專利名稱：一種添加礦化垃圾的污泥堆肥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種添加礦化垃圾的污泥堆肥方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化水平的不斷提高，工業(yè)污水和生活污水的排放量日益增多，污水處理廠污泥產(chǎn)量急劇增加。相關(guān)資料顯示，2006年我國(guó)城市污水處理廠產(chǎn)生的城市污泥已高達(dá)1500萬(wàn)噸(含水率80% )，是生活垃圾清運(yùn)量的8%。城市污泥中一般含有豐富的N、P、K等植物生長(zhǎng)發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)還含有大量的有機(jī)質(zhì)及病原菌等有害微生 物，因此，城市污泥必須經(jīng)過(guò)相應(yīng)的穩(wěn)定化及無(wú)害化處理才能施用于土壤。堆肥是城市污泥一種重要的無(wú)害化處理方式，在堆肥過(guò)程中有機(jī)質(zhì)發(fā)生降解和腐殖化趨于穩(wěn)定，同時(shí)堆肥高溫致使其中的有害病原菌被殺滅。但由于堆肥初期有益微生物量少，需要一定時(shí)間才能繁殖起來(lái)，因此傳統(tǒng)堆肥存在發(fā)酵周期長(zhǎng)、產(chǎn)生臭味且肥效低等問(wèn)題。往堆肥物料中接種各種微生物可以在一定程度上解決上述問(wèn)題，然而，接種微生物的篩選、培養(yǎng)及制劑費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本較高，并且許多接種微生物不適高溫堆肥環(huán)境，使接種效果大打折扣。目前我國(guó)城市生活垃圾的主要處理方式是填埋，隨著城市的發(fā)展，市郊地價(jià)的上漲，垃圾填埋場(chǎng)的選址越來(lái)越難。另一方面，垃圾經(jīng)多年填埋后趨于穩(wěn)定，形成了礦化垃圾， 若將其進(jìn)行開(kāi)采，便可騰出新的填埋空間，延長(zhǎng)填埋場(chǎng)的使用壽命。但開(kāi)采出礦化垃圾的處理處置也面臨著一些社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。礦化垃圾是指垃圾填埋場(chǎng)達(dá)到穩(wěn)定化狀態(tài)也即無(wú)害化狀態(tài)的時(shí)候的填埋垃圾，它表面附著有大量的包括氧化還原酶或水解酶在內(nèi)的活性酶。 這些氧化還原酶或水解酶活性高、適應(yīng)性強(qiáng)，能迅速酶促降解污染物，并且礦化垃圾表面積大，孔隙率高，吸附和交換能力強(qiáng)，為各種酶高效的發(fā)揮作用及吸附堆肥廢氣提供了優(yōu)越的條件。此外，礦化垃圾中還含有以多階段降解性微生物為主的多種微生物，包括各種好氧、 兼性及厭氧微生物。由于經(jīng)歷了滲濾液的長(zhǎng)期洗浙、浸泡、馴化和填埋高溫，這些微生物具有良好的生存和降解能力，并具有一定的高溫適應(yīng)能力，在較高溫度下也能發(fā)揮其降解作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種添加礦化垃圾的污泥堆肥方法，能在污泥堆肥過(guò)程中快速降解有機(jī)質(zhì)，加速堆肥進(jìn)程，提高堆肥品質(zhì)，降低堆肥成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的添加礦化垃圾的污泥堆肥方法，其主要步驟包括A)將秸桿、污泥和礦化垃圾混合，調(diào)節(jié)含水率為質(zhì)量比45% -65%后，在攤平的混合物表面鋪設(shè)一層礦化垃圾，強(qiáng)制通風(fēng)供氧方式進(jìn)行第一次堆肥發(fā)酵；B)將發(fā)酵后下層堆肥混合物與上層礦化垃圾混合均勻，調(diào)節(jié)含水率為質(zhì)量比 45% -50%進(jìn)行第二次發(fā)酵，期間翻堆，至堆肥達(dá)到腐熟。
