CN107384420A - 污泥土壤改良剂、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，原料准备；步骤2，原料混合后一起加入到厌氧消化罐反应；步骤3，反应产生的沼气进入沼气储存柜，供应加气站；步骤4，反应产生的沼渣进行固液分离，沼液作为施肥滴灌液使用；步骤5，沼渣固液分离后的固体经过除臭、杀菌消毒后通过低温余热干燥；步骤6，低温余热干燥后获得含水率40～60%的污泥即为污泥土壤改良剂。本发明还提供了一种污泥土壤改良剂及其应用。本发明节能环保，有效减少化学试剂的使用，生产工艺简单，改良剂生物炭较为丰富，遇水易松散，大大改善了原污泥塑性高、集聚宜发生结块板结情况，能在很好与沙性土结合，改善沙性土壤结构效果明显。

Description

污泥土壤改良剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种土壤改良剂，具体涉及一种污泥土壤改良剂，本发明还涉及污泥土壤改良剂的制备方法及其应用，属于土壤改良技术领域。
背景技术
随着城市快速发展，城市可利用土地空间逐步压缩，城镇废弃物处理系统优化、沙化及沙性土地的开发成为现在城市园林建设难题。现今，城市废弃物处理位置面临搬迁、废弃物处理系统存在单打独斗而没形成系统的处理模式，国家支持的沼气工程由于存在持续的经济网链支撑如今存在后继不足；同时，现在对沙性土壤改良常采用方法是有机肥直接施用、泥炭直接施用、客土改良，有机肥和泥炭直接施用只能单纯提高沙性土壤的肥力，不能改善沙性土壤的结构和保水保肥性，改良效果差；客土改良破坏了取土区地质环境，改变了原有土质层，易给原有生物环境带来新的生物灾害，同时客土带来的运输费用昂贵，具有不经济性。近些年也有一些有机高分子用于改良沙湖土壤（如聚丙烯酰胺等），虽能很好改善沙性土壤的结构和保水性，但价格高，不适宜大面积应用。因此，寻找一种持续稳定的城市废弃物处理系统和一种经济有效的沙化及沙性土壤改良方法对于维护生态环境和加强经济发展具有重要的现实意义。
目前，随着城市化进程的加快，中国城市污水污泥的数量在急剧增加，大量污泥的稳定合理处置和资源合理化利用备受国内外专家学者关注。在国外污泥已经被广泛用作肥料和土壤改良剂，从大量资料数据显示，城市污泥处理和利用技术目前已相对成熟，其应用于土地利用是安全的，尤其应用于园林绿化土壤不存在风险。同时，污泥具有很好的肥效、塑性保水性，因而污泥作为沙性土的改良剂是非常可取的。
但是，直接将生活污水处理厂的污泥直接运用到沙性土改良不能产生预期的效果，市场上将污泥作为土壤改良剂需要在城市生活污水处理厂产生的污泥基础上添加许多化学试剂配合使用，造成制作成本高，甚至可能对改良土造成未知的化学污染；污泥的成分复杂，污泥的利用存在的重金属和有害成分可能超标，会对改良土、地下水质产生污染；污泥具有塑性高、易板结、遇水不宜松散等，在改变沙性土结构分散、贫瘠方面需要在原有污泥性状上增加遇水松散的特性；国家在沼气工程发展没有很好的利益链支撑导致后劲不足，大量资源浪费。因此，在污泥资源充分利用，减少特殊药剂投入，解决污泥塑性高、易板结、遇水不宜松散等，减小存在的重金属和有害成分超标的可能性，促使国家关于沼气工程建设、环境污染问题得到可持续发展，急需一种新的制备工艺使污泥达到排放标准的基础上更适合沙性土改良作用，实现污泥资源化利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少化学试剂的使用，促使沼气工程可持续发展，运用更加环保自然、易选取、更加节约处理成本的添加物寻