CN108409435B

CN108409435B - 一种污泥好氧堆肥方法

Info

Publication number: CN108409435B
Application number: CN201810393746.1A
Authority: CN
Inventors: 周挺进; 符皓; 张秋婷
Original assignee: Fujian Longma Environmental Sanitation Equipment Co Ltd
Current assignee: Fulongma Group Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: CN108409435A

Abstract

本发明涉及了一种污泥好氧堆肥方法，提供了浓缩污泥在超细辅料、无机絮凝剂和有机絮凝剂的三级调理下进行机械脱水得到脱水污泥，该脱水污泥再与辅料、回掺污泥进入混合干化设备进行混合破碎，物料混合、加热干化后接种污泥发酵菌进行好氧堆肥发酵和二次腐熟。本技术方案的有益效果在于：在加入无机混凝剂和有机絮凝剂进行调理之前，先加入超细辅料作为调理剂进行充分混合，一方面可以提高污泥脱水率，一方面可减少絮凝剂和辅料的用量；超细辅料与污泥在脱水前进行混合，辅料与污泥接触均匀，有利于后期发酵；在堆肥前采用外热干化处理，可精确控制污泥堆体水份，同时，为污泥堆肥提供启动温度，有利于污泥堆肥发酵。

Description

一种污泥好氧堆肥方法

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种将城镇污水处理厂浓缩污泥进行好氧堆肥处理的方法。

背景技术

近年来，随着我国城镇化进程的加快，城镇污水处理能力日益提高，污泥的产量也逐年增加。污泥中含有较高浓度的有机质和丰富的营养元素，若不经稳定化处理，易对环境造成二次污染。

目前国内常用的污泥处理方法，先将含水率99％以上的剩余污泥注入重力浓缩池，自然沉降12～24小时后排出上清液，经过脱水减容剩余污泥可浓缩至含水率约97％；再采用阳离子聚丙烯酰胺对浓缩后的污泥进行化学调质，调质后的污泥注入离心脱水机、带式脱水机或板框压滤机中，排出滤液后污泥可脱水至含水率80～75％；脱水后的污泥先被预分散成为颗粒状或面条状，再进入干燥装置中进行热干燥，干燥后的污泥含水率约为40～30％；干燥后的污泥可直接填埋处置，也可进行焚烧，也可制水泥、制砖、生产园林肥料、生产低热值燃料等进行资源化利用。为保证浓缩污泥的脱水效果，在污泥脱水过程中往往需要添加过量的无机混凝剂和有机高分子絮凝剂。但过量的絮凝剂往往会影响后续污泥的好氧堆肥效果，并影响堆肥成品质量。

污泥好氧堆肥需要将辅料与污泥进行混合破碎，调节污泥含水率至55％～60％，加入菌种进行发酵。加入辅料一方面可以调节污泥碳氮比，另一方面增加孔隙率，保证堆体的通透性。在传统的处理工艺中，脱水后的污泥与花生壳、谷糠、木屑等辅料混合，往往需要大量的辅料才能将其混合均匀。过量的辅料一方面增加了污泥处理的运行成本，另一方面也因辅料的季节性特征大大限制了污泥处理的常态化需求。

在如下文献中，还可以发现更多与上述技术方案相关的信息，中国专利CN101691273B“一种污水污泥浓缩脱水好氧风干一体化的方法”公开了污泥浓缩脱水好氧风干一体化的方法，具体做法为污泥的有机药剂调质—重力浓缩—无机药剂调质—机械脱水—破碎分散—好氧风干，该方法改善了污泥的沉降性能，提高了浓缩效率，缩短了浓缩时间；中国专利CN102060583B“污泥静态好氧堆肥制生物碳土的方法”公开了污泥静态好氧堆肥制生物碳土的方法，具体做法为将鲜污泥、返混料、污泥堆肥调理剂制成混料—混料堆放成条垛—在条垛中设置在线温度探头监控条垛温度—动态机械翻垛和静态好氧通风—条垛内温度在55℃以上维持5～6天，条垛污泥含水率降至40％以下，成为可以资源化利用的生物碳土。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：(1)有机絮凝剂和无机混凝剂的添加量过大，改善了污泥的沉降性能，但影响了后续堆肥处理的效果和产品质量；(2)污泥量庞大，后续热处理过程中需要蒸发的污泥中的水分较多，导致热处理的设备投资和运行成本极高；(3)污泥的粘胶相阶段中污泥的传热传质效率较低，污泥干燥能耗高，污泥颗粒容易出现外干内湿的“糖心现象”。

