CN107151153A - 一种将生活污泥制成堆肥的方法 - Google Patents

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Abstract

一种将生活污泥制成堆肥的方法，属于固体废弃物资源化利用技术领域。先将农用保水剂与生活污泥混合，取得含水率为50%～60%的低含水污泥，再将低含水污泥与混合碳剂、起爆剂混合，置于50℃环境下好氧发酵，取得堆肥。通过本发明工艺，能将生活污泥的含水率由大于80%降低到50～60%，满足生活污泥好氧发酵。好氧发酵工艺得到的堆肥产品呈褐色，手感疏松，颗粒均匀，无蚊蝇和恶臭。

Description

一种将生活污泥制成堆肥的方法
技术领域
本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域。
背景技术
随着社会经济发展，我国城市排放含水率超过80%的湿污泥预计已达3000万吨/年，生活污泥处理己成为限制城市生活污水处理厂有效运行的瓶颈问题。污泥中含有丰富的氮、磷、钾和有机质等多种植物必需营养元素，具备资源化利用的前提条件。
好氧发酵工艺具有处理周期短、处理量大、以及有机物腐熟彻底等优点，是一种灵活性高、可操作性强的污泥资源化处理方式。好氧发酵工艺处理污泥的最重要瓶颈问题是：生活污泥的含水率大于80%，远远高出好氧发酵工艺最佳初始含水率50%～60%的范围。在废弃物处理过程中，一般通过添加辅料降低物料的整体含水率。但是添加大量辅料的方法既不经济，也难以完全满足好氧发酵工艺对原料碳氮比的需求。因此，寻找出一种简易、廉价的水分调节方法对好氧发酵工艺处理生活污泥具有重要价值。
发明内容
针对目前生活污水含水率高而不能直接进行好氧发酵的问题，本发明提出一种将生活污泥制成堆肥的方法。
本发明包括以下步骤：
1）将农用保水剂与生活污泥混合，取得含水率为50%～60%的低含水污泥；
2）将低含水污泥与混合碳剂、起爆剂混合，置于50℃环境下好氧发酵，取得堆肥。
农用保水剂由吸水能力特别强的高分子材料组成，能吸收自身重量几百倍的水分。农用保水剂的保水性强，即使在受热、加压条件下也不易散失，对光、热、酸碱的稳定性好，能缓慢释放水分被植物吸收利用。同时农用保水剂且本身无毒无害，在环境中可以大量存在。
本发明利用农用保水剂能够吸附固持水分的原理，依据其对水份固持能力的特性，将其投加至生活污泥中，将生活污泥的含水率降低到能够好氧发酵的范围内，然后再添加辅料，通过好氧发酵工艺获得符合国家有机肥质量标准要求的堆肥产品。
通过本发明工艺，能将生活污泥的含水率由大于80%降低到50～60%，满足生活污泥好氧发酵。好氧发酵工艺得到的堆肥产品呈褐色，手感疏松，颗粒均匀，无蚊蝇和恶臭，pH值6.88～7.12，EC值2.45～2.78mS/cm，种子发芽指数为88.6～92.7%。堆肥产品矿质营养和污染物指标符合国家有机肥质量标准的要求。
发明达到快速发酵降解有机物、提高堆肥产品的腐熟度、提升产品附加值的目的，不仅综合利用生活污泥，消除环境潜在威胁，而且减少了大量辅料的加入，降低了生活污泥堆肥的处理成本。
进一步地，本发明在所述步骤1）中，所述农用保水剂由质量比为1～5∶1～5的聚丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸盐混合组成。两种农用保水剂对水份的吸附数量和吸附力量不同，以及吸附固持水份后的性质特征也不同，通过两者不同比例混合后，实现既可以大量吸收吸附固持生活污泥中的水分，也使吸附水分后的物质保持合适的性质特征，为后续好氧发酵做好准备。
在所述步骤1）中，所述农用保水剂与生活污泥的投料质量比为0.3～1∶100。堆肥最佳初始含水率范围为50%～60%，通过添加农用保水剂吸附固持后，可以使85%含水量的生活污泥迅速失水，达到进入下一步处理工序的水分含量要求。
在所述步骤1）中，将生活污泥摊置5～10 cm厚，将农用保水剂撒于生活污泥表面，以悬耕机旋耕后静置1～4h，然后再以悬耕机旋耕后静置1～4h，取得低含水污泥。将生活污泥摊开和通过悬耕机旋耕是为了使保水剂和污泥充分混匀，易于保水剂吸水，同时降少能耗，从而节省成本。静置是为了提供保水剂充分吸收固持污泥中水份的反应时间。
在所述步骤2）中，所述混合碳剂由质量比为1～4∶2～4∶0～3的木屑、砻糠和碎秸秆组成。好氧发酵需要合适的碳源及碳氮比，木屑、砻糠和碎秸中碳的生物稳定性各不同，这三种物料混合污泥好氧发酵过程的不同阶段起到不同作用，继而能够达到较好的发酵产物质量和较短的发酵时间。
在所述步骤2）中，所述混合碳剂与低含水污泥的投料质量比为15～20∶100，所述起爆剂与低含水污泥的投料质量比为0.2～0.4∶100。采用混合碳剂与低含水污泥的该投料质量比是为了将混合后的物料碳氮比调节到本工艺模式下污泥能够快速发酵的范围，确定起爆剂与低含水污泥的投料比的原则是本工艺模式下混合物料能够快速升温发酵。
在所述步骤2）中，将混合后的低含水污泥与混合碳剂、起爆剂起垄堆置，垄高为1.3m，垄宽为3.0m，堆置2～4天后翻堆一次，以后每3～6天翻堆一次，直至好氧发酵结束。采用以上具体操作方法的依据是为了为混合物料的好氧发酵提供适宜的氧气、温度等发酵环境，同时散除水分，提升物料发酵的均一性和全部性。最终实现高质量、高效率的发酵处理。
具体实施方式
例1：
（1）以农用保水剂降低生活污泥含水率：
首先，将生活污泥均匀摊开，厚5cm。
其次，将农用保水剂（聚丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸盐的混合质量比为5∶1）均匀撒施于生活污泥表面，用量为污泥质量的3.0‰。
第三，用悬耕机均匀旋耕一遍，静置1h后再次均匀旋耕一遍，再静置4h。完成农用保水剂快速降低生活污泥含水率，形成含水率的生活污泥。通过以上工艺，将生活污泥的水率由大于80%降低到58%，满足好氧发酵。
（2）好氧发酵：
首先，向低含水率生活污泥中添加污泥质量的15%混合碳剂（木屑、砻糠和碎秸秆的混合质量比为1∶4∶3），同时加入污泥质量2‰的起爆剂。
其次，将物料均匀混合，起垄，垄高1.3m左右，垄宽3.0m左右，垄长不限。堆置4天后，料堆温度高于50℃，翻堆一次，以后每6天翻堆一次，30天左右完成好氧发酵。
（3）结果：
好氧发酵工艺得到的堆肥产品呈褐色，手感疏松，颗粒均匀，无蚊蝇和恶臭，pH值6.88，EC值2.45mS/cm，种子发芽指数为88.6%。堆肥产品矿质营养和污染物指标符合国家有机肥质量标准的要求。
例2：
（1）发农用保水剂降低生活污泥含水率：
首先，将生活污泥均匀摊开，厚10cm。
其次，将农用保水剂（聚丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸盐的混合质量比为1∶5）均匀撒施于生活污泥表面，用量为污泥质量的10.0‰。
第三，用悬耕机均匀旋耕一遍，静置4h后再次均匀旋耕一遍，再静置1h。完成农用保水剂快速降低生活污泥含水率，形成含水率的生活污泥。将生活污泥的水率由大于80%降低到52%，满足好氧发酵。
（2）好氧发酵：
首先，向低含水率生活污泥中添加污泥质量的20%混合碳剂（木屑和砻糠的混合质量比为4∶2），同时加入污泥质量4‰的起爆剂。
其次，将物料均匀混合，起垄，垄高1.3m左右，垄宽3.0m左右，垄长不限。堆置2天后，料堆温度高于50℃，翻堆一次，以后每3天翻堆一次，30天左右完成好氧发酵。
（3）结果：
通过好氧发酵工艺得到的堆肥产品呈褐色，手感疏松，颗粒均匀，无蚊蝇和恶臭，pH值7.12，EC值2.78mS/cm，种子发芽指数为92.7%。堆肥产品矿质营养和污染物指标符合国家有机肥质量标准的要求。
例3：
（1）以农用保水剂降低生活污泥含水率：
首先，将生活污泥均匀摊开，厚7cm。
其次，将农用保水剂（聚丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸盐的混合质量比为3∶2）均匀撒施于生活污泥表面，用量为污泥质量的6.0‰。
第三，用悬耕机均匀旋耕一遍，静置3h后再次均匀旋耕一遍，再静置3h。完成农用保水剂快速降低生活污泥含水率，形成含水率的生活污泥。将生活污泥的水率由大于80%降低到55%，满足好氧发酵。
（2）好氧发酵：
首先，向低含水率生活污泥中添加污泥质量的18%混合碳剂（木屑、砻糠和碎秸秆的混合质量比为1∶1∶1），同时加入污泥质量3‰的起爆剂。
其次，将物料均匀混合，起垄，垄高1.3m左右，垄宽3.0m左右，垄长不限。堆置3天后，料堆温度高于50℃，翻堆一次，以后每4天翻堆一次，30天左右完成好氧发酵。
（3）结果：
通过好氧发酵工艺得到的堆肥产品呈褐色，手感疏松，颗粒均匀，无蚊蝇和恶臭，pH值7.03，EC值2.55mS/cm，种子发芽指数为90.4%。堆肥产品矿质营养和污染物指标符合国家有机肥质量标准的要求。
以上各例中起爆剂为普通市售微生物菌剂，如EM菌、芽孢杆菌等促进好氧发酵的功能微生物都可以使混合物料快速发酵。