求废废结合为宝，能够增加遇水松散的特性、改良沙性土肥力和保水能力和降低污泥中重金属含量比，多成分掺和发酵使菌体更容易进入繁衍从而加快反应速度，能够达到批量生产，实现污泥资源化利用的一种污泥土壤改良剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种污泥土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，对沼气工艺中废弃物、餐饮园林生物质废弃物和污泥做好规划，做好计量准备；
步骤2，沼气工艺中废弃物和餐饮园林生物质废弃物打碎后以占污泥重量10～40%的比例加入到污泥中，和污泥混合后一起加入到厌氧消化罐反应；
步骤3，反应产生的沼气进入沼气储存柜，经过后期的提纯净化、压缩，供应加气站；
步骤4，反应产生的沼渣进行固液分离，沼液进行相应的处理（除臭、消毒杀菌及重金属元素固化）后作为施肥滴灌液使用；
步骤5，沼渣固液分离后的固体经过除臭、杀菌消毒后通过低温余热干燥；
步骤6，低温余热干燥后获得含水率40～60%的污泥即为污泥土壤改良剂。
作为本发明的一个实施方案，可以在步骤6的基础上，继续如下步骤：
步骤7，将含水率40～60%的污泥土壤改良剂进入造粒机造粒，经过烘干，使得含水率低于15%，筛分包装即形成干燥后的污泥土壤改良剂，可以作为后期追肥肥料，配合污泥土壤改良剂一起改良沙性土壤。
更进一步的方案是：
所述污泥来源于生活污水处理厂脱水污泥、堆置污泥（原污水处理厂弃置污泥、沟湖污泥等）、达到排放要求的其他污水处理厂污泥；
沼气池发酵后的混合物是由禽畜粪便、作物秸秆等生活垃圾经过沼气池发酵后获得的混合物；
餐饮园林生物质废弃物是由餐饮废弃物和城市绿化美化过程中产生的枯枝、落叶、草屑、花瓣及其他绿化修剪物组成的混合物。
更进一步的方案是：
污泥采用螺旋压榨输送、泵送、车运等方式输送，沼气工艺中废弃物采用车运或经过打碎处理后螺旋压榨输送方式输送，餐饮园林生物质废弃物采用车运方式输送。
更进一步的方案是：
所述的污泥均需达到国家污泥排放标准，污泥中所存在的大体积硬质物均需要得到有效筛除。
更进一步的方案是：
投入厌氧消化罐前三种物质（沼气工艺中废弃物、餐饮园林生物质废弃物、污泥）不进行脱水烘干处理。
更进一步的方案是：
步骤二中，厌氧消化罐反应的温度为20～70℃，发酵时间3～10d。
更进一步的方案是：
步骤二中，厌氧消化罐反应的温度为55℃。
本发明还提供了一种污泥土壤改良剂，所述污泥土壤改良剂是通过本发明提供的污泥土壤改良剂的制备方法制备得到的。
作为本发明的另一个发明目的，本发明还提供了所述污泥土壤改良剂的应用，是应用于改良沙性土壤，具体为：
步骤1，基施：将污泥土壤改良剂与沙性土直接按体积比掺拌，污泥土壤改良剂：沙性土=0.2～2，更具体的比例可以根据试验检测现场沙性土特性确定最佳配比，以达到需要的土壤结构，拌合后进行摊铺即可移栽或种植苗木。或在园林苗木种植前，在地表按照300～1000kg/亩的标准均匀撒施污泥土壤改良剂后，深翻、耙平即可移栽或种植苗木；每个树池位置可增加污泥土壤改良剂，最多可加至200kg；
步骤2，追施：生成的干燥后的污泥土壤改良剂作为追肥改良剂，在苗木生长期，每次灌水前追肥以100～200kg/亩的标准施加干燥后的污泥土壤改良剂或依据苗木生长情况并选取雨前追肥；在冬季每棵树树根处开挖（开挖至树根可见）堆肥，堆肥可采用污泥土壤改良剂，堆肥量为10～50kg，堆肥后上层用开挖土覆盖。
本发明具有如下创新点：
（1）形成网络链，沼气工程废弃物得以有效处理和经济链支撑，能很好地确保可持续发展；
