專利名稱：從污泥中生產(chǎn)肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種從污泥中生產(chǎn)肥料的方法，在該方法中為實現(xiàn)衛(wèi)生化用過熱蒸汽加熱污泥以破壞病原生物。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有不同的供選方案用于處理污泥。例如，已知是厭氧處理的消化，以及是需氧處理的堆肥處理，即利用氧氣的處理。此外，也已知熱處理，換言之通過加熱進行的處理。

關(guān)于通過加熱進行的處理，已知例如直接用熱空氣干燥污泥，但該技術(shù)缺點在于需要大量的能量并且由于干燥引起在物質(zhì)中形成粉塵。關(guān)于利用加熱的方法，也已知使用熱水的污泥處理，但該方法的一個問題在于在該方法中所用的水必須凈化，這就產(chǎn)生了費用。此外，關(guān)于通過加熱進行的處理，已知使用普通水蒸汽的方法，但根據(jù)申請人的觀察，在凈化效率和熱經(jīng)濟性方面它們并不完全令人滿意。

在凈化水或其他物質(zhì)中，也已知使用過熱蒸汽。過熱蒸汽是一種由水蒸氣和燃燒氣體形成的氣體混合物。某些已知的解決方案存在于出版物US 5656178、US 5613452、US 5413129、DE 4226584、EP 0715902、US 4336329、WO 01/02027和WO 02/28556中，但這些出版物均涉及物質(zhì)的滅菌，其還過度地除去有用的微生物，因此阻止了利用這樣的物質(zhì)作為肥料。

與本發(fā)明的領(lǐng)域有關(guān)的是，由出版物EP 101784中已知一種使用過熱蒸汽用于從樹皮和污泥中制造肥料的方法。在該出版物所披露的該方法中，通過使用具有140-600℃溫度的過熱蒸汽將污泥加熱至120-140℃的溫度。然而，該方法沒有給出關(guān)于最終產(chǎn)品的肥料特性的最佳結(jié)果，并且由于特別是要被處理的物質(zhì)被加熱至高溫，因此也沒有給出該方法熱經(jīng)濟性的最佳結(jié)果。


發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是以使涉及現(xiàn)有技術(shù)的問題得以解決的方式執(zhí)行方法。使用根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)了這一目的，該方法特征在于用具有200-600℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥至60-100℃的溫度，以激活污泥中可溶性碳量的增加并通過使用在加熱后仍保留在污泥中的非病原微生物重啟污泥生物降解。

本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案描述于從屬權(quán)利要求中。

本發(fā)明是基于在仍使用具有足夠高溫度的過熱蒸汽時不將要被處理的污泥加熱至太高溫度的想法的。

根據(jù)本發(fā)明的方法提供了幾個優(yōu)點。本發(fā)明以依然足夠的成本效率的方式得以獲得涉及熱經(jīng)濟性的高質(zhì)量的肥料。本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案和其他更詳細的實施方案強化了本發(fā)明的優(yōu)點。具體而言，控制水分條件強化了本發(fā)明的優(yōu)點。




參見附圖，結(jié)合優(yōu)選的實施方案，本發(fā)明現(xiàn)將得到更詳細的描述，其中 圖1顯示了在該方法中使用的用于使用過熱蒸汽處理的裝置的一個實施方案； 圖2從相反方向顯示了圖1中圖解說明的裝置； 圖3顯示了在該方法中使用的用于使用過熱蒸汽處理的裝置的一個實施方案的示意圖； 圖4顯示了可溶性有機碳的量； 圖5顯示了可溶性氮的量。

具體實施例方式
參見附圖，該方法可使用例如圖1-3中所示類型的裝置。在一個優(yōu)選的實施方案中，根據(jù)圖1-2所示的裝置是一個為框架10所支撐的可移動裝置，并包含具有輪胎13-16的輪軸11和12，以及托架底座17和適合于牽引車的聯(lián)接點19。

關(guān)于圖3，應當指出短線僅作為示意旨在圖解說明過熱蒸汽，以及圓圈僅作為示意旨在圖解說明要被處理的物質(zhì)，如所提及的，該物質(zhì)為污泥，具體是一種或多種下列物質(zhì)城市污泥、農(nóng)用污泥、污水污泥，即凈水廠污泥。污泥，例如從市政或其他地區(qū)污水凈化廠得到的污泥是已生物降解的污泥，即一旦被堆肥就可在本發(fā)明生產(chǎn)肥料的方法中用作起始物質(zhì)。

