)進(jìn)展和研發(fā)方向。也正因此，奠定了我們好氧滾筒的研發(fā)方向，并在接下來(lái)的時(shí)間里設(shè)計(jì)了第一臺(tái)長(zhǎng)10m的好氧發(fā)酵滾筒。

2011年的夏天，比往年走的都晚一些，我和張朝捷開(kāi)始了無(wú)錫盧村污水廠(chǎng)的污泥滾筒好氧發(fā)酵技術(shù)研發(fā)，這也是江蘇省住建廳的一個(gè)課題，和我們同在一個(gè)屋檐下的還有清華大學(xué)常博士、汪博士的另外一個(gè)污泥課題。劉彬畢業(yè)后，也加入到這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)時(shí)他剛和網(wǎng)戀網(wǎng)友分手，正處于非常痛苦的階段，天天吊兒郎當(dāng)?shù)?。沒(méi)想到，后來(lái)我們竟然成了非常親密的“戰(zhàn)友”。

在無(wú)錫盧村污水處理廠(chǎng)，我們進(jìn)行了將近5個(gè)月的中試，中試的第一個(gè)目標(biāo)是能出性狀非常好的物料。這個(gè)目標(biāo)在我們進(jìn)行的第1個(gè)月就實(shí)現(xiàn)了。在完成第一次啟動(dòng)失敗以后，我們就收到了第一批非常好的出料：性狀疏松、沒(méi)有臭味、有泥土的清新氣息，這不就是我們想要的污泥堆肥產(chǎn)品嗎?我們的目標(biāo)不就實(shí)現(xiàn)了嗎?當(dāng)時(shí)我們非常高興，買(mǎi)了一箱會(huì)稽山，喝了一個(gè)痛快。

公司的反饋很快，李總指示：要確定基本的參數(shù)，能夠指導(dǎo)工程化生產(chǎn)，并且做出物料平衡。

在環(huán)保技術(shù)的從業(yè)過(guò)程中，有2個(gè)對(duì)我影響非常深刻的概念，看似很簡(jiǎn)單，其實(shí)很專(zhuān)業(yè)，一個(gè)是貝斯特徐總說(shuō)的：傳質(zhì)。一個(gè)是中持李總說(shuō)的：物料平衡。物料平衡貫穿整個(gè)滾筒研發(fā)和項(xiàng)目實(shí)施，也是我們選擇好氧發(fā)酵滾筒規(guī)格型號(hào)的核心。

基于此，我們研究了通風(fēng)量、運(yùn)行時(shí)間、停留時(shí)間、曝氣時(shí)間、有機(jī)物降解率、發(fā)酵溫度以及相互之間的關(guān)系。當(dāng)我們把幾個(gè)月的數(shù)據(jù)匯總起來(lái)的時(shí)候，當(dāng)我們反復(fù)研究曝氣量、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行方式等等參數(shù)和發(fā)酵溫度之間關(guān)系的時(shí)候，我們得出的最殘酷的結(jié)論是：

環(huán)境溫度是影響發(fā)酵溫度的主要原因;

有機(jī)物的降解量和物料干化有關(guān)：kg水/kgVSS;

也就是說(shuō)，我們反復(fù)認(rèn)為影響發(fā)酵的曝氣量、運(yùn)行方式等等因素，都不如環(huán)境溫度影響大?，F(xiàn)在來(lái)看，這非常容易理解，但是在研發(fā)的時(shí)候，這就是一葉障目、不見(jiàn)泰山。

這半年的實(shí)驗(yàn)取得了非常好的效果，我們的課題也順利結(jié)題，回北京的路上，王老師還送給我和大左一個(gè)人一只咸水鴨。

在幾十頁(yè)的內(nèi)部總結(jié)報(bào)告中，我們有很多收獲，但是也有了更多的為什么!基于這些為什么，我們又開(kāi)始了在任丘進(jìn)行的、長(zhǎng)達(dá)1年的滾筒中試，這一次，我們重點(diǎn)盯上了輔料。

任丘滾筒中試1

2012年的春天，比往年來(lái)到都早一些，我穿插到蚌埠有階段性的出差，整個(gè)2012年的現(xiàn)場(chǎng)研發(fā)，都是劉彬主導(dǎo)。當(dāng)時(shí)，他還沒(méi)有完全從和網(wǎng)友失戀的泥潭中走出來(lái)，時(shí)不時(shí)還會(huì)半夜驚醒，但是對(duì)工作還是一絲不茍的。我們每天處理0.25t污泥，每天要稱(chēng)重：污泥量、輔料量、出料量、返料量;每天要化驗(yàn)上面這些數(shù)據(jù)的含水率、有機(jī)質(zhì)。

非常慶幸我們當(dāng)時(shí)做了這些數(shù)據(jù)積累，重量+含水率+有機(jī)質(zhì)是形成整個(gè)好氧發(fā)酵物料平衡的核心。別人家的研發(fā)和工程設(shè)計(jì)，物料平衡是算出來(lái)的，只有我們的物料平衡是一桶一桶稱(chēng)出來(lái)的，我們也記錄了氣溫和發(fā)酵溫度的關(guān)系，記錄了每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)不同時(shí)間點(diǎn)的溫度，這些數(shù)據(jù)，為我們2013年的第一天工程化好氧發(fā)酵滾筒提供了非常準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

