污水廠脫水污泥與粉煤灰混合好氧發(fā)酵制取營養(yǎng)土的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種污水廠脫水污泥與粉煤灰混合好氧發(fā)酵制取營養(yǎng)土的方法，污泥和粉煤灰混合的質(zhì)量比例為1:0.7-1:1.。本發(fā)明提出的方法，可以有效的減少污泥和粉煤灰分別對(duì)環(huán)境造成的危害。污水廠脫水污泥和粉煤灰，對(duì)于市政部門來說都是當(dāng)前面臨的主要難題，難以尋求很好的處理措施。而將二者結(jié)合起來制作成營養(yǎng)土，則一舉解決了兩個(gè)難題。1噸脫水污泥可以消納0.7到1噸左右的粉煤灰。
【專利說明】污水廠脫水污泥與粉煤灰混合好氧發(fā)酵制取營養(yǎng)土的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于有機(jī)肥料制備領(lǐng)域，具體涉及一種好氧發(fā)酵制備有機(jī)肥料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]污水廠脫水污泥，目前有多種處置工藝，其中好氧發(fā)酵工藝最近應(yīng)用逐漸增加。污泥好氧發(fā)酵，主要是將含水率在80%左右的脫水污泥，與適量的輔料混合，使其含水率降至60%以下，并使污泥的黏滯性大幅度降低，形成比較松散的顆粒狀固態(tài)堆料，在這種狀態(tài)下，對(duì)堆體進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，污泥中的好氧發(fā)酵菌可以很快形成生長優(yōu)勢(shì)，這些菌能夠?qū)ξ勰嘀衅渌N類的有機(jī)物形成快速分解的作用，同時(shí)釋放大量的熱量，使堆體溫度升高，在高溫作用下更加快污泥中微生物細(xì)胞的破壁過程，使胞內(nèi)水大量釋放，同時(shí)在高溫的作用下蒸發(fā)到空氣中。發(fā)酵過程中有機(jī)物得以快速分解，水分得以快速蒸發(fā)，從而不僅使污泥中的有機(jī)成分迅速減少，同時(shí)含水率也進(jìn)一步降低。通過這一過程，不僅實(shí)現(xiàn)了污泥含水率降低至40%左右，同時(shí)發(fā)酵后的產(chǎn)物已經(jīng)形成有利于植物生長的多種營養(yǎng)成分，如腐殖土等，可以作為園林綠化用土，或者在各種有害成分經(jīng)檢測(cè)符合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)作為農(nóng)田營養(yǎng)土使用。
[0003]目前用于作為污泥好氧發(fā)酵輔料的常用材料有秸桿、木屑、棉柴、園林綠化廢料等物，但這些物質(zhì)供應(yīng)可能不夠穩(wěn)定，價(jià)格也并不便宜。比如，目前秸桿是堆肥的主要輔料來源，但市面上供應(yīng)的秸桿一般每噸要三百元以上，而作為輔料摻混每噸污泥需秸桿量約為
0.3噸左右，僅此一項(xiàng)每噸污泥的處理成本就需要100元以上。木屑、棉柴等的費(fèi)用也與秸桿大體相當(dāng)。園林綠化廢料用作輔料的季節(jié)性很強(qiáng)，因而供應(yīng)能力不夠可靠。
[0004]粉煤灰是一般火電廠在燃煤過程中產(chǎn)生的廢棄物，一般5噸燃煤可以產(chǎn)生I噸左右的粉煤灰，其產(chǎn)量大而且穩(wěn)定，但其處理也是一個(gè)難題，目前許多專家學(xué)者都在積極研究粉煤灰的處理問題，有研究用粉煤灰制磚、鋪設(shè)路基、制作水泥等各種去向。也有學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，粉煤灰中含有大量土壤中缺乏的有益成分，如硅酸鹽等，這些成分可以作為肥料使用，另外，粉煤灰中的硅酸鹽、硫酸鹽等成分，可以對(duì)一些重金屬物質(zhì)起到鈍化的作用，在某些肥料中添加粉煤灰，可以使土壤中可能存在的重金屬對(duì)農(nóng)作物影響的有效性大為降低，從而減少重金屬在農(nóng)作物體內(nèi)的富集，因而，將粉煤灰適當(dāng)?shù)氖┯糜谵r(nóng)田也是一個(gè)重要方向。
[0005]但不管怎樣使用，粉煤灰的產(chǎn)生量仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其可能予以應(yīng)用的量，因而，粉煤灰的去向仍然是各地市政部門要解決的一個(gè)重要問題。污水廠脫水污泥，電廠或鍋爐粉煤灰，二者都是市政部門的廢棄物，目前其帶來的處置難度越來越受到政府和業(yè)界的重視。注意到二者的有益成分可以相輔相成、有害因素可以相互抵消，本發(fā)明中將二者混合，進(jìn)行好氧發(fā)酵處理，產(chǎn)品即可以成為有益于農(nóng)林部門使用的營養(yǎng)土，也可以應(yīng)用于對(duì)我國大量鹽堿地進(jìn)行改造，不僅有效的解決了兩種廢棄物的處置難題，而且還使兩種廢棄物轉(zhuǎn)化為有益的產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)本領(lǐng)域研究方面之不足，本發(fā)明的目的是提出一種污水廠脫水污泥與粉煤灰混合好氧發(fā)酵制取營養(yǎng)土的方法。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:
