CN102249508A

CN102249508A - 一种污泥资源化综合利用的方法

Info

Publication number: CN102249508A
Application number: CN2011101468922A
Authority: CN
Inventors: 吴阳东; 王永成
Original assignee: Guangzhou Kecheng Environmental Protection Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Kecheng Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-02
Also published as: CN102249508B

Abstract

本发明公开了一种污泥资源化综合利用的方法。该方法包括如下步骤：对城市污水厂污泥进行脱水；将脱水后的污泥与食物残渣、生活垃圾、人畜粪便分别进行分析检测，同时除臭；再对除臭后的污泥、食物残渣、生活垃圾进行分拣；按一定比例，将污泥、食物残渣、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸杆与回用的缝松污泥在5~6MPa下搅拌，同时控制搅拌温度在40~45℃，直至混合物的含水量为55~65重量%，将混合物在发酵槽内进行好氧发酵6~7天，得到缝松污泥，对缝松污泥进行后处理，得到肥料或燃料。本方法具有发酵程度高，发酵速度快，环境友好等效果，后处理得到肥料或者燃料可以改善土壤或节约能源。

Description

一种污泥资源化综合利用的方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种污泥资源化综合利用的方法。

背景技术

近年来，随着我国经济建设高速发展、人们环境保护意识的增强，国家对污水排放制定了较严格可行的标准，建成了各种类型和不同规模的污水处理厂，问题就是如何为这些污水厂分离出物质—污泥寻找一条出路。

在我国，由于经济和技术上的原因，目前污泥尚无稳定合理的出路。有资料表明，在建成的污水处理厂中约有90％没有污泥处理的配套设施，60％以上的污泥未经任何处理就直接农用，而消化后的污泥也由于未进行无害化处理不符合污泥农用卫生标准。有些地方，由于不合理使用污泥造成重金属、有机物污染以及病虫害等，导致严重的食品污染问题，直接危及人体健康。目前，国内外污泥处置处理所依循的原则均应是“减量化、稳定化、无害化和资源化”，是科学地处理这类污泥的唯一途径。

目前污泥的处置方式主要有土地利用、填埋、填海、焚烧等，少量用于烧制建材砖、农用等，这些处置方式有的也存在严重问题，例如:

⑴土地利用的优点是成本低、可回收污泥中养分。但由于污泥中含有大量病原菌、寄生虫、有色金属、有机污染物等难降解的毒有害物质，未经稳定化、无害化处理而滥用污泥有可能造成土壤二次污染，进而通过食物链危害人体健康。

⑵填埋则需要寻找合适的场地，而这些场地往往不宜寻找，同时，污泥中的有害成分会渗漏到地下水中造成污染，同时，填埋场的卫生、臭气问题常带来二次污染。因此，填埋并没有最终消除污染，只是起到延缓的作用。

⑶污泥中有害成分进入大海中必定会危害海洋生态系统，威胁人类食物链，造成全球范围内的环境污染。

⑷污泥的直接焚烧需要的费用较高；在焚烧过程中产生飞灰、炉渣和烟气。在焚烧的灰渣中，尤其是飞灰中含有较多 Cd，Pb及其他重金属，属于危险废弃物，若处理不当，容易渗漏而污染地下水体、附近地表水体和土壤，进而危害人类健康；在排放的烟气中含有二噁英和呋喃等剧毒物质，产生二次污染；同时，污泥中的有用成分未得到充分利用，浪费了大量有利于植物生长的营养元素。

我们认为污泥的处置应与污泥资源化相结合，而选择有效的处置方法，应兼顾经济效益与环境生态效益之间的均衡。首先，我国经济并不很富裕，资源相对短缺的国情，考虑将污泥处理后做燃料，进行资源最大化应用；其次我国是农业大国，无论从经济因素还是从肥效利用因素出发，污泥进行无害化处理后做肥料，进行农用资源化具有广阔前景的处置方法。

中国专利CN200910039297.1提出一种有机废弃物快速堆肥处理的方法，该方法通过二次发酵，最终使有机废弃物转变为完全腐熟的可作为有机肥的物料。但是该方法发酵期总长达两个月以上。