在任丘長(zhǎng)達(dá)1年的中試過(guò)程中，除了基本的參數(shù)和數(shù)據(jù)之外，我們嘗試了不同的輔料種類(lèi)、不同輔料添加量的發(fā)酵效果、進(jìn)料含水率的影響等等;我們重點(diǎn)確定了：

污泥發(fā)酵零輔料添加是一個(gè)偽命題;(2012年-2015年這個(gè)話(huà)題很火熱)

輔料對(duì)污泥處理的一個(gè)重要作用是：提供碳源;

返料的主要作用是調(diào)節(jié)含水率和疏松度，對(duì)于確定的污泥量、輔料量的前提下，返料量越大，發(fā)酵效果越好、發(fā)酵過(guò)程越好控制;

接種菌劑沒(méi)有什么直接效果;

這個(gè)時(shí)候，我們的第一臺(tái)工程化好氧發(fā)酵滾筒也設(shè)計(jì)完成，反應(yīng)器容積比中試設(shè)備增大了300倍，從石家莊調(diào)來(lái)的300t的吊車(chē)才拼接完成。2013年10月份正式投產(chǎn)，往后我們又做了1年的運(yùn)營(yíng)。

到明年10月份，這臺(tái)設(shè)備已經(jīng)妥妥運(yùn)行10年了。十年間發(fā)生了很多變化，唯一不變的是她!

從2011年-2013年，所有的好氧發(fā)酵滾筒參數(shù)都已經(jīng)摸索確定，而且得到了相互確認(rèn)。基礎(chǔ)研發(fā)的數(shù)據(jù)對(duì)工程化應(yīng)用非常關(guān)鍵，這些研發(fā)的數(shù)據(jù)現(xiàn)在也在指導(dǎo)我們的工程生產(chǎn)，套用原來(lái)的物料平衡公式，我們就能很快確定滾筒的處理能力、運(yùn)行幾天升溫、幾天出料、出料的含水率和有機(jī)質(zhì)能到多少。

而衡量堆肥效率去除負(fù)荷的概念(kgVSS/m3 · d)是2016年第一次提出的，是基于對(duì)3年的研發(fā)數(shù)據(jù)、達(dá)旗的運(yùn)行數(shù)據(jù)總結(jié)出來(lái)的。這個(gè)概念主要意思是：

不通過(guò)停留時(shí)間來(lái)衡量堆肥效率，通過(guò)單位容積每天去除的有機(jī)物的量來(lái)量化，發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，去除負(fù)荷越低，堆肥效率越低;反應(yīng)器堆肥的效率要高，槽式堆肥的效率要低，條垛堆肥的效率最低。

任丘滾筒中試2

2018年的春天比往年來(lái)的都早一些，因?yàn)檫@一年春天特別熱。我們推測(cè)，采用滾筒處理雞糞，能達(dá)到更好的效率和效果，而且有可能實(shí)現(xiàn)零輔料添加。所以，2018年春天我們重啟放置了5年的中試滾筒，進(jìn)行雞糞發(fā)酵處理，過(guò)程不再陳述，直接結(jié)論是：

好氧發(fā)酵滾筒處理雞糞，可以達(dá)到更高的容積負(fù)荷(kgVSS/m3 · d);

當(dāng)雞糞含水率低于70%時(shí)，可以不添加輔料;

這個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間很短，但是結(jié)論非常確定。

寫(xiě)在最后

本來(lái)是一篇技術(shù)匯報(bào)，寫(xiě)成了散文，本來(lái)要800字結(jié)束戰(zhàn)斗，結(jié)果寫(xiě)了2400字，如果持續(xù)發(fā)散開(kāi)來(lái)，要寫(xiě)的東西還很多，至少能把任丘這一年的趣事寫(xiě)成一個(gè)系列。

三次中試，是三個(gè)認(rèn)知層次，無(wú)錫的時(shí)候我們總結(jié)了有機(jī)物去除率和干化關(guān)系，任丘的時(shí)候我們繼續(xù)驗(yàn)證了這個(gè)關(guān)系，并且無(wú)形中積累了去除負(fù)荷的參數(shù)。

那，什么是去除負(fù)荷?為什么教科書(shū)里沒(méi)有這個(gè)概念?為什么沒(méi)有堆肥技術(shù)拿這個(gè)概念去衡量堆肥效率?

請(qǐng)關(guān)注下一篇文章《一個(gè)衡量堆肥的量化指標(biāo)：容積負(fù)荷》。

我是凱叔，至少在說(shuō)技術(shù)的時(shí)候，沒(méi)有胡說(shuō)八道。

作者簡(jiǎn)介：

楊永凱，高級(jí)工程師，北京中持綠色能源環(huán)境技術(shù)有限公司市場(chǎng)總監(jiān)，先后從事污水IC厭氧反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和實(shí)施工作，十幾年污泥處理工作經(jīng)驗(yàn)，滾筒動(dòng)態(tài)高溫好氧發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)、實(shí)施和推廣工作，擔(dān)任國(guó)家水專(zhuān)項(xiàng)課題“城市污水處理廠(chǎng)污泥處理處置技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)化(2013ZX07315-002)”的子課題負(fù)責(zé)人，發(fā)表論文5篇，申請(qǐng)專(zhuān)利20余項(xiàng)， 微信公眾號(hào)“凱叔的胡說(shuō)八道”的創(chuàng)辦人兼主編。

編輯：陳偉浩