发明内容

为此，需要提供一种污泥好氧堆肥方法，来解决污泥处理过程脱水药剂用量大，污泥好氧堆肥混合不均匀、辅料用量大，好氧堆肥初期升温慢的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种污泥好氧堆肥方法，该方法包括以下步骤：

将浓缩池污泥与超细辅料进行混合，得到第一混合污泥，所述超细辅料为粒径小于1毫米，且含水率小于或等于20％的植物或真菌加工制品；

将所述第一混合污泥与无机混凝剂进行混合，得到第二混合污泥；

将所述第二混合污泥与有机絮凝剂进行混合，得到第三混合污泥；

将第三混合污泥进行脱水，得到脱水污泥；

将所述脱水污泥与一般辅料及回掺污泥进行混合和干化，得到干化污泥；

将所述干化污泥进行堆肥发酵，得到发酵污泥；

所述发酵污泥进行二次腐熟，得到发酵产品，并从该发酵产品中取出部分作为所述回掺污泥。

城镇污水处理厂的污泥经过自由重力沉降可以将自由态水去除，但更多的间隙水、吸附水和化学结合水需要通过更强的能量将其去除，同时污泥中还含有大量有机物、细菌、病毒和重金属。在脱水之前，先加入超细辅料的好处在于，污泥经过与超细辅料充分混合之后，既能增加污泥的孔隙率又能吸收污泥中的水分，还可以增强后续污泥堆肥过程的堆肥效果和产品质量。同时，该技术处理的做法可大大减少无机混凝剂、有机絮凝剂和后续一般辅料的用量。

进一步地，所述超细辅料包括花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣中的任一种或多种粉末混合物，

辅料是指为了使污泥堆肥过程能以较快速度进行，提高堆肥产品质量，而在污泥中加入的辅助物料。辅料种类很多，根据其作用可分为接种剂、膨胀剂、调节剂和重金属钝化剂等。本技术方案选择花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣中的一种或多种处理成粒度为80目～300目的粉末，并将该粉末混合物作为本技术方案的超细辅料，考虑到花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣既是生活中废弃的物料可以加以充分回收再利用，又可以同时起到调整污泥堆料含水率、膨胀剂和营养调节剂的作用，且以上三种物料可以互相调配，不受季节限制。

进一步地，所述超细辅料的粒度为80目～300目，每100重量份所述浓缩污泥投加5～30重量份所述超细辅料，混合时间为6～10分钟。

进一步地，所述第一混合污泥与所述无机混凝剂混合的时间为2～3分钟。

进一步地，所述第二混合污泥与有机絮凝剂进行混合的时间为5～10分钟。

无机混凝剂(包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁)和有机絮凝剂(包括天然高分子有机絮凝剂和合成高分子有机絮凝剂，如聚丙烯酰胺)都是污泥处理处置过程中常用的药剂，本技术方案中在加入超细辅料之后依次加入无机混凝剂和有机絮凝剂，二者的添加量都减少了，但作用却并未因此减弱。

进一步地，所述一般辅料包括粒度为0.5～2厘米的花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣中的任一种或多种。

进一步地，所述脱水污泥、所述一般辅料与所述回掺污泥的投加比例为每10重量份所述脱水污泥投加2重量份所述一般辅料和2重量份所述回掺污泥。

脱水处理之后的污泥含水率已降至65％～85％，成为湿土状，此时加入粒度比所述超细辅料大(0.5～2厘米)的花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣中任一种或几种物质的混合碎屑，可以使湿土状污泥的孔隙率更大，混合之后的物料C-N比及氧气含量也能得到提高，有助于后续堆肥过程进行。所述回掺污泥为上一批次污泥好氧堆肥结束之后取出的部分发酵产品，利用腐熟污泥可作为发酵引物的作用，加入部分回掺污泥调整污泥的理化性质，减少辅料用量降低运行成本的同时，优化后续堆肥产品品质。若为第一次污泥好氧堆肥处理，则无回掺污泥。

进一步地，所述混合和干化的工艺条件为：温度75～85摄氏度，连续搅拌2～5小时，冷却2～4小时。

进一步地，所述污泥发酵菌为异养菌，包括嗜热菌、放线菌，污泥发酵菌的接种量为每1重量份所述干化污泥接种0.5～1重量份所述发酵菌。

进一步地，所述二次腐熟过程中，在静堆条件下每隔2～3天时应翻抛一次，腐熟时间为5～10天。

静堆升温的过程中，为防止内部过度发酵，而外部发酵不彻底，应每隔2～3天翻抛一次，使各处腐熟均匀。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：