（2）该改良剂生成工艺简单，可批量化生产，前景广阔；
（3）改良剂具有改良剂生物炭较为丰富，遇水易松散，大大改善了原污泥塑性高、集聚宜发生结块板结情况，能在很好与沙性土结合，改善沙性土壤结构效果明显等；
（4）改良剂产品生产工艺中打碎和粉碎为产品需求性能做出补充，前期打碎为后期粉碎处理提高效率和质量；
（5）该改良剂可做成成品追肥肥料，采取有机肥撒施方式，遇水易松散，工艺简单；
（6）沼气工艺和餐厨园林废弃物处理工艺的废弃物的加入不仅增加了原有污泥改良剂产品的肥力，更有效的减少了原有污泥存在的重金属作用。
本发明的有益效果主要是：本发明具有前瞻性，为城市废弃物处理提供一个网络规划构想；节能环保，有效较少环境污染和病菌滋生的可能，有效减少化学试剂的使用，具有废废为宝的理念；生产工艺简单，减少材料人工机械拌合，可批量化生产；改良剂生物炭较为丰富，遇水易松散，大大改善了原污泥塑性高、集聚宜发生结块板结情况，能在很好与沙性土结合，改善沙性土壤结构效果明显等。
附图说明
图1为本发明中城市废弃物处理网络示意图；
图2为本发明流程图。
图中：A-污泥处理厂、B-餐饮园林生物质废弃物处理厂、C-沼气工程处理厂、D-改良剂制备厂、E-城市。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
如附图2所示，一种污泥土壤改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，对沼气工艺中废弃物、餐饮园林生物质废弃物和污泥做好规划，做好计量准备；
步骤2，沼气工艺中废弃物和餐饮园林生物质废弃物打碎后以占污泥重量10～40%的比例加入到污泥中，和污泥混合后一起加入到厌氧消化罐反应；
步骤3，反应产生的沼气进入沼气储存柜，经过后期的提纯净化、压缩，供应加气站；
步骤4，反应产生的沼渣进行固液分离，沼液进行相应的处理（除臭、消毒杀菌及重金属元素固化）后作为施肥滴灌液使用；
步骤5，沼渣固液分离后的固体经过除臭、杀菌消毒后通过低温余热干燥；
步骤6，低温余热干燥后获得含水率40～60%的污泥即为污泥土壤改良剂。
步骤7，将含水率40～60%的污泥土壤改良剂进入造粒机造粒，经过烘干，使得含水率低于15%，筛分包装即形成干燥后的污泥土壤改良剂，可以作为后期追肥肥料，配合污泥土壤改良剂一起改良沙性土壤。
其中，所述污泥来源于生活污水处理厂脱水污泥、堆置污泥（原污水处理厂弃置污泥、沟湖污泥等）、达到排放要求的其他污水处理厂污泥；
沼气池发酵后的混合物是由禽畜粪便、作物秸秆等生活垃圾经过沼气池发酵后获得的混合物；
餐饮园林生物质废弃物是由餐饮废弃物和城市绿化美化过程中产生的枯枝、落叶、草屑、花瓣及其他绿化修剪物组成的混合物。
污泥采用螺旋压榨输送、泵送、车运等方式输送，沼气工艺中废弃物采用车运或经过打碎处理后螺旋压榨输送方式输送，餐饮园林生物质废弃物采用车运方式输送。
所述的污泥均需达到国家污泥排放标准，污泥中所存在的大体积硬质物均需要得到有效筛除。
投入厌氧消化罐前三种物质不进行脱水烘干处理。
步骤二中，厌氧消化罐反应的温度为20～70℃，发酵时间3～10d。
步骤二中，厌氧消化罐反应的温度为55℃。
如附图1所示，本发明提出了三一三、三一多或多一多输送处理模式，形成独立的废弃物处理网络，输送处理模式可以参照城镇规划交通网及地下管网设置理论，其模式可依据城市大小，以城市中心为圆心在郊区360度2组或多组设置。每个改良剂制备厂，对应设置三个沼气工程处理厂，以及一共三个的污泥处理厂和餐饮园林生物质废弃物处理厂。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，对沼气工艺中废弃物、餐饮园林生物质废弃物和污泥做好规划，做好计量准备；