為接受要被處理的物質(zhì)，即污泥，該裝置包含受料斗30，污泥可例如用戽斗裝載機或其他輸送工具例如輸送機或傳送通道輸入。在污泥接受裝置30，例如受料斗30的后面，換言之例如在料斗30下面，該裝置包含被布置以將物質(zhì)輸送入第一蒸汽處理裝置40中的傳遞輸送帶32。

為產(chǎn)生過熱蒸汽，該裝置包含過熱蒸汽發(fā)生裝置50，其例如通過分配線路51產(chǎn)生用于第一蒸汽處理裝置40的過熱蒸汽。相應地，該裝置可例如包含第二蒸汽處理裝置60，過熱蒸汽發(fā)生裝置50被布置以通過分配線路61提供用于其的過熱蒸汽。通過一個或多個輸送裝置71，72或類似的輸送裝置將在第一蒸汽處理裝置40中經(jīng)處理的污泥轉(zhuǎn)移到第二蒸汽處理裝置60中。在附圖的實例中，輸送裝置71是例如戽斗式帶式輸送機，以及輸送裝置72是螺旋式輸送裝置。

應當指出獨立的受料斗30和另一獨立的接收裝置30兩者都不是必需的，因為物質(zhì)可被例如直接送入或通過輸送機送入蒸汽處理裝置40或滾筒樣可旋轉(zhuǎn)的蒸汽處理裝置60中。

在圖2中，為了不覆蓋用于連接蒸汽發(fā)生裝置50的聯(lián)接點，例如聯(lián)接法蘭101和聯(lián)接法蘭102-104，過熱蒸汽發(fā)生裝置50僅以虛線顯示。在圖2中，聯(lián)接法蘭或類似的聯(lián)接點101指出了蒸汽分配線路51的聯(lián)接點，該線路在圖3中是最清楚顯示的，用于將過熱蒸汽送入第一蒸汽處理裝置40中。相應地，圖2中附圖標記102-104顯示了聯(lián)接法蘭或其他相應的聯(lián)接點，其連接由圖3中最清楚顯示的分配線路61以將過熱蒸汽送入第二蒸汽處理裝置60中。

關(guān)于過熱蒸汽發(fā)生裝置50，應當指出其是一種由水蒸氣和燃料的燃燒氣體產(chǎn)生氣體混合物的裝置。燃燒產(chǎn)生所需燃燒氣體的燃料可以是例如輕燃料油。

至于外形尺寸，應當指出圖1-2中所示的裝置的長度為例如約20米，與此同時，第二蒸汽處理裝置60例如滾筒60的直徑為例如約1米。用于使用過熱蒸汽處理的裝置的負荷為幾千千克/小時。

本發(fā)明涉及一種從污泥中產(chǎn)生肥料的方法，在該方法中為實現(xiàn)衛(wèi)生化用過熱蒸汽加熱污泥以破壞病原生物。在該方法中，用具有200-600℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥至60-100℃的溫度，以激活污泥中可溶性碳量的增加并通過使用在加熱后仍保留在污泥中的非病原微生物重啟污泥生物降解。

在該污泥處理中，用于加熱的過熱蒸汽的溫度為200-600℃。根據(jù)申請人的觀察，從總體上考慮該方法可行性、最終產(chǎn)品(肥料)的特性以及該方法的熱經(jīng)濟性，300-600℃以及特別是300-400℃的溫度范圍是尤其適合的。

在附圖的實例中，在第一蒸汽處理裝置40和第二蒸汽處理裝置60中均使用過熱蒸汽。

在附圖的實例中，存在兩個使用過熱蒸汽的蒸汽處理裝置，即裝置40和60，但本發(fā)明并不局限于給定數(shù)量的蒸汽處理裝置。如果根據(jù)附圖所示的實施方案，使用兩個蒸汽處理裝置，則這兩個裝置優(yōu)選是不同類型的，例如以這樣一種方式，即它們中的一個是可旋轉(zhuǎn)的滾筒的形式存在。在附圖的實例中，后者，即第二蒸汽處理裝置60是象這樣的可旋轉(zhuǎn)的滾筒，即例如通過電機65自滾筒外緣的接觸面66旋轉(zhuǎn)。滾筒60(即第二蒸汽處理裝置60)的旋轉(zhuǎn)電機65的力通過例如齒輪系統(tǒng)67和軸68被傳輸?shù)綕L筒。

