CN110396009B - 一种利用市政污泥生产有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种利用市政污泥生产有机肥的方法，包括将含有市政污泥与生物基辅料的混合物料脱水后进行发酵的步骤，所述市政污泥与生物基辅料混合脱水的步骤包括将市政污泥铺于两层生物基辅料中间，将夹有市政污泥的生物基辅料平铺于两层滤布中间再进行压滤脱水的过程。本申请充分利用生物基辅料提供的骨架，为混合物料提供了疏水通道，更有利于水分的脱除，经过脱水工作后，混合物料含水率降至45～52％之间，协同效果明显；另一方面，本申请中生物基辅料有效改善了市政污泥对滤布空隙的阻塞问题，提高了滤布的使用效率。

Description

一种利用市政污泥生产有机肥的方法
技术领域
本发明属于市政污泥处理领域，具体涉及一种利用市政污泥生产有机肥的方法。
背景技术
我国每年产生大量的市政污泥，据相关报道，我国约产生8000万吨高湿污泥，市政污泥极难脱水，目前绝大多数污水处理厂经过脱水处理后，污泥含水率一般为80～85％，湿度较大，导致后期处理处置成本较高。市政污泥一般含有一定的养分，但是有机质较低，好氧发酵时碳氮比不合适，发酵效果较差。
另外一方面，我国轻工业及化工业发展迅速，糖类、酒类等产品均为从植物中进行提取，产生了大量的轻工业废弃物残渣，据相关报道，目前我国年产生2亿吨各类轻工业残渣，该残渣都为植物残体，均为有机物，含有大量的纤维素、半纤维素和木质素，有机质含量较高，且含水率较高，一般均在70％左右，单独处理处置难度较高。
CN105859333A中公开了一种污泥堆肥资源化利用方法，包括污泥和生物基辅料混料热解预处理工艺、预处理物料强化脱水工艺、压滤泥饼密闭好氧堆肥发酵工艺和污泥滤液厌氧产气工艺等步骤，解决了污泥直接进行厌氧消化存在的营养比例不合理、内源物质难以释放、产气率及产沼气质量低下、终端污泥脱水困难、堆肥肥效低，好氧堆肥周期长、运行成本高等问题，具有好氧堆肥周期短、能耗低，进料含水率低，生料泥质良好，重金属稳定效果好，节省了以往工艺添加的各种药剂，污泥减量化、资源化效果显著，制得的有机肥安全、可靠，使污泥在减量化的同时得到深度资源化利用。
现有技术中利用污泥与生物质辅料混合脱水后进行发酵制备有机肥，但是由于污泥和生物质辅料粒子大小差别较大使得两者混合后再进行脱水，使得脱水率降低，含水率太大的物料进行发酵时会有不利影响，进而影响有机肥的质量。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种利用市政污泥生产有机肥的方法，包括将含有市政污泥与生物基辅料的混合物料脱水后进行发酵的步骤，所述市政污泥与生物基辅料混合脱水的步骤包括将市政污泥铺于两层生物基辅料中间，将夹有市政污泥的生物基辅料平铺于两层滤布中间再进行压滤脱水的过程。本申请充分利用生物基辅料提供的骨架，为混合物料提供了疏水通道，更有利于水分的脱除，经过脱水工作后，混合物料含水率降至50～52％之间，协同效果明显；另一方面，本申请中生物基辅料有效改善了市政污泥对滤布空隙的阻塞问题，提高了滤布的使用效率。
优选地，每层滤布间夹持20-30mm厚度的生物基辅料层，所述每层生物基辅料间夹持10-20mm厚度的市政污泥。本申请对生物基辅料层和市政污泥的厚度进行探究，进一步提高了两者之间的协同配合作用。