[0008]一種污水廠脫水污泥與粉煤灰混合好氧發(fā)酵制取營養(yǎng)土的方法，污泥和粉煤灰混合的質(zhì)量比例為1:0.7-1:1。
[0009]本發(fā)明所述的方法，包括步驟:
[0010]I)污泥和粉煤灰的質(zhì)量比例為1:0.7-1: 1，加入混料機(jī)混合，混合后的物料含水率為55-65%，物料狀態(tài)蓬松，空隙豐富，在強(qiáng)制通風(fēng)或翻堆的作用下可使空氣與物料充分接觸。
[0011]2)步驟I)混合后的物料均勻碼垛，垛高Im-L 5m,垛寬3_8m，垛體邊緣碼成40-50度斜角，堆垛上覆蓋防水透氣膜；
[0012]3)堆垛下布設(shè)空氣擴(kuò)散管，采用風(fēng)機(jī)通過擴(kuò)散管向堆垛中供氣，以提供微生物好氧發(fā)酵過程的供氧；
[0013]4)經(jīng)過12-18天發(fā)酵，發(fā)酵后的產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)垛翻堆晾曬，晾曬時(shí)間為8-11天。以進(jìn)一步降低含水率，使產(chǎn)品更適于做為營養(yǎng)土使用。
[0014]其中，所述步驟2)中，混合后的物料可以在發(fā)酵槽中發(fā)酵，在發(fā)酵槽中物料的堆高控制在1-1.5m,槽寬在5-8m,適度較寬的槽寬可以便于裝載機(jī)在槽內(nèi)通行作業(yè),長度根據(jù)場(chǎng)地情況自由決定。將混合后的物料在發(fā)酵堆場(chǎng)發(fā)酵，則堆高控制在lm-1.5m左右,每條垛寬度可設(shè)置為3-5m，長度根據(jù)場(chǎng)地情況決定。
[0015]堆垛碼好或發(fā)酵槽裝填完畢后以防水透氣膜予以覆蓋，以保證發(fā)酵過程中水分能夠透過防水透氣膜蒸發(fā)到空氣中，防水透氣膜還能夠有效的攔截可產(chǎn)生臭味的分子，使透過膜進(jìn)入空氣中的氣體不含有臭味分子，保證工作現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量良好。防水透氣膜同時(shí)也可以防止雨水或融雪水進(jìn)入堆垛中，保證發(fā)酵過程中含水率的穩(wěn)定降低。
[0016]其中，所述污水廠脫水污泥取自污水處理系統(tǒng)的二沉池，含水率70-82%。
[0017]所述粉煤灰為燃煤電廠排放的固體廢棄物，主要成分包括S12L 30?65.76%(質(zhì)量比例，下同)、Al2O3L 59 ?40.12%, Fe2O3L 50 ?6.22%，CaO 1.44 ?16.80%, MgO
1.20 ?3.72%，SO3L 00 ?6.00%、Na2O 1.10 ?4.23%和 K2O 1.02 ?2.14%。燃煤電廠的各類粉煤灰均可應(yīng)用于本發(fā)明。
[0018]其中，脫水污泥I立方米的重量約為I噸，I立方米粉煤灰的重量約為700公斤到I噸，混合后的含水率下降至60%左右。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟I)中使用犁刀式混料機(jī)進(jìn)行混料，混料時(shí)間1.5-3分鐘，混合后的物料狀態(tài)蓬松，空隙豐富，在強(qiáng)制通風(fēng)或翻堆的作用下可使空氣與物料充分接觸。
[0020]其中，所述步驟2)中，空氣通入的體積比例為每立方米物料的通風(fēng)量為0.025-0.1mVmin,
[0021]可根據(jù)堆體溫度測(cè)定儀和氧份測(cè)定儀的檢測(cè)情況確定供風(fēng)時(shí)間及供風(fēng)間隔，例如，可以是每小時(shí)通風(fēng)8-12min。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1、可以有效的減少污泥和粉煤灰分別對(duì)環(huán)境造成的危害。污水廠脫水污泥和粉煤灰，對(duì)于市政部門來說都是當(dāng)前面臨的主要難題，難以尋求很好的處理措施。而將二者結(jié)合起來制作成營養(yǎng)土，則一舉解決了兩個(gè)難題。I噸脫水污泥可以消納0.7到I噸左右的粉煤灰。
