CN112661369A - 一种利用巨菌草和污泥协同循环处理处置市政污泥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用巨菌草和污泥协同循环处理处置市政污泥的方法，该方法包括：所述的污泥为市政污泥；所述的植物为巨菌草，所述协同循环处理包括协同处理和循环处理两部分；协同部分：巨菌草地的巨菌草经刈割、干燥、粉碎后与市政污泥混合发酵，形成肥料；循环部分：所形成的肥料施用于巨菌草地，经巨菌草作用富集脱除重金属。本发明弥补了传统污泥处理处置方法难以可持续资源化利用的缺点，能够在处理市政污泥的同时实现肥料化、资源化综合利用，通过污泥巨菌草协同循环处理处置，不仅最大化了污泥的利用价值，也为污泥可持续处理和循环利用提供了可行之路。
Description
技术领域
本发明属于循环环保利用技术领域，尤其是涉及一种污泥-肥料-植物的循环环保使用方法技术领域。
背景技术
随着经济的发展及城市化进程的加快，人民过上美好生活迫切要求环境美好。作为涉水的我国污水处理率日益提高，城市污泥作为污水处理的附属产物其产量也与日俱增。目前，全国污水处理厂有3000多座，日处理污水量达1.4亿吨，污泥产生量(按含水率80％计)超过14万吨/日。污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康。
市政污泥主要来源于初次沉淀池、二次沉淀池等工艺环节，主要分为初沉污泥和活性污泥(剩余污泥)。初沉污泥指从初次沉淀池沉淀下来并排除的污泥，其含水率通常为97％～98％；活性污泥指传统活性污泥工艺等生物处理系统中排放的剩余污泥，其含水率通常为99.2％～99.8％。污泥性质是选择污泥处理处置工艺的重要依据，衡量污泥性质的指标主要有含水率、挥发分、植物营养成分等。挥发分是污泥最重要的化学性质。一般情况下，初沉污泥挥发性固体的比例为50％～60％，活性污泥为60％～85％。我国污水处理厂污泥中植物营养成分总体状况如下表所示：
表1：我国城镇污水处理厂污泥的植物营养成分(以干污泥计)(％)
由于市政污泥具有有机物含量高、富含植物营养物质的特点，世界水环境组织(The Water Environment Federation,WEF)已将污泥(sludge)更名为生物有机固体(biosolids)。污泥处置主要包括卫生填埋、焚烧、土地利用及制造建材等方法。鉴于市政污泥的上述特点及我国国情，资源化利用将是污泥处理处置的主要方向。
目前，利用好氧发酵技术对污泥进行稳定化处理，资源化利用，不仅能够处理污泥，避免二次污染，还能进行土地利用。同时避免了焚烧等处置方法二次污染的潜在威胁。但传统污泥好氧发酵存在以下问题：(1)好氧发酵的最佳碳氮比为25～30，而污泥碳氮比较低(10～20)，发酵不稳定，往往需要添加碳源，且寻找合适的碳源较困难；(2)未经调配的污泥含水率偏高，不利于生物发酵，影响发酵效果；(3)污泥中往往含有微量重金属，仅进行好氧发酵无法削减重金属含量。
经检索，专利申请：201711245464.9一种生物质燃料及其制备方法、201811471203.3一种生物质环保高热值能源燃料及其制备方法分别记载了巨菌草和污泥以原料的方式作为生物质燃料。其中前篇污泥的质量是巨菌草质量的5-7倍，而后篇污泥的质量是巨菌草质量的1/6。
专利申请：201710582869.5一种生活污泥制备营养土的方法记载了生活污泥、巨菌草、蘑菇渣、超轻陶粒渣和发酵回头料制备营养土的方法，但其发酵温度需要65℃以上的温度，且将低品质的成品用于巨菌草种植场种植巨菌草，高品质的成品进行包装销售。该专利申请仅有协同处理，没有循环处理。
专利申请：201910262847.X市政污泥的生物处理方法记载了由复合酵母菌、枯草芽孢杆菌和有益重组大肠杆菌K-12复合而成的复合菌群，且经二次处理后开始栽种巨菌草。该专利申请同样仅有协同处理，没有循环处理。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题缺陷，提供一种利用巨菌草和污泥协同循环处理处置市政污泥的法。
本发明采用如下技术方案实现。
一种利用巨菌草和污泥协同循环处理处置市政污泥的方法，该方法包括：所述的污泥为市政污泥；所述的巨菌草拉丁名：Pennisetum giganteum z.x.lin；
所述协同循环处理包括协同处理和循环处理两部分；
协同处理部分：巨菌草地的巨菌草经刈割、干燥、粉碎后与市政污泥混合发酵，形成肥料；
循环处理部分：所形成的肥料施用于巨菌草地，经巨菌草作用富集脱除重金属。
进一步为，本发明所述的方法包括以下步骤：
1)巨菌草地的巨菌草每1～2个月刈割一次，刈割后自然晒干或干燥，得巨菌草干草；
2)将巨菌草干草经粉碎，得巨菌草干草粉料，为市政污泥发酵辅料；
3)将含水率80％的市政污泥与市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料按质量比5:1～10:1混合；得到含水率50％～60％的物料，理堆后进行高温好氧发酵，得肥料；
4)所得的肥料加入至巨菌草地，构成循环。
进一步为，本发明步骤3所述的高温好氧发酵参数具体为：自然混合后在30℃-60℃高温发酵，发酵总时长21天±2天。