优选地，所述生物基辅料包括纤维素、木质素中的一种或两种以上的混合，两种以上混合时为任意配比；所述纤维素包括纤维素废渣，所述纤维素废渣包括木塘渣、糠醛渣或秸秆残渣，所述纤维素废渣中的有机质百分含量不低于70％。本申请中纤维素废渣有机质含量一般在70％～110％之间，市政污泥养分含量一般在4～10％之间，其中氮含量一般在2％左右，二者配合可以得到适合发酵的碳氮比。
优选地，按质量份数比，所述纤维素废渣与市政污泥的质量份数比为0.2-1。
优选地，所述发酵过程包括将脱水后的混合物料装入缓存料仓进行预发酵的过程，所述预发酵时混合物料的预发酵温度为25-35℃，预发酵时间为22-26h。
优选地，将预发酵后的混合物料装入发酵设备中进行发酵，发酵时，发酵设备的升温速率为20-40℃/h，所述发酵温度为70-80℃，发酵时间为48-72h。
优选地，混合物料进行发酵后还包括后处理的过程，所述后处理过程包括将发酵后的混合物料输送至仓库进行陈化得到有机肥的过程，所述陈化温度为25-30℃，所述陈化时间为5-9天。本申请通过预发酵、发酵以及陈化处理使得混合物料彻底无害化，成为园林绿化用有机肥使用。
优选地，在市政污泥与生物基辅料进行混合脱水前，还包括加入发酵菌种的步骤，所述发酵菌种分别加入市政污泥与生物基辅料中。
优选地，所述生物基辅料粒子的平均粒径为10-15mm，所述市政污泥粒子的平均粒径为1-5mm。堆肥时物料的大小会影响堆肥的通气性能，还会影响堆体的含水率，因此会影响堆肥的反应速率。本申请中生物基粒子和市政污泥的粒径大小适中，相互协同配合，增加和发酵菌种以及空气的接触面积，促进污泥好氧堆肥进程。
优选地，所述市政污泥的含水率为80-85％，混合物料脱水后的含水率为45～52％,发酵后的混合物料含水率为25～30％。含水率对污泥堆肥进程有至关重要的，堆体中水分的含量对微生物的活性影响很大，本申请将含水率调节到合适程度来提高微生物活性，从而加快堆肥腐熟度。
本申请能够带来如下有益效果：
1.本申请充分利用生物基辅料提供的骨架，为混合物料提供了疏水通道，更有利于水分的脱除，经过脱水工作后，混合物料含水率降至50～52％之间，协同效果明显；
2.本申请中生物基辅料有效改善了市政污泥对滤布空隙的阻塞问题，提高了滤布的使用效率；
3.本申请对生物基辅料层和市政污泥的厚度进行探究，进一步提高了两者之间的协同配合作用；
4.本申请中纤维素废渣与市政污泥相配合可以得到适合发酵的碳氮比；
5.本申请通过预发酵、发酵以及陈化处理使得混合物料彻底无害化，成为园林绿化用有机肥使用；
6.本申请中生物基粒子和市政污泥的粒径大小适中，相互协同配合，增加和发酵菌种以及空气的接触面积，促进污泥好氧堆肥进程；
7.本申请将混合物料的含水率调节到合适程度来提高微生物活性，从而加快堆肥腐熟度。
具体实施方式
实施例1：一种利用市政污泥生产有机肥的方法：
S1：混合物料的脱水：
在滤布上先平铺一层20-30mm厚度的生物基辅料层，将10-20mm厚度的市政污泥平铺于生物基辅料层上，在市政污泥层上再铺一层20-30mm厚度的生物基辅料层，利用专利文件CN103553294B中的高效压滤脱水方法进行压榨脱水过程；
S2：预发酵过程：
将S1脱水后的混合物料装入缓存料仓进行预发酵的过程，所述预发酵时混合物料的预发酵温度为25-35℃，预发酵时间为22-26h；
S3：发酵过程：
将S2预发酵后的混合物料装入发酵设备中进行发酵，发酵时，发酵设备的升温速率为20-40℃/h，所述发酵温度为70-80℃，发酵时间为48-72h；
S4：后处理过程：
将S3发酵后的混合物料输送至仓库进行陈化得到有机肥的过程，所述陈化温度为25-30℃，所述陈化时间为5-9天。
其中，S1中的市政污泥和生物基辅料中含有发酵菌种，发酵菌种为常用的好氧发酵菌种。
