（一）基本原理

1）以由污泥生物干化工艺条件决定的原料空隙率、营养物配比、升温曲线和高温维持时间为依据，选择项目所在地的各种辅料源，进行理化组成分析，确定其作为污泥生物干化的辅料的特性；再依据辅料的可获得性，确定辅料应用优先次序；

2）采用箱体式生物干化（好氧发酵）装置，对减少占地，提高发酵效率有明显的作用；

3）开发了低劳动强度和低能耗的污泥与辅料的掺混搅拌技术，使污泥和辅料充分混合均匀，降低污泥堆料的不均匀性，并获得透气性良好的污泥堆料，以利于快速升温和除臭；

4）以利于小型污水处理厂进行污泥快速处理处置为目标，主要研究污泥干化设备的结构设计、污泥堆料高度、底部布气室的开孔比、辅料投加比例和污泥回流使用技术，以提高污泥干化技术应用的灵活性，并提高生产效率，节约生产成本和污水处理厂占地。最终得到适合于小型污水处理厂进行污泥快速处理的设计指标参数和基本工艺流程，为实施工程化和标准化提供参考数据；

5）通过对污水处理厂污泥中的重金属含量进行长期监控，揭示污泥中的主要重金属污染成分，研究其对干化产物中重金属含量的影响；并通过检测干化过程中重金属浓度变化和形态分析，探讨污泥干化过程中的重金属钝化效果和土地利用时的重金属污染风险。

（二）工艺流程

工艺流程包括高温好氧发酵和陈化两个过程。

1）高温好氧发酵过程分成三个阶段

中温阶段：是生物干化过程的初期，堆体呈15～45℃的中温，此时嗜温性微生物较为活跃并利用污泥中可溶性有机物进行旺盛的生命活动，主要以糖类和淀粉类为基质，通常需要20～30小时；

高温阶段：经过中温菌的作用，堆体温度便能达到50～65℃，在高温菌的作用下，复杂的有机物，如半纤维素、纤维素、木质素等开始被强烈分解，同时开始了腐殖质的形成过程；在高温阶段，水分大量蒸发，同时污泥中的有害病原体和寄生虫卵被杀死，通常需要4～5天。

降温阶段（腐熟阶段）：堆体在内源呼吸后期，剩下部分为较难分解的有机物和形成的腐殖质，经过该阶段，堆体含水量下降到40%以下，污泥可以满足填埋和应用的条件，通常需要1～2天时间。

2）陈化过程：使原料继续腐熟和稳定，含水率降到30%～40%。经陈化后的原料用振动筛筛分，细料进入包装间装袋，粗料破碎后装袋。

（三）关键技术

1）研究了污泥生物干化的辅料选择与预处理技术，分析了污泥生物干化产物的性质，筛选了适于进行污泥生物干化的辅料；开发了适于污泥与辅料掺混搅拌的一体式设备，测定和优化了工艺控制参数，使污泥混合料蓬松、均匀，促进污泥快速升温和除臭；

2）研究了污泥生物干化机理，开发了不同处理量的污泥生物干化反应装置，分析了曝气方式、堆高、布气开孔比、物料配比、回流比例、温度等主要控制因素对污泥生物干化过程的影响，进行了工艺控制参数优化，提出了污泥生物干化控制策略，实现污泥快速生物干化和产物的均匀性和稳定性。污泥生物干化产物满足《城镇污水处理厂污泥 园林绿化用泥质》（GB/T 23486-2009）或《有机肥料》（NY525-2002）标准；

3）研究了污泥生物干化的处理节能与二次污染控制技术，建立污泥生物干化物质和能量平衡模型，考察了操作条件对工艺效果的影响，并进行了技术集成与验证；

4）开发了厢式污泥发酵装置，节省了占地面积；

5）研究了污泥生物干化产物在绿地草坪、园林苗木、速生丰产林等园林绿化中的土地利用，分析了污泥生物干化产物土地利用的生态环境风险，为污泥生物干化产物的土地利用提供理论指导。