进一步为，本发明步骤3所述的肥料的含水率低于30％。
进一步为，本发明步骤3所述的肥料物理特性为：物料疏松、颜色灰黑、棕黑、无臭味。
进一步为，本发明步骤3所述的高温好氧发酵包含55℃±1℃维持五至七天的过程。
进一步为，本发明所述的市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料含水率为低于30％。
进一步为，本发明步骤4所述的所得的肥料加入至巨菌草地，具体为：将所得的肥料，按照1～2吨/亩数量，用喷肥机或其他施肥方法喷施于种有巨菌草地。
本发明的有益效果为，(1)根据巨菌草的生物学特性，适应性好、生物量大，解决了污泥好氧发酵中碳源来源问题，解决了其他农林剩余物收集不易，运输成本过高难题。(2)污泥经巨菌草协同好氧发酵的产物，施用于巨菌草种植基地，改良了土壤，培植了地力，更有利于巨菌草生长。巨菌草能有效富集土壤中重金属，减少土壤重金属含量(3)泥-肥-草和草-泥-肥协同循环处理处置污泥，使得污泥的处理处置可持续。本发明提供了一种利用巨菌草和污泥高温好氧发酵技术协同处理处置市政污泥的方法，对不同工艺阶段污泥分别处理，利用污泥和巨菌草特性特点，解决了污泥发酵利用效率差、发酵所需碳源不易寻找等问题，弥补了传统污泥处理处置方法难以资源化利用的缺点，能够在处理市政污泥的同时，实现资源化可持续综合利用，通过巨菌草和污泥协同发酵，不仅为污泥最终处置找到了出路，也保障了污泥可持续利用。
下面结合附图和具体实施方式本发明做进一步解释。
附图说明
图1为本发明技术路线框图。
具体实施方式
实施例一：
本发明所述的方法包括以下步骤：
1)巨菌草地的巨菌草每2个月刈割一次，刈割后自然晒干或干燥，得巨菌草干草；
2)将巨菌草干草经粉碎，得巨菌草干草粉料，为市政污泥发酵辅料；
3)将含水率80％的市政污泥与市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料按质量比5:1混合；得到含水率50％～60％的物料，理堆后进行高温好氧发酵，得肥料；
4)所得的肥料加入至巨菌草地，构成循环。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵参数具体为：自然混合后在30℃-60℃高温发酵，发酵总时长21天±2天。
本发明步骤3所述的肥料的含水率低于30％。
本发明步骤3所述的肥料物理特性为：物料疏松、颜色灰黑、棕黑、无臭味。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵包含55℃±1℃维持五至七天的过程。本发明该步骤设置在发酵总时长的起始阶段。
本发明所述的市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料含水率为低于30％。
本发明步骤4所述的所得的肥料加入至巨菌草地，具体为：将所得的肥料，按照1～2吨/亩数量，用喷肥机或其他施肥方法喷施于种有巨菌草地。
实施例二：
本发明所述的方法包括以下步骤：
1)巨菌草地的巨菌草每1个月刈割一次，刈割后自然晒干或干燥，得巨菌草干草；
2)将巨菌草干草经粉碎，得巨菌草干草粉料，为市政污泥发酵辅料；
3)将含水率80％的市政污泥与市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料按质量比10:1混合；得到含水率50％～60％的物料，理堆后进行高温好氧发酵，得肥料；
4)所得的肥料加入至巨菌草地，构成循环。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵参数具体为：自然混合后在30℃-60℃高温发酵，发酵总时长21天±2天。
本发明步骤3所述的肥料的含水率低于30％。
本发明步骤3所述的肥料物理特性为：物料疏松、颜色灰黑、棕黑、无臭味。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵包含55℃±1℃维持五至七天的过程。本发明该步骤设置在发酵总时长的最后阶段。
本发明所述的市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料含水率为低于30％。
本发明步骤4所述的所得的肥料加入至巨菌草地，具体为：将所得的肥料，按照1～2吨/亩数量，用喷肥机或其他施肥方法喷施于种有巨菌草地。
实施例三：
本发明所述的方法包括以下步骤：
1)巨菌草地的巨菌草每2个月刈割一次，刈割后自然晒干或干燥，得巨菌草干草；
2)将巨菌草干草经粉碎，得巨菌草干草粉料，为市政污泥发酵辅料；
3)将含水率80％的市政污泥与市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料按质量比7:1混合；得到含水率50％～60％的物料，理堆后进行高温好氧发酵，得肥料；
4)所得的肥料加入至巨菌草地，构成循环。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵参数具体为：自然混合后在30℃-60℃高温发酵，发酵总时长21天±2天。
