CN104557176B

CN104557176B - 一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺

Info

Publication number: CN104557176B
Application number: CN201510046168.0A
Authority: CN
Inventors: 杨世辉; 严浩
Original assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Current assignee: CISDI Engineering Co Ltd
Priority date: 2015-01-29
Filing date: 2015-01-29
Publication date: 2017-12-29
Anticipated expiration: 2035-01-29
Also published as: CN104557176A

Abstract

本发明提供一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，（1）将中药厂脱水后含水率为70%~85%药渣与复合菌剂按1400:1~1800:1均匀混合；（2）将混合后药渣堆置于生物干化槽中，进行底部强制通风和顶部抽风，干化3~4天；（3）干化后的药渣按一定比例同污泥混合输入至污泥好氧发酵器中，通风搅拌进行污泥好氧发酵。本发明与传统的以药渣作为调理剂的污泥好氧发酵过程相比，前端药渣干化过程为后续发酵过程提供了良好的条件，提高了发酵效率，配合污泥好氧发酵器的精确环境控制，整个发酵过程周期可缩短至12天，且熟料各项指标均达标；使污泥和药渣得到有效的处理，同时对处理后的产物起到了资源化利用。

Description

一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺

技术领域

本发明属于固体废物处理技术领域，具体涉及一种以生物干化后的药渣作为辅料协同污水处理厂的污泥进行好氧发酵，处理药渣和污泥的工艺。

背景技术

随着中药资源的开发和利用，尤其是现代工业科技的进步，中药生产的工业化、规模化程度不断加深，发展了中药行业，产生了巨大的经济效益。然而，大量中药材提取后产生的药渣成为目前面临的严重问题。据统计，我国仅植物类药渣年排放量就高达65万多吨。早期中药渣处理的形式主要包括填埋、焚烧、固定区域堆放等。掩埋或堆放会占用大量土地，产生大量有害气体，对地下水也有污染。中药渣一般含水量较高且含有一定营养成分，如果不及时处理或处理不当，极易腐败，会引来蚊、蝇、鼠等，成为疟疾、乙型脑炎、霍乱、痢疾、肝炎等多种传染病的温床，对环境造成严重的污染；中药渣进行晒干后焚烧则会产生大量二氧化碳等污染物，造成大气环境的污染。即早期对中药渣的处理，耗去大量的资金，且造成了资源的浪费及环境的污染。医药行业前30强中，以中药产业为支柱的企业约占一半。中药行业面临着严峻的环保困扰。中药药渣排放和妥善处理一直是一个很棘手的问题，对环境保护也带来了巨大的压力。

另外，随着我国社会经济的发展和城市化水平的提高，城市污水排放量不断增长，污泥作为污水处理过程中的废物，其产量也不断增长，据估算2011年我国污泥产量(80％含水率)超过3000万吨。污泥的成分复杂，是一种由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物、无机物组成的聚合物。如何安全、经济、科学的处理处置污泥已经成为困扰污水处理行业的难题。污泥的处理与处置有几个层次的要求：稳定化、无害化、减量化、资源化，处理方法主要有填埋、焚烧、投海以及污泥堆肥土地利用等。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，发明的目的在于提供一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，结合中药渣和污泥两者特性，以生物干化后的药渣作为辅料协同污泥好氧发酵，解决药渣和污泥处理的难题，并提供一种资源化利用途径。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，包括以下步骤：

(1)将药渣与复合菌剂按重量比1400:1～1800:1均匀混合；

(2)将混合后的药渣进行生物干化；

(3)将干化后的药渣同污泥混合通风搅拌进行污泥好氧发酵。

该工艺采用生物干化的中药渣作为辅料，既解决了污泥性质问题，对于药渣又是一种废物利用。整个工艺流程包括两个过程：中药渣的生物干化过程和药渣污泥混合料的好氧发酵过程。