发明内容

本发明的目的在于克服现有污泥处理技术的不足，提供一种污泥资源化综合利用的方法，城市污水厂污泥、食物残渣、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸杆等有机废弃物经过处理后，可做成燃料及堆肥，实现资源化综合利用。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种污泥资源化综合利用的方法，包括如下步骤：

（1）对城市污水厂污泥进行脱水，得到含水率为70~80重量%的污泥；

（2）将步骤（1）所得污泥，与食物残渣、生活垃圾、人畜粪便分别进行分析检测，加入0.1~0.2重量%除臭微生物菌进行除臭；

（3）对步骤（2）所得除臭后的污泥、食物残渣、生活垃圾进行分拣；

（4）将步骤（3）处理的6~7份污泥，2~3份由食物残渣、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸杆组成的混合原料与1~2份回用缝松污泥在5~6MPa下进行搅拌，同时使混合物料的温度上升至40~45℃；直至混合物的含水量为55~65重量%；

（5）将步骤（4）所得混合物在发酵槽内进行通风、搅拌发酵；发酵温度为40~80℃，发酵时间为6~7天；得到含水量为20~25重量%的缝松污泥；

（6）对将步骤（5）所得缝松污泥进行后处理。

城市污水厂污泥等有机废弃物常常带有恶臭等异味，因此，步骤（2）中，加入的除臭微生物优选为微生物孢子菌。加入微生物进行除臭，不会造成二次污染，无毒、无害、对皮肤不造成过敏、不含有害物质和磷酸盐、不会污染空气、不会破坏农作物土壤等、并能分解有机物质；比化学法一次性中和除臭更天然，对环境更友好。

作为一种优选方案，步骤（4）中，所述由食物残渣、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸杆组成的混合原料的含水量为40~42重量%。

作为一种优选方案，步骤（4）中，所述回用缝松污泥为步骤（5）所得缝松污泥。

步骤（4）控制在5~6MPa的高压下进行加压搅拌处理，可以破坏各种原料的组织；同时，在搅拌的过程中，物料会逐渐升温，控制温度在40～45℃，可以提高高温需氧型菌的活性，降低中温厌氧型菌的活性及杂菌活性、降低病原菌的活性和杂草种子的机能，从而缩短后续步骤中发酵的时间。

步骤（4）中，由食物残渣、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸杆组成的混合原料是作为一种水分调整材料的作用存在的；

回用缝松污泥则是同时起到菌种及水分调整材料的作用。在初次运行的过程中，步骤（4）需要添加相对于污泥和混合原料的总重量的0.2~0.3%好氧发酵剂。所述好氧发酵剂由细菌、丝状菌、酵母菌、放线菌等多种天然有益的活性功能微生物组成菌群。运行稳定后，则可以直接采用得到的含有上述微生物的成熟堆肥作为菌种，无需再添加新的物质。发酵的本质是酶的反应，也是微生物分解有机物化合物乙醇类、有机酸类、二氧化碳等物质的过程。随着微生物或微生物分泌产生的作用，城市污水厂污泥等废弃物中的有机成分分阶段分解，变成对土壤改善有用的有机肥料，并且使其中的养分得到充分保留。

步骤（5）中所述发酵过程靠自身发酵过程放出大量的热量，维持整个发酵过程，能耗低，发酵时间短，作为一种优选方案，步骤（5）中，所述发酵过程中，温度在60~80℃的发酵天数为4~5天。发酵过程蒸发出的水汽由排气口排出，使混合污泥的含水量降至20～25重量%，有机物分解率20%，有机物可减量70%，得到缝松污泥。

步骤（5）的发酵过程为好氧发酵，因此需要设置通风装置进行发酵，然而，好氧发酵产生的恶臭及有害物质容易对人体及环境做成负面的影响；因此，另一方面，步骤（5）的发酵槽还配套了抽风机、活性炭、海藻石、原子纤维吸附器、喷淋式循环吸收塔，可以控制发酵槽中恶臭及有害物质的排放。

厌氧发酵是在特定的密闭条件下进行的。如，制作沼气，或因高度缺氧，一些兼性微生物被迫厌氧发酵。采用好氧发酵，其发酵强度和程度均优于厌氧发酵。同时，好氧发酵条件要求相对较宽松，发酵较彻底，在发酵过程中可露天也可室内放置，好氧发酵得到产物外观缝松，质量优。

