CN110078324A - 市政污泥的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及污泥处理领域，公开了一种市政污泥的回收利用方法，包括如下步骤：A.对污泥进行灭菌及调制，然后进行有机污泥无机污泥分离操作，再加入有机无机复合污泥调理剂，最后分别分离出有机污泥和无机污泥；B.将分离出的有机污泥和无机污泥分别进行脱水处理；C.脱水后的无机污泥进行干化处理，作建材使用；脱水后的有机污泥进行好氧堆肥发酵，制备成有机肥料。使用该方法可有效去除污泥中有害的重金属成分，并将有机污泥与无机污泥分离后分别处理作有机肥料和建材使用，一方面利于环境保护，另一方便实现污泥废物的资源化利用。

Description

市政污泥的回收利用方法
技术领域
本发明涉及污泥处理领域，具体涉及一种市政污泥的回收利用方法。
背景技术
随着北京市污水处理设施的增加、处理率的提高和处理程度的深化，污水处理厂的污泥产量急剧增加。根据《北京市进一步加快推进污水治理和再生水利用工作三年行动方案（2016年7月-2019年6月）》，到2019年底，实现全市污泥无害化处理和资源化利用水平将会得到进一步提升，污泥产生量预计达到180万t左右。在此背景下，进一步实现污水处理厂污泥生态利用就显得十分必要。
当前北京市对于污泥的处置方式主要包括：卫生填埋、焚烧、土地利用、生产建材。其中土地利用占到了较大部分。目前北京城区采用“热水解＋厌氧消化＋板框脱水＋土地利用”的处理方式，周边采用堆肥处理工艺，污泥处置多采用临时土地利用和水泥窑协同焚烧方式，但由于工艺或设施等问题，部分污泥没有得到有效的处理处置。
在市政污泥产生量日益增多的大环境下，污泥无害化处理及其资源化利用并行的污泥处理利用方法有着极高的战略价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决日益增长的市政污泥的处理问题，提供了一种市政污泥回收利用的方法，该方法包括：A. 对污泥进行灭菌及调制，然后进行有机污泥无机污泥分离操作，再加入有机无机复合污泥调理剂对污泥进行处理，最后分别分离出有机污泥和无机污泥；B.将分离出的有机污泥和无机污泥分别进行脱水处理；C.脱水后的无机污泥进行干化处理，作建材使用；脱水后的有机污泥进行好氧堆肥发酵，制备成有机肥料。
优选地，步骤A中所述调制过程包括：加入草炭、蛭石和珍珠岩，充分搅拌，所述草炭、蛭石和珍珠岩按照与污泥的重量比进行添加，加入量为：污泥：草炭：蛭石：石灰岩为1：（0.5-2）：（0.5-2）：（0.5-2）。
优选地，步骤A中所述灭菌的方法为高温灭菌。
更优选地，所述高温灭菌的温度为100-120℃。
优选地，步骤A中所述有机无机复合污泥调理剂为污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂的组合；所述污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比为1：（0.1-10）：（0.1-10）；其中，有机无机复合污泥调理剂加入量为污泥重量的0.1%-10%。使用该物质组成的污泥调理剂，在进行有机无机污泥分离后，可有效地将重金属沉淀在在上清液中从而与污泥得到分离，同时对污泥有机质养分的损失较小。
优选地，步骤B中脱水处理产生的污水还需进行处理，所述处理方式无特殊限定，使用本领域常规处理方式即可，需达到《GB 18918-2002》中关于悬浮物、动植物油、总氮、总氨、总磷和大肠杆菌群数等物质的标准后进行排放，实现对环境的无害化处理。
优选地，步骤C中所述好氧堆肥发酵的时间≤5天，以实现较佳的发酵效果。
优选地，步骤C中所述好氧堆肥过程需进行通风。在堆肥过程中，增加通风处理为堆肥过程进行供氧、除湿和降温。具体表现在，通风为好氧微生物的生长繁殖和代谢活动提供氧气以完成堆肥过程；在温度较高条件下通风可以除去湿基质中的水分，空气被堆肥基质加热后，蒸发掉部分水分，使堆肥物料得到干化；通风可以除去有机质分解产生的热量，以控制过程温度。
优选地，步骤C中所述好氧堆肥过程产生的臭气,还需进行处理，所述处理方式无特殊限定，使用本领域常规处理方式即可，例如活性炭吸附法、燃烧法、曝气式活性污泥法或生物滴滤法等，处理达标后再排放，实现对环境的无害化处理。
优选地，步骤C结束后，还需对所述好氧堆肥发酵后所得的有机肥料进行造粒，制备成粒径3-5mm的有机肥料，所制备的有机肥料通透性高且孔隙度大。
在本发明中，充分利用了污泥中的资源，将其分离成无机污泥和有机污泥，无机污泥脱水后用作建材使用，有机污泥好氧堆肥发酵后制备成有机肥料供使用。同时在处理过程中，加入了一种特殊的有机无机复合污泥调理剂，使得污泥中的有害重金属沉淀在污泥的上清液中从而被去除，避免了所制备的建材或肥料在使用过程中对环境造成的二次污染。使用该方法，能够解决日益增多的市政污泥的处理问题，另外，还能将污泥变废为宝，通过处理制备为建材和有机肥料使用，实现了污泥的资源化利用。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种市政污泥回收利用的方法，该方法包括：A. 对污泥进行灭菌及调制，然后进行有机污泥无机污泥分离操作，再加入有机无机复合污泥调理剂，最后分别分离出有机污泥和无机污泥；B.将分离出的有机污泥和无机污泥分别进行脱水处理；C.脱水后的无机污泥进行干化处理，作建材使用；脱水后的有机污泥进行好氧堆肥发酵，制备成有机肥料。