步骤2，沼气工艺中废弃物和餐饮园林生物质废弃物打碎后以占污泥重量10～40%的比例加入到污泥中，和污泥混合后一起加入到厌氧消化罐反应；
步骤3，反应产生的沼气进入沼气储存柜，经过后期的提纯净化、压缩，供应加气站；
步骤4，反应产生的沼渣进行固液分离，沼液进行相应的处理后作为施肥滴灌液使用；
步骤5，沼渣固液分离后的固体经过除臭、杀菌消毒后通过低温余热干燥；
步骤6，低温余热干燥后获得含水率40～60%的污泥即为污泥土壤改良剂。
2.根据权利要求1所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于还包括：
步骤7，将含水率40～60%的污泥土壤改良剂进入造粒机造粒，经过烘干，使得含水率低于15%，筛分包装即形成干燥后的污泥土壤改良剂。
3.根据权利要求1所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于所述污泥来源于生活污水处理厂脱水污泥、堆置污泥、达到排放要求的其他污水处理厂污泥；所述沼气工艺中废弃物是由生活垃圾经过沼气池发酵后获得的混合物；所述餐饮园林生物质废弃物是由餐饮废弃物和城市绿化美化过程中产生的枯枝、落叶、草屑、花瓣及其他绿化修剪物组成的混合物。
4.根据权利要求1所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于所述污泥采用螺旋压榨输送、泵送、车运方式输送，沼气工艺中废弃物采用车运或经过打碎处理后螺旋压榨输送方式输送，餐饮园林生物质废弃物采用车运方式输送。
5.根据权利要求1所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于所述的污泥均需达到国家污泥排放标准，污泥中所存在的大体积硬质物均需要得到有效筛除。
6.根据权利要求1所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于步骤二中，投入厌氧消化罐前的沼气工艺中废弃物、餐饮园林生物质废弃物、污泥不进行脱水烘干处理。
7.根据权利要求1所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于所述步骤二中，厌氧消化罐反应的温度为20～70℃，发酵时间3～10d。
8.根据权利要求7所述污泥土壤改良剂的制备方法，其特征在于所述步骤二中，厌氧消化罐反应的温度为55℃。
9.一种污泥土壤改良剂，其特征在于所述污泥土壤改良剂是通过权利要求1至8任一所述的污泥土壤改良剂的制备方法制备得到的。
10.一种污泥土壤改良剂的应用，其特征在于应用于改良沙性土壤，具体为：
步骤1，基施：将污泥土壤改良剂与沙性土直接按体积比掺拌，污泥土壤改良剂：沙性土=0.2～2，拌合后进行摊铺即可移栽或种植苗木；或在园林苗木种植前，在地表按照300～1000kg/亩的标准均匀撒施污泥土壤改良剂后，深翻、耙平即可移栽或种植苗木；
步骤2，追施：生成的干燥后的污泥土壤改良剂作为追肥改良剂，在苗木生长期，每次灌水前追肥以100～200kg/亩的标准施加干燥后的污泥土壤改良剂或依据苗木生长情况并选取雨前追肥；在冬季每棵树树根处开挖堆肥，堆肥采用污泥土壤改良剂，堆肥量为10～50kg，堆肥后上层用开挖土覆盖。
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