CN102515904A - 一种可循环降解颗粒化调理剂及其在污泥堆肥中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属固体废物资源化领域，涉及一种可循环降解颗粒化调理剂及其在污泥堆肥中的应用。它解决了传统有机调理剂用量大、难以循环利用，增加污泥堆肥成本，和有机调理剂堆肥后期缓慢降解，延长堆肥周期的问题，同时解决了无机调理剂残留于堆肥，降低成品质量的问题。本发明可循环降解颗粒化调理剂是粒径为0.5～10cm的木质均匀体。应用：(1)将污泥与调理剂混合，得混合物料；(2)混合物料高温发酵；(3)发酵后出料，然后筛分出调理剂，筛分率98％以上。本发明调理剂空间结构稳定、流动性好、易筛分、能循环使用，吸水性好、可调节水分，微生物附着性好、可循环接种，残留不影响成品质量。本发明具有很高的推广应用价值。

Description

一种可循环降解颗粒化调理剂及其在污泥堆肥中的应用
技术领域
本发明涉及一种可循环降解颗粒化调理剂及其在污泥堆肥中的应用。
背景技术
近年来，随着我国城市化进程的加快和社会经济的高速发展，工业与生活污水的排放量日益增多，直接或间接排入水体，水体污染问题日益严重，加剧了水资源危机。为缓解水资源短缺，保障人民健康，国家投入大量的人力和财力进行污水治理，我国各个城市相继建成并运行污水处理厂。截至2010年底，我国城镇污水处理厂已建成2500多座，污水处理能力达到1.22亿立方米/天，污水处理普遍采用生物处理法，在污水的生物处理过程中产生大量的剩余污泥，约占处理水量的0.05～0.07％(以脱水泥饼含水率80％计)，目前我国的污泥产量为3000万吨/年。随着水污染控制要求的提高，会促使污水处理率及处理深度进一步提高，相应的污泥产量也会显著增长。
剩余污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的非均质体。污泥中含有大量的有机质(包括糖、蛋白质和脂肪等)，是一种可利用的资源，但同时也含有大量的病原菌、寄生虫(卵)、重金属等有毒有害物质，如果不加以妥善处理与处置，任意堆放，会成为新的污染源，重新释放出有机污染物及病原菌、寄生虫(卵)、重金属等有毒有害物质，给水体、大气以及土壤带来二次污染，对环境和人类以及动植物健康造成较大的危害，使污水处理效果大大降低。污泥处理处置方法主要有卫生填埋、堆肥、焚烧等。其中污泥堆肥化因其成本低廉，能有效杀灭病原菌，降解有机污染物，钝化重金属活性，生成有机肥，实现污泥的无害化和资源化，已成为污泥资源化处理的最有效途径之一。
污泥经浓缩脱水后含水率仍高达80％左右，而污泥好氧堆肥适宜的含水率在50～60％，需要添加调理剂以有效调节含水率和提高堆料透气性，目前实际应用的水分调理剂有两大类，一类是传统有机调理剂，主要是木屑、秸秆、稻壳、花生壳等，但这类调理剂投加量大，难以循环利用，增加了污泥堆肥成本，其主要成分是纤维素、半纤维素、木质素等难降解物质，堆肥后期的缓慢降解，也延长了污泥堆肥周期，且这类调理剂的稳定供给常常难以保证；另一类是无机调理剂，主要是浮石、麦饭石、海泡石等，但在循环使用过程中，当这类调理剂部分残留于堆肥中时，会降低有机质含量，影响堆肥成品质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可循环降解颗粒化调理剂及其在污泥堆肥中的应用。以解决传统有机调理剂的用量大、难以循环利用，增加污泥堆肥成本，和有机调理剂堆肥后期缓慢降解，延长污泥堆肥周期的问题，同时解决无机调理剂部分残留于堆肥，降低有机质含量，影响堆肥成品质量的问题。
本发明所提供的可循环降解颗粒化调理剂是粒径为0.5～10cm的木质均匀体。
所述木质均匀体是干燥的木材经破碎机、成型机等机械设备加工而成的粒径为0.5～10cm的球体或正方体。该木质均匀体具有粒径和形状相同、质量轻、流动性好、易筛分、可循环利用，吸水性好、可调节水分，易于微生物附着、可循环接种，可降解性、残留不影响成品质量的特点。
可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用步骤为：(1)按质量比1∶(0.35～1.35)将污泥与调理剂混合，得混合物料，混合物料含水率为55～65％；(2)混合物料放入发酵设施内高温好氧发酵，通风速率为0.05～6m3/(min·m3)，维持混合物料温度在55℃以上至少5天；(3)发酵9～20天后出料，然后经滚筒筛筛分出调理剂，筛分率在98％以上，即完成调理剂在污泥堆肥中的应用。其中步骤(1)中污泥的含水率为75～85％，有机质含量为40～85％。
本发明中可循环降解颗粒化调理剂可以单独应用于污泥堆肥中，相比传统调理剂，流动性好，易筛分，高温发酵出料后调理剂能筛分出98％以上，直接或经风干后循环使用，降低污泥堆肥的运行成本。由于本发明调理剂为天然有机材料制成，微生物附着性好，循环使用起到很好的接种作用，使发酵时间由传统高温堆肥工艺的一个月缩短至9～20天，且明显提高了堆体的升温速度，发酵第一天结束时升温可达28℃，而传统高温堆肥工艺的升温速度一般仅为6～15℃/天。本发明中调理剂为透气性好的有机物，在堆肥中降解速度缓慢，空间结构稳定，提高了空气在堆体内的传质效率，同时本发明中调理剂有良好的吸水性，可降低污泥的含水率，提高物料整体的透气性能，为微生物创造了最适宜的生长繁殖条件。本发明调理剂材质为木材，可降解，即使筛分时有残留，也不会降低成品有机质含量。本发明调理剂在污泥堆肥中应用，所得成品具有有机质含量高、氮磷钾养分含量高、肥效作用时间长等优点，是一种肥效极佳的有机缓释肥和土壤改良剂。
附图说明
图1为可循环降解颗粒化调理剂制备及其在污泥堆肥中的应用流程图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式可循环降解颗粒化调理剂是粒径为0.5～10cm的木质均匀体。
本实施方式中木质均匀体是干燥的木材经破碎机、成型机等机械设备加工而成的粒径为0.5～10cm的球体或正方体。该木质均匀体具有粒径和形状相同、质量轻、流动性好、易筛分、可循环利用，吸水性好、可调节水分，易于微生物附着、可循环接种，可降解性、残留不影响成品质量的特点。
具体实施方式二：本实施方式可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用为：(1)按质量比1∶(0.35～1.35)将污泥与调理剂混合，得混合物料，混合物料含水率为55～65％；(2)混合物料放入发酵设施内高温好氧发酵，通风速率为0.05～6m3/(min·m3)，维持混合物料温度在55℃以上至少5天；(3)发酵9～20天后出料，然后经滚筒筛筛分出调理剂，筛分率在98％以上，即完成调理剂在污泥堆肥中的应用。其中步骤(1)中污泥的含水率为75～85％，有机质含量为40～85％。
本实施方式中如果采用间歇动态发酵工艺，可以进行定期翻堆混合，翻堆频率为1～4天。
本实施方式中高温发酵尾气由风机引至以腐熟物料为主要填料的除臭滤池，利用腐熟物料内大量微生物分解尾气中的恶臭污染物。
本实施方式中筛分出的调理剂直接或经风干处理0.5～2天后循环使用，并在污泥堆肥过程中起到很好的接种微生物作用。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤(1)中污泥的含水率为80％，有机质含量为60％。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤(1)中按质量比1∶0.7将污泥与调理剂混合。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤(2)中混合物料放入发酵设施内高温好氧发酵，通风速率为0.2m3/(min·m3)，发酵至混合物料温度高于60℃时调节通风速率为1.5m3/(min·m3)。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤(3)中发酵16天后出料。其它步骤及参数与具体实施方式二相同。