在本发明中，步骤A中所述调制过程包括：加入草炭、蛭石和珍珠岩，充分搅拌，所述草炭、蛭石和珍珠岩按照与污泥的重量比进行添加，加入量为：污泥：草炭：蛭石：石灰岩可以为1：（0.5-2）：（0.5-2）：（0.5-2），优选地，所述污泥：草炭：蛭石：石灰岩为1：（0.67-1.33）：（0.67-1.33）：（0.67-1.33），具体地，所述比例可以为1:0.67:0.67:0.67、1:1:1:1和1:1.33:1.33:1.33。
在本发明中，步骤A中所述灭菌的方法无特殊限制，只要能实现灭菌效果即可，可以为本领域常规的灭菌方法，例如可以为高温灭菌；具体地所述高温灭菌的温度可以为100-120℃，具体地，例如可以为100℃、105℃、110℃、115℃或120℃。
在本发明中，步骤A中所述有机无机复合污泥调理剂为污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂的组合；所述污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比可以为1：（0.1-10）：（0.1-10），在优选情况下，所述污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比可以为1：（0.5-5）：（0.5-5），具体地，例如可以为1:0.5:0.5、1:1:1、1:2:2、1:3:3、1:4:4或1:5:5。
进一步地，有机无机复合污泥调理剂加入量可以为污泥重量的0.1%-10%，在优选情况下，所述有机无机复合污泥调理剂加入量可以为污泥重量的0.5%-5%，具体地，例如可以为0.5%、1%、2%、3%、4%、5%。
在本发明中，步骤C中所述好氧堆肥发酵的时间≤5天，更优选的情况下，所述好氧堆肥发酵的时间为2-4天，例如可以为2天、3天或4天。
在本发明优选的实施方式中，步骤C中所述好氧堆肥过程使用鼓风系统进行通风。
在本发明优选的实施方式中，步骤C结束后，还需对所述好氧堆肥发酵后所得的有机肥料进行造粒，制备成粒径3-5mm的有机肥料，具体地，例如可以制备为3mm、3.5mm、4mm、4.5,mm、5mm的有机肥料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
取15重量份市政污泥样品，对其进行灭菌，灭菌时的温度控制在100℃。灭菌后加入草炭、蛭石和珍珠岩各10重量份，并充分搅拌；将搅拌后的污泥混合物放入有机无机分离装置中进行分离操作，并加入有机无机复合污泥调理剂对污泥进行处理，所述有机无机复合污泥调理剂中污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比为1:1:1，有机无机复合污泥调理剂加入的含量为污泥重量的1%，分离操作结束后污泥即会分为上清液、有机污泥和无机污泥3层。
然后分别分离出有机污泥和无机污泥，并对其分别进行脱水处理，此过程产生的污水经处理达标后排放。
所得的有机污泥进行污泥好氧堆肥发酵，好氧堆肥的时间为4天，此过程中同时进行鼓风通风，制备成有机肥料，然后对所制备的有机肥粒进行造粒，得到粒径为3mm的有机肥料。发酵过程中产生的废气经处理达标后排放。
另外所得的无机污泥进行自然干化处理，制备成建材供使用。
实施例2
取15重量份市政污泥样品，对其进行灭菌，灭菌时的温度控制在120℃。灭菌后加入草炭、蛭石和珍珠岩各15重量份，并充分搅拌；将搅拌后的污泥混合物放入有机无机分离装置中进行分离操作，并加入有机无机复合污泥调理剂对污泥进行处理，所述有机无机复合污泥调理剂中污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比为1:2:2，有机无机复合污泥调理剂加入的含量为污泥重量的2%，分离操作结束后污泥即会分为上清液、有机污泥和无机污泥3层。
然后分别分离出有机污泥和无机污泥，并对其分别进行脱水处理，此过程产生的污水经处理达标后排放。
所得的有机污泥进行污泥好氧堆肥发酵，好氧堆肥的时间为3天，此过程中同时进行鼓风通风，制备成有机肥料，然后对所制备的有机肥粒进行造粒，得到粒径为4mm的有机肥料，发酵过程中产生的废气经处理达标后排放。
另外所得的无机污泥进行自然干化处理，制备成建材供使用。
实施例3
取15重量份市政污泥样品，对其进行灭菌，灭菌时的温度控制在110℃。灭菌后加入草炭、蛭石和珍珠岩各20重量份，并充分搅拌；将搅拌后的污泥混合物放入有机无机分离装置中进行分离操作，并加入有机无机复合污泥调理剂对污泥进行处理，所述有机无机复合污泥调理剂中污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比为1:1:2，有机无机复合污泥调理剂加入的含量为污泥重量的3%，分离操作结束后污泥即会分为上清液、有机污泥和无机污泥3层。