中药渣的生物干化过程是利用投加的复合菌剂以药渣本身的有机质作为能量来源进行新陈代谢所产生的高温(55℃～70℃)将其中的水分气化，进而通过风机强制鼓入的干燥空气带出物料达到干化的目的。其中的复合菌剂可为市售常规的发酵菌的组合，例如，由酒精酵母菌、黑曲霉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉配制而成；药渣和复合菌剂的重量比例为1400:1～1800:1。充分利用药渣中的有机质，通过微生物的新陈代谢作用将有机质中的化学能转化为生物能和热能，一方面培养了目标微生物为下一步污泥发酵过程做准备，另一方面微生物新陈代谢过程中产生的热量蒸出了药渣中的水分降低了含水率，同时也为下一步药渣与污泥混合调节含水率和孔隙度提供了条件。同传统药渣干化工艺如烘干、机械挤压干燥等工艺相比降低了能耗和操作难度，而且更环保。

作为优选：所述步骤(1)中，所述药渣为中药厂脱水后含水率为70％～85％的药渣。药渣的初始含水率为70％～85％，利于其中的有机质能够培养目标微生物和实现微生物新陈代谢能量转化。本发明所述含水率为水分含量的重量百分数。

作为优选：所述步骤(2)中生物干化为：将混合后药渣堆置于生物干化槽中，进行底部强制通风和顶部抽风，干化3～4天。

作为优选：所述步骤(2)中，经生物干化之后的药渣含水率为20％～30％。干化过程使药渣的含水率越低越好，通常情况下能够达到20％～30％

作为优选：所述步骤(3)中，所述污泥的含水率为80％～90％，干化后的药渣同污泥的混合比例按重量比为2:5～10。这一污泥含水率适应了一般生活污水处理厂剩余污泥经过皮带挤压之后排出的污泥含水率，实验结果表明，药渣和污泥按照这一配发酵后产物养分含量在5％以上，达到相关标准(NY884-2012)。

作为优选：所述步骤(3)中，在污泥与干化后的药渣中还添加发酵产物作为返料，使药渣:污泥:返料的重量比为2:5～10:4，即2:5:4～2:10:4的范围。使混合物料发酵效果更好，达到完全的腐熟。

作为优选：所述步骤(3)中，物料配比混合后含水率为50％～60％，碳氮比为20～30:1，相对密度为0.75～0.85。

为了给污泥提供一个良好的好氧发酵条件，需要调节污泥混合后的含水率、碳氮比以及相对密度。有机物中碳的总含量与氮的总含量的比值，碳氮比关系到发酵过程，相对密度，这里以水为参考量(1000千克每立方米)，所提到的相对密度为0.75～0.85即750千克每立方米到850千克每立方米。

作为优选：所述步骤(3)在污泥好氧发酵器中进行，控制搅拌频率为0.5～1.0rpm，曝气量为100～140m³/h，启动阶段以时间为控制参数启停曝气系统，曝气系统启10min～3min、停110min～117min循环。这样的搅拌和曝气控制方式使得发酵初期温度上升快，缩短了好氧发酵时间，提高了污泥处理效率。

作为优选：所述步骤(3)中，对污泥好氧发酵器中温度、湿度和含水率进行监控，温度高于50℃时程序进入高温曝气段，曝气系统启10min～3min，停50min～57min循环，当温度高于65℃时，开启风机；当温度低于50℃，关闭风机；当温度低于50℃维持1天时，进入降温阶段，以时间参数控制启停频率，开2min，停60min。

作为优选：步骤(3)中，保证物料发酵过程中持续三天温度高于55℃，物料完全腐熟。

干化后的药渣和污泥协同发酵的过程在污泥好氧发酵器中进行，期间按一定程序搅拌和曝气，保证物料发酵过程中持续三天温度高于55℃，完全腐熟。这一过程与传统的以药渣作为调理剂的污泥好氧发酵过程相比，前端药渣干化过程为后续发酵过程提供了良好的条件，提高了发酵效率。配合污泥好氧发酵器的精确环境控制，整个发酵过程周期可缩短至12天，且熟料各项指标均达标。

如上所述，本发明的有益效果是：中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺提供了一种快速高效污泥资源化途径，该工艺有机结合了中药渣和城市污水处理厂的污泥二者自身特点，较传统的污泥堆肥过程具有发酵时间短，产品性质稳定，处理污泥效率高等优点，使污泥和药渣得到有效的处理，同时对处理后的产物起到了资源化利用。