[0024]2、污泥和粉煤灰中，都分別含有可以作為肥料的有益成分，但如果分別使用，都需要經(jīng)過一定的處理過程，需要增加大量的投資，而將二者混合發(fā)酵制成營養(yǎng)土，則使二者的有益成分可以在微生物的作用下天然的結(jié)合到一起，成為易于被植物吸收的有機(jī)肥料，這項(xiàng)成果，將對(duì)農(nóng)林業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。
[0025]3、污泥和粉煤灰混合發(fā)酵的產(chǎn)品，可以有效的對(duì)鹽堿土進(jìn)行改良。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國鹽堿土地面積總數(shù)與可耕地面積的總數(shù)大體相當(dāng)，如能對(duì)鹽堿土進(jìn)行改良，將使我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展獲得更大的空間。而這種產(chǎn)品，直接投放到鹽堿土地上，同時(shí)對(duì)該地進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理，可以輕易的將鹽堿土改良成農(nóng)林綠化用土。
[0026]4、降低了各自的處理成本。目前，污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵的處理費(fèi)用每噸約200元左右，其中輔料的成本就可達(dá)100元以上。而采用與粉煤灰混合堆肥的方式后，因二者均屬于廢棄物，如果能夠得到有關(guān)部門的有效協(xié)調(diào)，則噸泥處理成本即可降到100元以下，可以認(rèn)為是目前價(jià)格最低的污泥處理方式。

【具體實(shí)施方式】
[0027]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0028]實(shí)施例1:
[0029]將脫水污泥(含水率76 % )和粉煤灰以質(zhì)量比1:1的比例混合?；旌虾蟮暮氏陆抵?0%?；旌线^程需使用犁刀式混料機(jī)，混合時(shí)間2min。將混合后的物料運(yùn)送至發(fā)酵堆場(chǎng)，均勻的碼成堆垛，堆高控制在1.5m，每條垛寬度設(shè)置為5m，長度10m。堆垛側(cè)面碼成傾斜角45度。
[0030]堆垛碼好或發(fā)酵槽裝填完畢后以防水透氣膜材料予以覆蓋，以保證發(fā)酵過程中水分能夠透過膜材料蒸發(fā)到空氣中，膜材料還能夠有效的攔截可產(chǎn)生臭味的分子，使透過膜進(jìn)入空氣中的氣體不含有臭味分子，保證工作現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量良好。
[0031]堆垛的通風(fēng)采用在下部埋設(shè)穿孔管的方式，另備風(fēng)機(jī)通過穿孔管對(duì)堆垛定期進(jìn)行通風(fēng)曝氣，以確保堆垛中的氧氣充足。通風(fēng)量0.05m3/min,每小時(shí)通風(fēng)8min。
[0032]混合后的物料由于粉煤灰含有大量堿性物質(zhì)，其堿度很高，可以有效地殺滅蟲卵，但堆體中的大部分好氧發(fā)酵菌能夠存活，并在隨后堆放過程中快速生長，開始發(fā)酵過程，發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量有機(jī)酸，使堆體中的堿性迅速下降，經(jīng)測(cè)定，發(fā)酵約三天后，堆體的堿性消失，同時(shí)堆體溫度迅速上升，發(fā)酵溫度最高達(dá)到58度。經(jīng)過15天的發(fā)酵過程，堆體的溫度下降至35度，發(fā)酵過程基本結(jié)束，堆體的含水率下降至40%，發(fā)酵后的產(chǎn)物性質(zhì)穩(wěn)定，無臭味，不僅污泥原有的粘滯性完全消失，粉煤灰原有的粉末狀態(tài)也完全消失了，整堆物料形成有機(jī)結(jié)合的松散土壤狀態(tài)。
[0033]用裝載機(jī)等設(shè)施將發(fā)酵后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到另外一處繼續(xù)堆垛或裝填入槽，進(jìn)行后續(xù)的翻堆晾曬，轉(zhuǎn)移過程和后續(xù)的翻堆晾曬過程可以進(jìn)一步降低物料中的水分，經(jīng)過十天的翻堆和晾曬過程，含水率降低至30%。將產(chǎn)品進(jìn)行小麥種子發(fā)芽率實(shí)驗(yàn)，發(fā)芽率指標(biāo)達(dá)到80%，完全滿足營養(yǎng)土的使用要求(通常營養(yǎng)土發(fā)芽率應(yīng)超過60% )。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]將脫水污泥(含水率79% )和粉煤灰以體積比1:0.9的質(zhì)量比例混合。混合后的含水率下降至55%?；旌线^程需使用犁刀式混料機(jī)，混合時(shí)間3min。