所述的污泥堆肥方法，其中，混合物的C/N比為25-30 I。所述的污泥堆肥方法，其中，步驟A中混合時(shí)礦化垃圾含量按干重計(jì)占總重量的 8% _16%，在混合物表面鋪設(shè)的礦化垃圾含量按干重計(jì)占總重量的2% -4%。所述的污泥堆肥方法，其中，第一次堆肥發(fā)酵是在反應(yīng)倉(cāng)中進(jìn)行，第二次發(fā)酵是堆成條垛形于遮雨條件下進(jìn)行。 所述的污泥堆肥方法，其中，步驟A中的通風(fēng)供氧是采用間歇式通風(fēng)供氧方式進(jìn)行，當(dāng)出口氧濃度高于18%時(shí)停止供氧，當(dāng)出口氧濃度低于10%時(shí)開(kāi)始供氧。所述的污泥堆肥方法，其中，礦化垃圾為其中易降解物質(zhì)完全降解或接近完全降解，并剔除了塑料、金屬、橡膠、石子的能通過(guò)20mm篩的粒狀物。所述的污泥堆肥方法，其中，秸桿為玉米秸桿、稻草或麥桿，其長(zhǎng)度為2-4cm。所述的污泥堆肥方法，其中，城市污泥為污水處理廠的生污泥或消化污泥。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)I、利用礦化垃圾作為污泥堆肥的接種劑，減少了堆肥菌劑投入，降低了堆肥成本。2、將礦化垃圾應(yīng)用于污泥堆肥，以廢治廢，為填埋場(chǎng)礦化垃圾的開(kāi)采提供了一個(gè)新的出路，有利于填埋場(chǎng)的可持續(xù)填埋。3、在堆肥物料表層鋪上一層礦化垃圾，利用礦化垃圾表面積大，孔隙率高，吸附和交換能力強(qiáng)并且含有大量降解性微生物的特點(diǎn)吸附和/或轉(zhuǎn)化NH3、H2S等堆肥尾氣，降低了堆肥環(huán)境污染，提高了堆肥產(chǎn)品品質(zhì)。4、采用間歇式通風(fēng)供氧方式供氧，減少了堆肥能耗，降低了成本；同時(shí)間歇式通風(fēng)供氧還能減低堆肥氮素?fù)p失，提高堆肥產(chǎn)品肥效。


圖I為添加礦化垃圾的實(shí)施例與不添加礦化的對(duì)照例污泥堆肥過(guò)程中腐殖質(zhì)的變化趨勢(shì)圖；圖2為添加礦化垃圾的實(shí)施例與不添加礦化的對(duì)照例污泥堆肥過(guò)程中總氮含量的變化趨勢(shì)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以礦化垃圾為微生物接種劑進(jìn)行污泥堆肥。首先將作物秸桿粉碎至2-4cm， 然后測(cè)定其含水率及C/N比，同時(shí)分別測(cè)定城市污泥(含水率在75%-85%間)及礦化垃圾的含水率及C/N比，接著將上述三種物料混合均勻，使混合物料中礦化垃圾含量為 8%-16%，含水率為45%-65%，C/N比25-30，裝完后將其表層攤平，鋪上一層(約4_7cm 厚)的礦化垃圾，隨后采用間歇式通風(fēng)供氧方式進(jìn)行強(qiáng)制好氧堆肥，當(dāng)出口氧濃度高于 18%時(shí)停止供氧，當(dāng)出口氧濃度低于10%時(shí)開(kāi)始供氧，利用礦化垃圾中的各種活性酶和降解性好氧微生物對(duì)堆肥污泥中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行降解。一次發(fā)酵完成后將倉(cāng)中物料取出，將上層礦化垃圾與下層堆肥物料混合均勻，調(diào)含水率為45% -50%，于遮雨棚下堆成條垛形進(jìn)行二次發(fā)酵，5-8天翻堆一次，使堆料保持一定程度的厭氧狀態(tài)，在利用礦化垃圾中好氧微生物的同時(shí)發(fā)揮其中各種兼性微生物和厭氧微生物的作用，進(jìn)一步降解堆肥物料中的難降解有機(jī)物，加速堆肥腐熟進(jìn)程，30-40天堆肥物料達(dá)到腐熟。