在鑒于要被凈化即衛(wèi)生化的污泥物質(zhì)的密度，蒸汽不會太容易地即太快地穿過該物質(zhì)，即不放熱的意義上，其中通過重力或裝置的一部分壓縮物質(zhì)，以致其變得更密實的附圖標記40所指出的料斗型或類似的蒸汽處理裝置是有益的。

在使要被凈化即衛(wèi)生化的污泥物質(zhì)得以與過熱蒸汽有效地相互作用的意義上，通過可旋轉(zhuǎn)的滾筒60實現(xiàn)的蒸汽處理裝置60是有益的。換言之，在可被稱為蒸汽簾或蒸汽隧道滾筒中的，物質(zhì)相互碰撞。

如果該裝置僅具有一個蒸汽處理裝置，換言之，如果污泥僅穿過一個蒸汽處理裝置，則優(yōu)選的實施方案明確包含滾筒60，如所提及的，其是旋轉(zhuǎn)的。

在一個優(yōu)選的實施方案中，加熱污泥至60-90℃的溫度。優(yōu)選地，該方法是這樣的一種方法，即用過熱蒸汽處理污泥20-60分鐘，最優(yōu)選20-30分鐘。

在用過熱蒸汽處理過程中，監(jiān)測并控制污泥水分以防止污泥基本上干燥。該方法優(yōu)選以這樣一種方式進行，即在用過熱蒸汽處理過程中，以在處理中水分改變至多+/-2％來防止污泥基本上干燥的這樣一種方式監(jiān)測并控制污泥水分。

在用過熱蒸汽進行蒸汽處理中，控制污泥水分的一個目的是期望防止污泥干燥至這樣一種程度，即其在蒸汽處理后的后一階段，例如當在生物降解階段時露天堆積，或在更后面的階段，例如當運輸或包裝肥料即該方法的最終產(chǎn)品時，會成為粉塵。

在用過熱蒸汽進行蒸汽處理中，控制條件的另一原因是期望改善最終產(chǎn)品即肥料的養(yǎng)分特性。因此，在一個優(yōu)選的實施方案中，該方法是這樣一種方法，即在用過熱蒸汽處理的過程中通過保持水分含量和/或溫度，使污泥所產(chǎn)生含氮氨或其他氮化合物的蒸發(fā)降至最低。將水分調(diào)節(jié)至足夠高的水平，并將溫度調(diào)節(jié)至足夠低的水平。由于氮是一種施肥土壤能夠利用的重要養(yǎng)分，因此該特征改善了最終產(chǎn)品即肥料的養(yǎng)分特性。

在一個優(yōu)選的實施方案中，該方法是這樣一種方法，即在用過熱蒸汽處理的過程中，以在產(chǎn)生過熱蒸汽中改變要混合入燃燒氣體中的水量的這樣一種方式控制污泥水分。

關(guān)于滾筒樣蒸汽處理裝置60，應當指出將蒸汽流，以在蒸汽進口側(cè)上蒸汽通過分配線路61或類似的結(jié)構(gòu)送入滾筒60中，以及蒸汽排出滾筒進入例如沉降室80或類似的合適的結(jié)構(gòu)的這樣一種方式，布置在基本上穿過整個滾筒的滾筒縱向上。

將在滾筒60中經(jīng)處理的污泥移出滾筒60，并可將該經(jīng)處理的物質(zhì)置于地面上，例如在滾筒附近起堆?；蛘?，可將經(jīng)處理的污泥放在別處，在這種情況下將從滾筒60的輸出側(cè)獲得的經(jīng)處理的物質(zhì)送至輸送機90，再例如通過卡車或其他運輸工具運至更加遠離蒸汽處理裝置的地方。

因此，在一個優(yōu)選的實施方案中，該方法是這樣一種方法，即重新生物降解至少主要發(fā)生在除執(zhí)行使用過熱蒸汽加熱污泥的蒸汽處理裝置以外的別處。在一個優(yōu)選的實施方案中，污泥生物降解發(fā)生在已從執(zhí)行使用過熱蒸汽處理的蒸汽處理裝置中運輸出的污泥所形成的堆或其他堆積物，即在這樣的堆或其他堆積物中進行污泥生物降解。