[0036]混合后的物料放在發(fā)酵槽中發(fā)酵，在發(fā)酵槽中物料的堆高控制在1.5m，槽寬8m，長度12m。
[0037]堆垛碼好或發(fā)酵槽裝填完畢后以防水透氣膜材料予以覆蓋，以保證發(fā)酵過程中水分能夠透過膜材料蒸發(fā)到空氣中，膜材料還能夠有效的攔截可產(chǎn)生臭味的分子，使透過膜進(jìn)入空氣中的氣體不含有臭味分子，保證工作現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量良好。
[0038]堆垛的通風(fēng)采用在下部埋設(shè)穿孔管的方式，另備風(fēng)機(jī)通過穿孔管對(duì)堆垛定期進(jìn)行通風(fēng)曝氣。發(fā)酵過程中需輔之以翻堆或鼓風(fēng)通氣，以確保堆垛中的氧氣充足。通風(fēng)量0.05m3/min,每小時(shí)通風(fēng) lOmin。
[0039]混合后的物料由于粉煤灰含有大量堿性物質(zhì)，其堿度很高，可以有效地殺滅蟲卵，但堆體中的大部分好氧發(fā)酵菌能夠存活，并在隨后堆放過程中快速生長，開始發(fā)酵過程，發(fā)酵過程中產(chǎn)生大量有機(jī)酸，使堆體中的堿性迅速下降，經(jīng)測(cè)定，發(fā)酵約三天后，堆體的堿性消失，同時(shí)堆體溫度迅速上升，發(fā)酵溫度達(dá)58度。經(jīng)過15天的發(fā)酵過程，堆體的溫度下降至35 0C，發(fā)酵過程基本結(jié)束，堆體的含水率下降至40%，發(fā)酵后的產(chǎn)物性質(zhì)穩(wěn)定，無臭味，不僅污泥原有的粘滯性完全消失，粉煤灰原有的粉末狀態(tài)也完全消失了，整堆物料形成有機(jī)結(jié)合的松散土壤狀態(tài)。
[0040]用裝載機(jī)等設(shè)施將發(fā)酵后的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到另外一處繼續(xù)堆垛或裝填入槽，進(jìn)行后續(xù)的翻堆晾曬，轉(zhuǎn)移過程和后續(xù)的翻堆晾曬過程可以進(jìn)一步降低物料中的水分，經(jīng)過十天的翻堆和晾曬過程，含水率降低至30%。將產(chǎn)品進(jìn)行小麥種子發(fā)芽率實(shí)驗(yàn)，發(fā)芽率80%。
[0041]以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種污水廠脫水污泥與粉煤灰混合好氧發(fā)酵制取營養(yǎng)土的方法，其特征在于，污泥和粉煤灰混合的質(zhì)量比例為1: 0.7-1:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括步驟: 1)污泥和粉煤灰的質(zhì)量比例為1:0.7-1:1，加入混料機(jī)混合，混合后的物料含水率為55-65% ； 2)步驟I)混合后的物料均勻碼垛，垛高lm-1.5m,垛寬3_8m，垛體邊緣碼成40-50度斜角，堆垛上覆蓋防水透氣膜； 3)堆垛下布設(shè)空氣擴(kuò)散管，采用風(fēng)機(jī)通過擴(kuò)散管向堆垛中供氣，以提供微生物好氧發(fā)酵過程的供氧； 4)經(jīng)過12-18天發(fā)酵，發(fā)酵后的產(chǎn)物進(jìn)行轉(zhuǎn)垛翻堆晾曬，晾曬時(shí)間為8-11天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述污水廠脫水污泥取自污水處理系統(tǒng)的二沉池，含水率70-82% ；1立方米脫水污泥的重量為950-1100公斤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粉煤灰I立方米的重量為700公斤-1000公斤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟I)中使用犁刀式混料機(jī)進(jìn)行混料，混料時(shí)間1.5-3分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，空氣通入的體積比例為每立方米物料的通風(fēng)量為0.025-0.lm3/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，空氣通入的時(shí)間為:每小時(shí)通風(fēng)8-12min。
【文檔編號(hào)】C05F17/00GK104370593SQ201410570911
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】王旭, 李星文, 葛志強(qiáng), 袁琳, 劉俊紅 申請(qǐng)人:浦華環(huán)保有限公司, 紫光環(huán)保有限公司