本发明步骤3所述的肥料的含水率低于30％。
本发明步骤3所述的肥料物理特性为：物料疏松、颜色灰黑、棕黑、无臭味。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵包含55℃±1℃维持五至七天的过程。本发明该步骤设置在发酵总时长起始后的第三天开始的阶段。
本发明所述的市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料含水率为低于30％。
本发明步骤4所述的所得的肥料加入至巨菌草地，具体为：将所得的肥料，按照1～2吨/亩数量，用喷肥机或其他施肥方法喷施于种有巨菌草地。
实施例四：
本发明所述的方法包括以下步骤：
1)巨菌草地的巨菌草每1个月刈割一次，刈割后自然晒干或干燥，得巨菌草干草；
2)将巨菌草干草经粉碎，得巨菌草干草粉料，为市政污泥发酵辅料；
3)将含水率80％的市政污泥与市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料按质量比9:1混合；得到含水率50％～60％的物料，理堆后进行高温好氧发酵，得肥料；
4)所得的肥料加入至巨菌草地，构成循环。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵参数具体为：自然混合后在30℃-60℃高温发酵，发酵总时长21天±2天。
本发明步骤3所述的肥料的含水率低于30％。
本发明步骤3所述的肥料物理特性为：物料疏松、颜色灰黑、棕黑、无臭味。
本发明步骤3所述的高温好氧发酵包含55℃±1℃维持五至七天的过程。本发明该步骤设置在发酵总时长结束前的第8-9天起的阶段。
本发明所述的市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料含水率为低于30％。
本发明步骤4所述的所得的肥料加入至巨菌草地，具体为：将所得的肥料，按照1～2吨/亩数量，用喷肥机或其他施肥方法喷施于种有巨菌草地。
上述四组实施例仅为部分实施例内容。在实施例效果考核阶段，对发酵后肥料疏松情况、臭味消除情况、肥料颜色、水分含量、市政污泥协同处理效果、能耗情况、肥料营养成分含量、肥料循环至巨菌草地对巨菌草的生长影响等因素评价。实施例四的综合效果大于实施例二的综合效果大于实施例三的综合效果大于实施例一的综合效果。
以上所述的仅是本发明的部分具体实施例(由于本发明的配方属于数值范围，故实施例不能穷举，本发明所记载的保护范围以本发明的数值范围和其他技术要点范围为准)，方案中公知的具体内容或常识在此未作过多描述。应当指出，上述实施例不以任何方式限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.一种利用巨菌草和污泥协同循环处理处置市政污泥的方法，其特征在于，该方法包括：所述的污泥为市政污泥；所述的巨菌草拉丁名：Pennisetum giganteum z.x.lin；
所述协同循环处理包括协同处理和循环处理两部分；
协同处理部分：巨菌草地的巨菌草经刈割、干燥、粉碎后与市政污泥混合发酵，形成肥料；
循环处理部分：所形成的肥料施用于巨菌草地，经巨菌草作用富集脱除重金属。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)巨菌草地的巨菌草每1～2个月刈割一次，刈割后自然晒干或干燥，得巨菌草干草；
2)将巨菌草干草经粉碎，得巨菌草干草粉料，为市政污泥发酵辅料；
3)将含水率80％的市政污泥与市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料按质量比5:1～10:1混合；得到含水率50％～60％的物料，理堆后进行高温好氧发酵，得肥料；
4)所得的肥料加入至巨菌草地，构成循环。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3所述的高温好氧发酵参数具体为：自然混合后在30℃-60℃高温发酵，发酵总时长21天±2天。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3所述的肥料的含水率低于30％。
5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，步骤3所述的肥料物理特性为：物料疏松、颜色灰黑、棕黑、无臭味。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3所述的高温好氧发酵包含55℃±1℃维持五至七天的过程。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的市政污泥发酵辅料：巨菌草干草粉料含水率为低于30％。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4所述的所得的肥料加入至巨菌草地，具体为：将所得的肥料，按照1～2吨/亩数量，用喷肥机或其他施肥方法喷施于种有巨菌草地。
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