Claims (7)

1.一种将生活污泥制成堆肥的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将农用保水剂与生活污泥混合，取得含水率为50%～60%的低含水污泥；
2）将低含水污泥与混合碳剂、起爆剂混合，置于50℃环境下好氧发酵，取得堆肥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤1）中，所述农用保水剂由质量比为1～5∶1～5的聚丙烯酰胺和淀粉接枝丙烯酸盐混合组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述步骤1）中，所述农用保水剂与生活污泥的投料质量比为0.3～1∶100。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述步骤1）中，将生活污泥摊置5～10cm厚，将农用保水剂撒于生活污泥表面，以悬耕机旋耕后静置1～4h，然后再以悬耕机旋耕后静置1～4h，取得低含水污泥。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤2）中，所述混合碳剂由质量比为1～4∶2～4∶0～3的木屑、砻糠和碎秸秆组成。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：在所述步骤2）中，所述混合碳剂与低含水污泥的投料质量比为15～20∶100，所述起爆剂与低含水污泥的投料质量比为0.2～0.4∶100。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在所述步骤2）中，将混合后的低含水污泥与混合碳剂、起爆剂起垄堆置，垄高为1.3m，垄宽为3.0m，堆置2～4天后翻堆一次，以后每3～6天翻堆一次，直至好氧发酵结束。
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