其中，生物基辅料粒子的平均粒径为10-15mm，所述市政污泥粒子的平均粒径为1-5mm。
其中，按质量份数比，所述纤维素废渣与市政污泥的质量份数比为0.2-1。
其中，生物基辅料包括纤维素、木质素中的一种或两种以上的混合，两种以上混合时为任意配比；纤维素包括纤维素废渣，纤维素废渣包括木塘渣、糠醛渣或秸秆残渣，纤维素废渣中的有机质百分含量不低于70％。
具体的实施条件如下：
表1实施例实施条件
Figure BDA0002154407050000051
实施例2：表征
表2有机肥性能测试结果
Figure BDA0002154407050000061
从表2中的实验结果可知：水在微生物繁殖过程中可以溶解有机物质，促进其新陈代谢，通过蒸发水分来调节堆体温度等作用。若水分过多堆体中物料的孔隙小，影响其与外界交换氧气造成厌氧环境，产生恶臭味；若含水率太低，影响微生物的生长繁殖，同样延缓堆肥进程，合适的含水率对于堆肥结果影响很大。
若物料粒径较小，堆体的比表面积较大，反应进行的较快。但粒径过小会阻碍堆体通风供氧。若物料粒径过大，会阻碍氧气进入堆体，造成氧气不足。所以根据实验结果可知，生物基辅料层的厚度和平均粒子的粒度、市政污泥层的厚度和平均粒子的粒径，生物基辅料层与市政污泥层的粒子之间的粒径大小配合，对于结果影响较大。
根据实验结果可知，在发酵过程中，升温速率对于有机肥的质量也有很大影响。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种利用市政污泥生产有机肥的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
S1：混合物料的脱水：
在滤布上先平铺一层20-30mm厚度的生物基辅料，将10-20mm厚度的市政污泥平铺于生物基辅料层上，在市政污泥层上再铺一层20-30mm厚度的生物基辅料，进行压榨脱水过程；
生物基辅料粒子的平均粒径为10-15mm，市政污泥粒子的平均粒径为1-5mm；
S2：预发酵过程：
将S1脱水后的混合物料装入缓存料仓进行预发酵的过程，所述预发酵时混合物料的预发酵温度为25-35℃，预发酵时间为22-26h；
S3：发酵过程：
将S2预发酵后的混合物料装入发酵设备中进行发酵，发酵时，发酵设备的升温速率为20-40℃/h，所述发酵温度为70-80℃，发酵时间为48-72h；
S4：后处理过程：
将S3发酵后的混合物料输送至仓库进行陈化得到有机肥的过程，所述陈化温度为25-30℃，所述陈化时间为5-9天。
2.根据权利要求1所述的一种利用市政污泥生产有机肥的方法，其特征在于：所述生物基辅料包括纤维素、木质素中的一种或两种以上的混合，两种以上混合时为任意配比；所述纤维素包括纤维素废渣，所述纤维素废渣包括木塘渣、糠醛渣或秸秆残渣，所述纤维素废渣中的有机质百分含量不低于70%。
3.根据权利要求2所述的一种利用市政污泥生产有机肥的方法，其特征在于：按质量份数比，所述纤维素废渣与市政污泥的质量份数比为0.2-1。
4.根据权利要求1所述的一种利用市政污泥生产有机肥的方法，其特征在于：在市政污泥与生物基辅料进行混合脱水前，还包括加入发酵菌种的步骤，所述发酵菌种分别加入市政污泥与生物基辅料中。
5.根据权利要求1所述的一种利用市政污泥生产有机肥的方法，其特征在于：所述市政污泥的含水率为80-85%，混合物料脱水后的含水率为45~52%，发酵后的混合物料含水率为25~30%。
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