Claims (7)

1.一种可循环降解颗粒化调理剂，其特征在于可循环降解颗粒化调理剂是粒径为0.5～10cm的木质均匀体。
2.如权利要求1所述的木质均匀体是干燥的木材经破碎机、成型机等机械设备加工而成的粒径为0.5～10cm的球体或正方体。该木质均匀体具有粒径和形状相同、质量轻、流动性好、易筛分、可循环利用，吸水性好、可调节水分，易于微生物附着、可循环接种，可降解性、残留不影响成品质量的特点。
3.如权利要求1所述的可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用，其特征在于调理剂在污泥堆肥中的应用步骤为：(1)按质量比1∶(0.35～1.35)将污泥与调理剂混合，得混合物料，混合物料含水率为55～65％；(2)混合物料放入发酵设施内高温好氧发酵，通风速率为0.05～6m3/(min·m3)，维持混合物料温度在55℃以上至少5天；(3)发酵9～20天后出料，然后经滚筒筛筛分出调理剂，筛分率在98％以上，即完成调理剂在污泥堆肥中的应用。其中步骤(1)中污泥的含水率为75～85％，有机质含量为40～85％。
4.根据权利要求3所述的可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用，其特征在于步骤(1)中污泥的含水率为80％，有机质含量为60％。
5.根据权利要求3所述的可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用，其特征在于步骤(1)中按质量比1∶0.7将污泥与调理剂混合。
6.根据权利要求3所述的可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用，其特征在于步骤(2)中混合物料放入发酵设施内高温好氧发酵，通风速率为0.2m3/(min·m3)，发酵至混合物料温度高于60℃时调节通风速率为1.5m3/(min·m3)。
7.根据权利要求3所述的可循环降解颗粒化调理剂在污泥堆肥中的应用，其特征在于步骤(3)发酵16天后出料。
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