(1)在加入无机混凝剂和有机絮凝剂进行调理之前，先加入超细辅料作为调理剂进行充分混合，一方面可以提高污泥脱水率，一方面可减少絮凝剂和辅料的用量；

(2)超细辅料与污泥在脱水前进行混合，辅料与污泥接触均匀，有利于后期发酵；

(3)在堆肥前采用外热干化处理，可精确控制污泥堆体水份，同时，为污泥堆肥提供启动温度，有利于污泥堆肥发酵。

附图说明

图1为本实施例一种污泥好氧堆肥方法的工艺流程图；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例提供一种污泥好氧堆肥的工艺方法。

实施例1

将浓缩池污泥(含水率为99％)与超细辅料以每100重量份所述浓缩池污泥投加30重量份该超细辅料在混合罐内进行混合，该超细辅料由粉碎至80目的木屑和秸秆粉末构成，混合时间10分钟，得到第一混合污泥。所述第一混合污泥进入无机混药罐，以每100重量份所述第一混合污泥加入3重量份聚合硫酸铝和聚合硫酸铁的重量比例进行混合，混合时间2分钟，得到第二混合污泥。所述进入第二混合污泥有机混药罐，以每100重量份所述第二混合污泥加入0.4重量份人工合成聚丙烯酰胺的重量比例进行混合，混合时间10分钟，得到第三混合污泥。所述第三混合污泥进入脱水机进行脱水，得到脱水污泥。该脱水污泥较未加辅料的污泥更为松散，含水率更低(含水率为75％)。将100重量份所述脱水污泥与20重量份一般辅料(粒度2厘米的木屑和秸秆混合物)及20重量份回掺污泥一起加入混合干化设备，在该设备内完成所述脱水污泥、一般辅料和回掺污泥的混合破碎，同时加热至85摄氏度，不断搅拌混合并干化5小时，使物料含水率小于65％。混合干化完成后4小时，静置通风待温度降至小于50摄氏度时，得到干化污泥，接种放线菌(以100重量份干化污泥接种0.5重量份放线菌的比例)进行污泥堆肥发酵，发酵周期为7天。污泥堆肥完成后，得到发酵污泥。接着，将该发酵污泥静置堆放进行二次腐熟，期间每隔2～3天翻抛一次，以使发酵污泥各处发酵均匀，二次腐熟周期为7天，腐熟后得到发酵产品和下一批次污泥好氧堆肥用的回掺污泥。

实施例2

将浓缩池污泥(含水率为99％)与超细辅料以每100重量份所述浓缩池污泥投加5重量份该超细辅料在混合罐内进行混合，该超细辅料由粉碎至300目的木屑和秸秆粉末构成，混合时间6分钟，得到第一混合污泥。所述第一混合污泥进入无机混药罐，以每100重量份所述第一混合污泥加入3.5重量份聚合硫酸铝和聚合硫酸铁的重量比例进行混合，混合时间2分钟，得到第二混合污泥。所述进入第二混合污泥有机混药罐，以每100重量份所述第二混合污泥加入0.45重量份人工合成聚丙烯酰胺的重量比例进行混合，混合时间8分钟，得到第三混合污泥。所述第三混合污泥进入脱水机进行脱水，得到脱水污泥。该脱水污泥较未加辅料的污泥更为松散，含水率更低(含水率为80％)。将100重量份所述脱水污泥与20重量份一般辅料(粒度2厘米的木屑和树皮混合物)及20重量份回掺污泥一起加入混合干化设备，在该设备内完成所述脱水污泥、一般辅料和回掺污泥的混合破碎，同时加热至75摄氏度，不断搅拌混合并干化3小时，使物料含水率小于65％。混合干化完成后3小时，静置通风待温度降至小于50摄氏度时，得到干化污泥，接种嗜热菌(以100重量份干化污泥接种1重量份嗜热菌的比例)进行污泥堆肥发酵，发酵周期为7天。污泥堆肥完成后，得到发酵污泥。接着，将该发酵污泥静置堆放进行二次腐熟，期间每隔2～3天翻抛一次，以使发酵污泥各处发酵均匀，二次腐熟周期为5天，腐熟后得到发酵产品和下一批次污泥好氧堆肥用的回掺污泥。