為了知道何時肥料能備好直接使用或用于包裝，例如該方法優(yōu)選是這樣一種方法，即通過測量污泥的氣體排放監(jiān)測污泥生物降解的成熟度。在一個優(yōu)選的實施方案中，測量二氧化碳排放，以及最優(yōu)選地，在二氧化碳排放中二氧化碳產(chǎn)生的最大速率小于2mg/g/天。在一次實驗中，在蒸汽處理和生物降解后，在最終狀態(tài)中測量到1.3mg/g/天的二氧化碳產(chǎn)生率。

在一個優(yōu)選的實施方案中，生物降解的持續(xù)時間為1-3個月。根據(jù)申請人的觀察，考慮到肥料的成熟度和有效性，其產(chǎn)生了良好的平衡。

回到蒸汽處理滾筒60的末端，即出口結(jié)構(gòu)，應當指出例如在沉降室80中，該裝置包含過濾器85，例如格柵型濾網(wǎng)，用于阻止氣流中的顆粒通過。根據(jù)控制器100的位置，帶有廢熱的出射蒸汽流可選擇如這樣地通過放出槽110離開裝置或其可以在燃燒具有有害氣味的氣體的后燃室120中燃燒的這樣一種方式通過放出槽130排放。通過鼓風機111和131可有助于蒸汽流的排放。

在一個優(yōu)選的實施方案中，在不加壓的蒸汽處理裝置中在標準大氣壓力下進行加熱衛(wèi)生化。以開放的、即連續(xù)式工藝而非封閉間歇式工藝進行的衛(wèi)生化的可用性也得到了改善。因此，該方法是這樣一種方法，即在連續(xù)式工藝中，污泥在處理過程中得到衛(wèi)生化，以及經(jīng)凈化的衛(wèi)生物質(zhì)從該衛(wèi)生化處理過程中排出。

因此，從第二蒸汽處理裝置60即滾筒60中，蒸汽被排放到沉降室80中。相應地，參見圖1-2，例如通過傳輸通道88，也從第一蒸汽處理裝置40中，蒸汽被排放到沉降室80中。

應當指出，并不存在動機將污泥，特別是城市污泥、農(nóng)用污泥或污水污泥，即凈水廠污泥加熱至與過熱蒸汽所具有的溫度一樣高的溫度，因為主要目的在于殺死物質(zhì)中病原生物，同時有意保存有利于生物降解和肥料的生物體。在用過熱蒸汽進行衛(wèi)生化處理中，將要被凈化的物質(zhì)加熱至60-100℃的溫度，該溫度足夠高至殺死病原生物，但又足夠低至防止要被凈化的物質(zhì)的滅菌。溫度太高，處理時間太長，會導致該物質(zhì)被滅菌，即使太高的溫度僅僅是一瞬間或持續(xù)稍短的一段時間，則未必會導致滅菌。

旨在衛(wèi)生化中殺死的生物體包括腸細菌、沙門氏菌、大腸型細菌、植物疾病病原體、雜草等。在該方法中要保留在經(jīng)處理的即衛(wèi)生化的物質(zhì)中的生物體是該物質(zhì)天然的、無害的，即非病原的微生物。

該方法本質(zhì)上是一種通過利用過熱蒸汽產(chǎn)生的衛(wèi)生化加熱以激活稍遲發(fā)生的生物降解，從而利用過熱蒸汽從已經(jīng)歷了一次生物降解的污泥中產(chǎn)生肥料的微生物方法。

例如，根據(jù)本發(fā)明方法的實驗已產(chǎn)生了下列觀察結(jié)果。

在實驗安排1中，取決于條件(溫度、轉(zhuǎn)速、滾筒在縱向上的傾斜角度)，檢測到用過熱蒸汽進行熱處理的負荷為50-180tn/h(噸，即1000千克/小時)，能量消耗為193MJ/tn(兆焦耳/噸，即1000千克)。通過比較，老方法即用熱空氣干燥污泥的負荷為50-100tn/h，雖然該負荷的上限值(100tn/h)剛剛才超過使用本發(fā)明方法所獲得的上限值(180tn/h)的一半，但能量消耗高幾乎10倍，以及更進一步地，顯著的差別是在常規(guī)干空氣干燥中對于肥料有用的養(yǎng)分的損失相當大。