然后分别分离出有机污泥和无机污泥，并对其分别进行脱水处理，此过程产生的污水经处理达标后排放。
所得的有机污泥进行污泥好氧堆肥发酵，好氧堆肥的时间为5天，此过程中同时进行鼓风通风，制备成有机肥料，然后对所制备的有机肥粒进行造粒，得到粒径为3.5mm的有机肥料，发酵过程中产生的废气经处理达标后排放。
另外所得的无机污泥进行自然干化处理，制备成建材供使用。
实施例4
按照实施例3的方法对市政污泥进行回收利用处理，所不同的是，所述有机无机复合污泥调理剂加入的含量为污泥重量的0.2%。
按照GB 4284-2018中所述的方法对实施例1-4所制备的有机肥料以及本发明中所使用的脱水污泥进行水分、有机质、养分和重金属含量进行检测，结果如表1所示：
表1
成分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 脱水污泥
汞 mg/kg 0.136 0.145 0.131 0.156 1.2
砷 mg/kg 0.792 0.756 0.768 0.801 8.9
铜 mg/kg <1 <1 <1 <1 486.5
锌 mg/kg 86.8 79.6 85.6 93.6 506.3
镍 mg/kg 86 89 88 91.3 115.1
铬 mg/kg 150 145 142 157 256.1
铅 mg/kg <0.1 <0.1 <0.1 <0.1 56.2
镉 mg/kg <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 2.6
钾 g/kg 4.3 4.2 4.2 5.9 6.9
全氮 g/kg 7.08 7.59 7.32 7.01 23.6
全磷 g/kg 1.06 1.09 1.11 1.03 9.3
有机质 g/kg 186 193 188 188 256
水分 58.80% 57.80% 58.60% 57.60% 79.26%
通过表1的结果可以看出，采用本发明对污泥进行处理后制备而成的有机肥料，相较未经处理的污泥，重金属的浓度显著降低，同时污泥中的有机质成分也得到了有效的保留。
同时在上述实施例中所得的无机污泥，干化后均得到焦末碳、石灰渣等物质混合的颗粒状无机物，可以用作基础建材。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种市政污泥的回收利用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
A.对污泥进行灭菌及调制，然后进行有机污泥无机污泥分离操作，再加入有机无机复合污泥调理剂对污泥进行处理，最后分别分离出有机污泥和无机污泥；
B.将分离出的有机污泥和无机污泥分别进行脱水处理；
C.脱水后的无机污泥进行干化处理，作建材使用；脱水后的有机污泥经好氧堆肥发酵，制备成有机肥料。
2.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，步骤A中所述调制过程包括：加入草炭、蛭石和珍珠岩，充分搅拌。
3.根据权利要求2所述的回收利用方法，其特征在于，所述草炭、蛭石和珍珠岩按照与污泥的重量比进行添加，加入量为：污泥：草炭：蛭石：石灰岩为1：（0.5-2）：（0.5-2）：（0.5-2）。
4.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，步骤A中所述灭菌的方法为高温灭菌。
5.根据权利要求4所述的回收利用方法，其特征在于，所述高温灭菌的温度为100-120℃。
6.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，步骤A中所述有机无机复合污泥调理剂为污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂的组合；
优选地，所述有机无机复合污泥调理剂加入量为污泥重量的0.1%-10%。
7.根据权利要求6所述的回收利用方法，其特征在于，所述有机无机复合污泥调理剂中，污泥絮凝脱水剂、渗流减阻剂和固化支撑剂之间的重量比为1：（0.1-10）：（0.1-10）。
8.根据权利要求1所述的回收利用方法，其特征在于，步骤C中所述好氧堆肥发酵的时间≤5天。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的回收利用方法，其特征在于，步骤C中所述好氧堆肥过程还需进行通风。
10.根据权利要求9所述的回收利用方法，其特征在于，步骤C结束后，还需对所述好氧堆肥发酵后所得的有机肥料进行造粒，制备成粒径3-5mm的有机肥料。
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