实施例3

将浓缩池污泥(含水率为98.5％)与超细辅料以每100重量份所述浓缩池污泥投加20重量份该超细辅料在混合罐内进行混合，该超细辅料由粉碎至200目的木屑和花生壳粉末构成，混合时间10分钟，得到第一混合污泥。所述第一混合污泥进入无机混药罐，以每100重量份所述第一混合污泥加入3.3重量份聚合硫酸铝和聚合硫酸铁的重量比例进行混合，混合时间2分钟，得到第二混合污泥。所述进入第二混合污泥有机混药罐，以每100重量份所述第二混合污泥加入0.42重量份人工合成聚丙烯酰胺的重量比例进行混合，混合时间10分钟，得到第三混合污泥。所述第三混合污泥进入脱水机进行脱水，得到脱水污泥。该脱水污泥较未加辅料的污泥更为松散，含水率更低(含水率为78％)。将100重量份所述脱水污泥与20重量份一般辅料(粒度2厘米的树皮、菌菇渣和花生壳混合物)及20重量份回掺污泥一起加入混合干化设备，在该设备内完成所述脱水污泥、一般辅料和回掺污泥的混合破碎，同时加热至75摄氏度，不断搅拌混合并干化4小时，使物料含水率小于65％。混合干化完成后2小时，静置通风待温度降至小于50摄氏度时，得到干化污泥，接种嗜热菌(以100重量份干化污泥接种0.8重量份嗜热菌的比例)进行污泥堆肥发酵，发酵周期为7天。污泥堆肥完成后，得到发酵污泥。接着，将该发酵污泥静置堆放进行二次腐熟，期间每隔2～3天翻抛一次，以使发酵污泥各处发酵均匀，二次腐熟周期为8天，腐熟后得到发酵产品和下一批次污泥好氧堆肥用的回掺污泥。

采用以上实施例的技术方案所处理的污泥好氧堆肥产品各项理化指标与农用污泥指标(GB 4284-1984)对照如表1所示。

表1采用本技术方案处理的污泥好氧堆肥产品的各项指标

项目	采用本技术方案处理的农用污泥产品	农用污泥标准
			pH值	7.66	——
含水率(％)	22.1	——
			全氮(mg/kg)	1.08	——
全磷(mg/kg)	0.74	——
			全钾(mg/kg)	0.39	——
有机质(％)	55	≥45
			砷(mg/kg)	18.37	≤75
镉(mg/kg)	0.18	≤5
			铬(mg/kg)	16.98	≤600
汞(mg/kg)	1.54	≤5
			铅(mg/kg)	7.13	≤300

从表1中可以得知，经过本技术方案对城镇污水处理厂的浓缩污泥进行好氧堆肥处理之后，所得产品完全符合农用污泥要求的各项标准。

与传统的污泥好氧堆肥比较，要达到相同的处理效果，所加入辅料、无机混凝剂和有机絮凝剂的量与传统工艺对比如表2所示。

表2加入辅料、无机混凝剂和有机絮凝剂的量与传统工艺对比

从表2对比结果可知，采用本技术方案对城镇污水处理厂的浓缩污泥进行好氧堆肥处理，所采用无机药剂的用量减少25％～60％，所采用有机药剂的用量减少8.3％～40％，所采用的辅料用量减少16.7％～45％，且脱水污泥的含水率降低了28.6％。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims

1.一种污泥好氧堆肥方法，其特征在于，包括以下步骤：

将浓缩池污泥与超细辅料进行混合，得到第一混合污泥，所述超细辅料为粒度为80目～300目，且含水率小于或等于20％的花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣中的任一种或多种粉末混合物，每100重量份所述浓缩污泥投5加5～30重量份所述超细辅料，混合时间为6～10分钟；

将第三混合污泥进行脱水，得到脱水污泥；

将所述脱水污泥与一般辅料及回掺污泥进行混合和干化，得到干化污泥，所述脱水污泥、所述一般辅料与所述回掺污泥的投加比例为每10重量份所述脱水污泥投加2重量份所述一般辅料和2重量份所述回掺污泥；

将所述干化污泥进行堆肥发酵，得到发酵污泥；

2.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥方法，其特征在于：所述第一混合污泥与所述无机混凝剂混合的时间为2～3分钟。

3.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥方法，其特征在于：所述第二混合污泥与有机絮凝剂进行混合的时间为5～10分钟。

4.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥方法，其特征在于：所述一般辅料包括粒度为0.5～2厘米的花生壳、木屑、秸秆、树皮和菌菇渣中的任一种或多种。

5.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥方法，其特征在于：所述混合和干化的工艺条件为：温度75～85摄氏度，连续搅拌2～5小时，冷却2～4小时。

6.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥方法，其特征在于：所述污泥发酵菌为异养菌，包括嗜热菌和放线菌，污泥发酵菌的接种量为每1重量份所述干化污泥接种0.5～1重量份所述发酵菌。

7.根据权利要求1所述的污泥好氧堆肥方法，其特征在于：所述二次腐熟过程中，在静堆条件下每隔2～3天时应翻抛一次，腐熟时间为5～10天。