在實驗安排2中，用過熱蒸汽處理的對象是已堆肥一年的污泥。在處理前腸細菌(其是病原體的一部分)的數(shù)量為120000cfu/g(菌落形成單位/g)，但在處理后該數(shù)量則低于10cfu/g，換言之低于測量精度，即低于檢出限，而立法最大值允許為1000cfu/g。同樣，梭菌細菌的數(shù)量可降低至小于之前值一半的值，換言之處理前的數(shù)量為5600cfu/g，而處理后的數(shù)量則為2700cfu/g。在用過熱蒸汽處理后，讓污泥靜置例如24小時，梭菌數(shù)量被降低至最初比例的10％。由于梭菌是一種形成孢子的細菌，因此其能忍受更強的加熱處理。

因此，所述處理不會對污泥滅菌，而對其衛(wèi)生化。要被破壞的具體對象是腸來源的可能的病原體，即沙門氏菌和大腸桿菌，它們屬于腸細菌群。

在實驗安排3中，用過熱蒸汽進行處理的對象是未經(jīng)處理的，即從污水凈化廠獲得的未經(jīng)處理的厭氧污泥。在處理前腸細菌(其是病原體的一部分)的數(shù)量為12000cfu/g(菌落形成單位/g)，而在用過熱蒸汽處理后，該數(shù)量低于10cfu/g，換言之低于測量精度，即低于檢出限，而立法最大值允許為1000cfu/g。

在實驗安排3中，同樣大腸桿菌含量明顯減少。在處理前大腸桿菌含量為17000cfu/g(菌落形成單位/g)，而在處理后該數(shù)量低于10cfu/g，換言之低于測量精度，即低于檢出限，而立法最大值允許為1000cfu/g。

在實驗安排2中，同樣在實驗安排3中，梭菌含量被降低至小于腸細菌含量。在處理前，梭菌數(shù)量為7100cfu/g，而在處理后為1500cfu/g，換言之該數(shù)量降低至最初比例的20％，即約1/5。然而，即使在用過熱蒸汽處理后，讓污泥靜置短至24小時，梭菌含量亦降低至最初比例的10％，即1/10。

關(guān)于實驗安排2(使用業(yè)已堆肥的污泥)，測定與污泥的物理和化學特性相關(guān)的下列變量。

表1
關(guān)于實驗安排3(未經(jīng)處理的原需氧污泥)，測定與污泥的物理和化學特性相關(guān)的下列變量。

表2
圖4顯示了可溶性有機碳的量。在圖4的左半部中，起始物質(zhì)是污泥基堆肥，而在圖4的右側(cè)中，起始物質(zhì)是混合的馬糞，即馬糞與污泥堆肥的混合物。圖4底部的指示表示如下 起始取自未經(jīng)處理的物質(zhì)的樣品 第一次處理在第一次蒸汽處理后的取樣 第二次處理在第二次蒸汽處理后的取樣 第三次處理在第三次蒸汽處理后的取樣 1小時在處理一次后1小時進行已處理物質(zhì)的取樣 24小時在處理一次后24小時進行已處理物質(zhì)的取樣
在圖4和圖5中，污泥被加熱至約80℃。關(guān)于圖4的讀數(shù)，在每次處理中都出現(xiàn)了碳增溶。換言之，蒸汽處理并在破壞生物學結(jié)構(gòu)例如污泥絮凝物以及也可能的物質(zhì)中的細胞后讓物質(zhì)靜置。例如，注意到在污泥基堆肥的情況下，在第一次蒸汽處理后，可溶性有機碳的量從714mg/kg增加到2009mg/kg，即幾乎3倍。碳增溶有助于重啟生物降解，即堆肥作為重啟生物降解的結(jié)果，由于生物降解發(fā)熱，因此在蒸汽處理后物質(zhì)的冷卻較緩慢。在污泥基堆肥的情況下，測定僅蒸汽處理一次的物質(zhì)并讓其靜置24小時，可溶性碳的量從714mg/kg的最初值增加到1108mg/kg的值，即最初的至少1.5倍。