通過(guò)下述的實(shí)施例和比較例，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例將作物秸桿粉碎至2_4cm，測(cè)定其含水率為13. 58%, C/N比為81. 32，測(cè)定污水處理廠的污泥的含水率為83. 19%, C/N比為11. 29，礦化垃圾含水率為26. 53%, C/N為 16.21。將污泥、作物秸桿、礦化垃圾按下述要求混合均勻，使礦化垃圾含量為15.21% (干重)，含水率為63. 21 %，C/N為25. 1，接著將混合物料裝入堆肥反應(yīng)倉(cāng)，裝完后將表層攤平， 再鋪上5cm厚的礦化垃圾，以0. 41/ (min. kg)的速率強(qiáng)制通風(fēng)供氧，當(dāng)出口氧濃度高于18% 時(shí)停止供氧，當(dāng)出口氧濃度低于10%時(shí)開(kāi)始供氧，17天一次發(fā)酵完成。將物料取出堆肥倉(cāng)， 混合均勻上層礦化垃圾與下層堆肥，調(diào)含水率為50%，于遮雨棚下堆成條垛形，每隔6天翻堆一次，使堆料從有氧狀態(tài)進(jìn)入缺氧狀態(tài)，利用礦化垃圾中的兼性和厭氧微生物進(jìn)一步降解堆肥有機(jī)物，加速堆肥腐熟進(jìn)程，34天堆肥物料達(dá)到腐熟。在堆肥過(guò)程中，每隔一天取一次樣，測(cè)定腐殖質(zhì)及總氮含量變化。本發(fā)明采用的礦化垃圾，最好是填埋時(shí)間較長(zhǎng)(比如8年以上)，其中的易降解物質(zhì)完全或接近完全降解，微生物含量大于IXIO6個(gè)/g。已經(jīng)剔除了塑料、金屬、橡膠、石子等大塊異物，并粉碎成能通過(guò)20_篩的粒狀。比較例I :將實(shí)施例同一來(lái)源的作物秸桿和污水廠的污泥混合均勻，使混合物料的含水率為 63. 21%，C/N為25. I，不添加礦化垃圾，以0. 4L/(min. kg)的速率按實(shí)施例相同方式進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)供氧，一次發(fā)酵完畢后按實(shí)施例相同方式進(jìn)行二次發(fā)酵，整個(gè)堆肥過(guò)程中每隔一天取樣一次。按本發(fā)明在城市污泥中添加礦化垃圾進(jìn)行堆肥，無(wú)論是腐殖質(zhì)生成量還是堆肥產(chǎn)品總氮含量均優(yōu)于不添加礦化垃圾的普通堆肥，其反應(yīng)效果如圖I、圖2所示。堆肥初期，堆料中主要發(fā)生著礦化作用，有機(jī)質(zhì)不斷被降解，物料中腐殖質(zhì)含量減少。從圖I可以看到,添加礦化垃圾的實(shí)施例中腐殖質(zhì)的礦化速度大于不添加礦化垃圾的比較例，這是由于礦化垃圾中含有大量的活性酶和微生物，有機(jī)質(zhì)降解速度快，腐殖質(zhì)礦化率高，在堆肥的中后期，易降解的有機(jī)物大部分已被降解，微生物開(kāi)始利用難降解的纖維素、木質(zhì)素類物質(zhì)，同時(shí)合成腐殖質(zhì)，使腐殖質(zhì)的含量呈明顯增加的態(tài)勢(shì)。添加礦化垃圾的堆肥反應(yīng)速度快，腐殖質(zhì)生成合成率高不添加礦化垃圾堆肥后腐殖質(zhì)的含量增加了
13.56%，添加礦化垃圾堆肥后腐殖質(zhì)增加了 48. 67%，添加礦化垃圾比不添加礦化垃圾堆肥后腐殖質(zhì)含量提高了 33. I %，即添加礦化垃圾可以有效增加堆肥物料中腐殖質(zhì)含量，提聞堆肥品質(zhì)。添加礦化垃圾后，堆肥初期總氮的損失率小于不添加礦化垃圾，在堆肥后期，添加礦化垃圾總氮的含量顯著大于不添加礦化垃圾，不添加礦化垃圾堆肥后總氮增加了 29. 57%，而添加礦化垃圾總氮增加了 79. 46%，添加礦化垃圾比不添加礦化垃圾堆肥后總氮提高了 48. 89%即添加礦化垃圾大大降低了堆肥尾氣NH3排放，增加了堆料中總氮含量， 提高了堆肥肥效