附图说明

图1为发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解发明的其他优点及功效。

实施例

如图1所示，本发明提供一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，在某污水处理厂进行：

首先将中药厂初步脱水后的中药渣15kg和10g复合菌剂混合均匀，其中复合菌剂按酒精酵母菌、黑曲霉、苏云金芽孢杆菌、绿色木霉重量份数比为3:3:1:2的配比配制，该药渣的初始含水率在85％左右；然后将混合后的药渣和复合菌剂堆置于生物干化槽中，底部强制通风，顶部风机抽风，干化4天，测定干化之后的含水率为20％。取污水处理厂经过机械挤压初步脱水后含水率为85％左右的污泥，将干化后的药渣同污泥以重量比为2:8的比例置于料槽中搅拌均匀，螺旋输送至污泥好氧发酵器中。混合后的物料在污泥好氧发酵器中的搅拌频率为0.5rpm，启动阶段以时间为控制参数启停曝气系统，曝气量为120m³/h，采用停117分钟，启3分钟反复循环，当温度高于50℃时程序进入高温段，曝气系统启3分钟，停57分钟循环，采用温度反馈控制，当温度高于65℃开启风机，当温度低于50℃，关闭风机，同时检测温度、湿度、含水率变化。当温度低于50℃维持1天时，进入降温阶段，以时间为控制参数启停，开2分钟停60分钟，同时检测温度、湿度、含水率变化；该发酵过程中保证物料发酵过程中持续三天温度高于55℃，完全腐熟。

试验2天发酵温度可达55℃，腐熟3～4天后出料含水率为25％，总养分(总氮+总磷+总钾)为5.39％，其余各项指标均达到NY884-2012《生物有机肥》要求。

其余实施例如下表所示，其工艺流程与实施例1相同，只是在主要的物料参数上有所变化，具体如下表所示：

上述实施例中的只是部分地例举了本发明工艺的实施方式，其中的复合菌剂还可以为：枯草芽孢杆菌、黑曲霉、绿色木霉、酒精酵母按3:2:3:2重量份数比例混合或诺卡氏放线菌、酒精酵母菌、枯草芽孢杆菌、黑曲霉按3:3:2:2重量份数比例混合，其中的搅拌频率、曝气量和曝气时间控制根据具体要求在规定范围内设置，根据污泥好氧发酵器内的温度反馈对曝气系统进行调节即可；通过温度反馈对曝气进行控制调节属于常规技术在此不再赘述。其中药渣、污泥的含水率以及配比关系只要在给定范围内均能得到符合要求的熟料。

任何熟悉此技术的人士皆可在不违背发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)将药渣与复合菌剂按重量份配比1400:1～1800:1均匀混合；(2)将混合后药渣进行生物干化；(3)将干化后的药渣同污泥混合通风搅拌进行污泥好氧发酵；

所述步骤(2)中生物干化包括：将混合后药渣堆制于生物干化槽中，进行底部强制通风和顶部抽风，干化3～4天；经生物干化之后的药渣含水率为20％～30％。

2.根据权利要求1所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，所述药渣为含水率为70％～85％的药渣。

3.根据权利要求1所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，所述污泥的含水率为80％～90％，干化后的药渣与污泥按重量份2:5～10配比混合。

4.根据权利要求1所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，在污泥与干化后的药渣中还添加发酵产物作为返料，使药渣:污泥:返料的重量比为2:5～10:4。

5.根据权利要求3或4所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，物料配比混合后含水率为50％～60％，碳氮比为20～30:1，相对密度为0.75～0.85。

6.根据权利要求1所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(3)在污泥好氧发酵器中进行，控制搅拌频率为0.5～1.0rpm，曝气量为100～140m³/h，启动阶段以时间为控制参数启停曝气系统，曝气系统启10～3min、停110～117min循环。

7.根据权利要求6所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，对污泥好氧发酵器中温度、湿度和含水率进行监控，温度高于50℃时程序进入高温曝气段，曝气系统启10～3min，停50～57min循环，当温度高于65℃时，开启风机；当温度低于50℃，关闭风机；当温度低于50℃维持1天时，进入降温阶段，以时间参数控制启停频率，开2min，停60min。

8.根据权利要求6所述的一种中药渣生物干化后协同污泥好氧发酵工艺，其特征在于：所述步骤(3)中，保证物料发酵过程中持续三天温度高于55℃，物料完全腐熟。