也檢測到碳氫化合物增加，如圖4所示其是碳增溶的結(jié)果。例如，注意到在污泥基堆肥的情況下，在第一次蒸汽處理后，碳氫化合物的量從30mg/kg的值增加到98mg/kg的值，即增加至3倍多，隨著第二次蒸汽處理，該值高達398mg/kg，即達到最初情況的約13倍。在污泥基堆肥的情況下，測定僅蒸汽處理一次的物質(zhì)并讓其靜置24小時，碳氫化合物的量從30mg/kg的最初值增加到260mg/kg的值，即為最初值的幾乎9倍。

考慮到主要養(yǎng)分，以下研究可溶性氮。參見圖5，在每次處理中均達到了氮增溶。這是與可溶性碳增加相類似的現(xiàn)象。當生物學結(jié)構(gòu)被破壞，就釋放了細胞內(nèi)、含氮蛋白質(zhì)。圖5底部的條的標題如以上圖4上下文中所指出的。例如，在污泥基堆肥的情況下，在第一次蒸汽處理后，可溶性氮的量從578mg/kg的值增加到719mg/kg的值，換言之增加了近25％。隨著第二次蒸汽處理，該值高達873mg/kg，換言之增加了超過50％。在污泥基堆肥的情況下，測定僅蒸汽處理一次的物質(zhì)并讓其靜置24小時，可溶性氮的量從578mg/kg的最初值增加到785mg/kg的值，換言之增加了超過35％。

關(guān)于另一可溶性主要養(yǎng)分，即銨態(tài)氮，在量上觀察到了增加。例如，在馬糞堆肥的情況下，在第一次蒸汽處理后，銨態(tài)氮的量從147mg/kg的值增加到227mg/kg的值，換言之增加了至少50％。

還有另一種主要養(yǎng)分即磷的量也增加了。磷的增加與生物學結(jié)構(gòu)被破壞時細胞內(nèi)含磷核酸釋放的事實相關(guān)。例如，在污泥基堆肥的情況下，在第一次蒸汽處理后，磷的量從103mg/kg的值增加到的191mg/kg值，換言之增加了超過85％。隨著第二次蒸汽處理，該值高達250mg/kg，換言之與最初情況相比增加了超過142％。在污泥堆肥的情況下，測定僅蒸汽處理一次的物質(zhì)并讓其靜置24小時，可溶性磷的量從103mg/kg的最初值增加到186mg/kg的值，換言之增加了超過80％。

以下涉及可溶性微量元素。就微量元素例如銅、錳、鎂和鈣也檢測到了微量養(yǎng)分增溶。例如，在污泥基堆肥的情況下，在第一次蒸汽處理后，可溶性鈣的量從105mg/kg的值增加到238mg/kg的值，換言之增加了超過125％。在污泥堆肥的情況下，測定僅蒸汽處理一次的物質(zhì)并讓其靜置24小時，可溶性鈣的量就從105mg/kg的最初值增加到了364mg/kg的值，換言之增加為約3.5倍。

參見上述所有內(nèi)容，所獲得的產(chǎn)品非常適合作為肥料。

關(guān)于實驗安排2-3，通過在干燥前后稱重測定固體物質(zhì)含量。通過用水提取樣品，用電導計測量提取物的電導率，從而測定電導率，即可溶性離子含量總和。相應地，通過用水提取樣品，并用pH計測量提取物的pH，從而測定pH。參見圖4-5，根據(jù)NMKL 144:00標準測定腸細菌含量。根據(jù)NMKL125:96標準測定大腸桿菌(Escherichia coli)含量(E.CoIi)。根據(jù)NMKL56:95標準測定梭菌含量。

通過本發(fā)明，肥料符合使用適當類型的污泥處理所提供的污泥條例(Fertilizer Act)(2007)的要求。

因此，本發(fā)明涉及用過熱蒸汽進行的所謂的非生物可利用碳的增溶。在蒸汽處理過程中，非生物可利用碳，例如脂肪酸，由正常的無法提取的形式改變?yōu)榭扇芙獾男问?，可為微生物所再次利用?br>
通過該方法，脂肪酸、各種甾醇類和其他細胞組分得以溶解。在污泥中這些組分在正常情況下是非生物可利用的。增溶的程度甚至超過了5g/kg(每公斤的干物質(zhì))。該現(xiàn)象表現(xiàn)為厭氧污泥中可提取的有機化合物(脂肪酸、各種甾醇類和其他細胞組分)的增加，例如，見表3。