權(quán)利要求
1.一種添加礦化垃圾的污泥堆肥方法，其主要步驟包括A)將秸桿、污泥和礦化垃圾混合均勻，調(diào)節(jié)混合物含水率為質(zhì)量比45%-65%后，在攤平的混合物表面鋪設(shè)一層礦化垃圾，強(qiáng)制通風(fēng)供氧方式進(jìn)行第一次堆肥發(fā)酵；B)將發(fā)酵后的下層堆肥混合物與上層礦化垃圾再混合均勻，調(diào)節(jié)含水率為質(zhì)量比 45% -50%進(jìn)行第二次發(fā)酵，期間翻堆，至堆肥達(dá)到腐熟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，混合物的C/N比為25-30 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，步驟A中混合時(shí)礦化垃圾含量按干重計(jì)占總重量的8% -16%，在混合物表面鋪設(shè)的礦化垃圾含量按干重計(jì)占總重量的2% -4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，第一次堆肥發(fā)酵是在反應(yīng)倉(cāng)中進(jìn)行，第二次發(fā)酵是堆成條垛形于遮雨條件下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，步驟A中的通風(fēng)供氧是采用間歇式通風(fēng)供氧方式進(jìn)行，當(dāng)出口氧濃度高于18%時(shí)停止供氧，當(dāng)出口氧濃度低于10%時(shí)開(kāi)始供氧。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，礦化垃圾為其中易降解物質(zhì)完全降解或接近完全降解，并剔除了塑料、金屬、橡膠、石子的能通過(guò)20_篩的粒狀物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，秸桿為玉米秸桿、稻草或麥桿，其長(zhǎng)度為 2_4cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污泥堆肥方法，其中，城市污泥為污水處理廠的生污泥或消化污泥。
全文摘要
一種添加礦化垃圾的污泥堆肥方法，其主要步驟包括A)將秸稈、污泥和礦化垃圾混合均勻，調(diào)節(jié)含水率為質(zhì)量比45％-65％后，攤平并在混合物表面鋪設(shè)一層礦化垃圾，強(qiáng)制通風(fēng)供氧方式進(jìn)行第一次堆肥發(fā)酵；B)將發(fā)酵后下層堆肥與上層礦化垃圾再混合均勻，調(diào)節(jié)含水率為質(zhì)量比45％-50％進(jìn)行第二次發(fā)酵，期間翻堆，至堆肥達(dá)到腐熟。本發(fā)明通過(guò)以廢治廢、協(xié)同控制，同時(shí)處理了污泥和礦化垃圾，將其堆肥進(jìn)行資源化利用。此外，該方法將礦化垃圾作為污泥堆肥的微生物接種劑和保氮材料，在加速堆肥發(fā)酵過(guò)程的同時(shí)提高了堆肥產(chǎn)品中氮含量，降低了堆肥成本，提高了堆肥產(chǎn)品品質(zhì)。
文檔編號(hào)C05F17/00GK102617200SQ20121007299
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者何小松, 姜永海, 席北斗, 張進(jìn)保, 李丹, 潘紅衛(wèi) 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院