步骤（6）中所述后处理为将缝松污泥干燥至含水率低于15%后，与调配剂进行调配，得到不同品质的堆肥，得到堆肥。这里所说的调配剂是指本领域常用的用于调配堆肥中营养成分如氮、磷、钾等元素的调配剂。

步骤（6）中所述后处理为将缝松污泥与燃煤混合，得到燃料。

作为一种优选方案，步骤（6）中所述后处理为将缝松污泥与燃煤按8~9:1~2的重量比混合，得到燃料。所述燃料的热值为燃煤的45～50%。因此，该燃料燃烧时能有效削减燃料费和CO₂的排放，减少对环境的污染，节约能源。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明采用添加微生物孢子菌进行除臭，不会造成二次污染，无毒、无害、对皮肤不造成过敏、不含有害物质和磷酸盐、不会污染空气、不会破坏农作物土壤等、并能分解有机物质；比化学法一次性中和除臭更天然，对环境更友好；

（2）本发明的发酵程度高，发酵速度快，在6~7天即可完成发酵过程，好氧发酵得到产物外观缝松，质量优；

（3）本发明得到的缝松污泥可以作为肥料或者燃料；作为肥料时，可以使差的土壤土质得到恢复，为微生物创造生活环境，可种出抗病虫害强的植物；作为燃料时，易燃烧、燃烧完全、热值高、削减燃料费和CO₂的排放，减少对环境的污染，节约能源。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。

实施例1

经脱水除臭分拣处理后的7份城市污泥（含水72%），2份食物残渣、生活垃圾、人畜粪便的混合材料（水分42%）及1份回用缝松污泥（水分25%），在锅流加压混炼搅拌混合器中经混合、加压至5.5 MPa、升温至43℃，污泥含水率降至63%，然后送入发酵槽升温发酵，高温发酵温度60～75℃维持4天，发酵总时间为9天，污泥含水率降至22%，得到缝松污泥。

所述缝松污泥9份与1份燃煤混合用于做燃料，热值为标煤的48%(标煤热值为7000千卡/千克)。

所述缝松污泥送去干燥制得堆肥，指标如下：

。

实施例2

经脱水除臭分拣处理后的8份城市污泥（含水75%），1份食物残渣、生活垃圾、人畜粪便的混合材料（水分40%）及1份回用缝松污泥（水分25%），在锅流加压混炼搅拌混合器中经混合、加压至6.0 MPa、升温至46℃，污泥含水率降至65%，然后送入发酵槽升温发酵，高温发酵温度60～78℃维持4天，发酵总时间为9天，污泥含水率降至24%，得到缝松污泥。

所述缝松污泥9份与1份燃煤混合用于做燃料，热值为标煤的44%(标煤热值为7000千卡/千克)。

所述缝松污泥送去调配制得堆肥或干燥制得堆肥，指标如下：

。

Claims

1.一种污泥资源化综合利用的方法，其特征在于包括如下步骤：

（6）对将步骤（5）所得缝松污泥进行后处理。

2.如权利要求1所述污泥资源化综合利用的方法，其特征在于步骤（4）中，所述由食物残渣、生活垃圾、人畜粪便、农作物秸杆组成的混合原料的含水量为40~42重量%。

3.如权利要求1所述污泥资源化综合利用的方法，其特征在于步骤（4）中，所述回用缝松污泥为步骤（5）所得缝松污泥。

4.如权利要求1所述污泥资源化综合利用的方法，其特征在于步骤（5）中，所述发酵过程中，温度在60~80℃的发酵天数为4~5天。

5.如权利要求1所述污泥资源化综合利用的方法，其特征在于步骤（6）中所述后处理为将缝松污泥干燥至含水量低于15重量%后与调配剂进行调配，得到堆肥。

6.如权利要求1所述污泥资源化综合利用的方法，其特征在于步骤（6）中所述后处理为将缝松污泥与燃煤混合，得到燃料。

7.如权利要求6所述污泥资源化综合利用的方法，其特征在于步骤（6）中所述后处理为将缝松污泥与燃煤按8~9:1~2的重量比混合，得到燃料。