表3
表4顯示了用過熱蒸汽處理的馬糞中相同的結(jié)果。

表4
對于DOC(溶解有機碳)，該完全相同的現(xiàn)象可見表5和6。

表5
表6
因此，本發(fā)明涉及一種從已生物降解一次的污泥中生產(chǎn)肥料的方法。該方法包括用過熱蒸汽加熱生物降解的污泥，然后增加可溶性碳的量，之后啟動生物降解。

盡管根據(jù)所述附圖的實例已描述了本發(fā)明，但很明顯本發(fā)明并不受限于此，可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)以多種方式進行改變。
權(quán)利要求
1.一種從污泥中生產(chǎn)肥料的方法，在該方法中為實現(xiàn)衛(wèi)生化用過熱蒸汽加熱污泥以破壞病原微生物，其特征在于
用具有200-600℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥至60-100℃的溫度，以增加污泥中可溶性碳量，并通過使用在加熱后仍保留在污泥中的非病原微生物重啟污泥生物降解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于加熱污泥至60-90℃的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于用過熱蒸汽處理污泥20-60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于用過熱蒸汽處理污泥20-30分鐘。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求1-4任一項的方法，其特征在于在用過熱蒸汽處理過程中監(jiān)測并控制污泥水分，來防止污泥基本上干燥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于在用過熱蒸汽處理過程中監(jiān)測并控制污泥水分來防止污泥基本上干燥，其方式為在處理中物質(zhì)水分改變至多+/-2％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其特征在于以在產(chǎn)生過熱蒸汽中改變要混合入燃燒氣體中的水量的方式，在用過熱蒸汽處理過程中控制污泥水分。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求1-7任一項的方法，其特征在于通過在用過熱蒸汽處理過程中保持水分含量和/或溫度，使污泥產(chǎn)生的含氮氨或其他氮化合物的蒸發(fā)降至最低。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1-8任一項的方法，其特征在于用具有300-600℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于用具有300-400℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求1-10任一項的方法，其特征在于要被處理的污泥是下列污泥之一城市污泥、農(nóng)用污泥、污水污泥，即凈水廠污泥。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求1-11任一項的方法，其特征在于用蒸汽處理裝置進行用過熱蒸汽處理污泥，該裝置包含被布置以使用過熱蒸汽且引入要被處理的物質(zhì)的至少一個蒸汽處理裝置。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求1-12任一項的方法，其特征在于用包含被布置以使用過熱蒸汽的第一和第二蒸汽處理裝置的蒸汽處理裝置，并通過將在第一蒸汽處理裝置中經(jīng)處理的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到第二蒸汽處理裝置中來執(zhí)行該方法。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求1-13任一項的方法，其特征在于在不加壓的蒸汽處理裝置中在標準大氣壓力下進行使用過熱蒸汽的處理。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求1-14任一項的方法，其特征在于以連續(xù)式工藝而非封閉間歇式工藝進行使用過熱蒸汽的處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于以連續(xù)式工藝在用過熱蒸汽處理過程中將污泥引入處理，并將污泥從使用過熱蒸汽的處理中移出。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求1-16任一項的方法，其特征在于在用過熱蒸汽處理后在污泥生物降解過程中監(jiān)測污泥生物降解的成熟度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于通過測量污泥的氣體排放監(jiān)測污泥生物降解的成熟度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其特征在于通過測量污泥的二氧化碳排放監(jiān)測污泥生物降解的成熟度。
20.根據(jù)權(quán)利要求12或16的方法，其特征在于污泥生物降解主要發(fā)生在除執(zhí)行使用過熱蒸汽加熱污泥的蒸汽處理裝置以外的別處。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于污泥生物降解發(fā)生在已從執(zhí)行使用過熱蒸汽處理的蒸汽處理裝置中運輸出的污泥所形成的堆或其他堆積物中。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求1-21任一項的方法，其特征在于生物降解的持續(xù)時間為1-3個月。
全文摘要
一種從污泥中生產(chǎn)肥料的方法，在該方法中為實現(xiàn)衛(wèi)生化用過熱蒸汽加熱污泥以破壞病原微生物。在該方法中，用具有200-600℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥至60-100℃的溫度，以增加污泥中可溶性碳量，并通過使用在加熱后仍保留在污泥中的非病原微生物重啟污泥生物降解。
文檔編號C05F17/00GK101679136SQ200880012497
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者奧利·艾歐 申請人:賽瓦特拉公司