申请日2017.05.03
公开(公告)日2017.08.25
IPC分类号C05F17/02; C05F7/00; C05F17/00; C02F11/02
摘要
本发明提供了一种生活污泥的好氧堆肥方法，其能解决现有好氧堆肥方法一次腐熟周期长、污泥减量化效果差的技术问题。该方法包括以下步骤，步骤一、添加调理剂对污泥进行调质后进行深度脱水处理，获得泥饼;步骤二，对泥饼进行破碎处理，获得泥饼颗粒;步骤三、将泥饼颗粒进行堆制发酵处理;其特征在于：调理剂包括固化剂和助滤剂，固化剂和助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,固化剂按质量分数计包括5%‑15%焚烧炉渣、50%‑70%电石渣和20%‑35%脱硫石膏，助滤剂为多孔生物质材料。另外，本发明还提供了用于实现上述方法的生活污泥的好氧堆肥系统。
权利要求书
1.一种生活污泥的好氧堆肥方法，其包括以下步骤，步骤一、添加调理剂对污泥进行调质后进行深度脱水处理，获得泥饼;步骤二，对泥饼进行破碎处理，获得泥饼颗粒;步骤三、将泥饼颗粒进行堆制发酵处理;其特征在于：所述调理剂包括固化剂和助滤剂，所述固化剂和所述助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,所述固化剂按质量分数计包括5%-15%焚烧炉渣、50%-70%电石渣和20%-35%脱硫石膏，所述助滤剂为多孔生物质材料。
2.根据权利要求1所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：步骤一中，所述多孔生物质材料包括下述任一一种或几种物料：锯末、竹粉、菇渣、活性炭、草木灰、植物种子或果实核壳。
3.根据权利要求2所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：所述多孔生物质材料为颗粒状物料，粒径大小为0.1mm~0.15mm。
4.根据权利要求2所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：步骤一具体如下，
首先，调节污泥固含量，以形成初始泥浆，所述初始泥浆的固含量为3%-10%;
其次，向所述初始泥浆中依次投加助滤剂和固化剂进行调质，并分别搅拌混合，所述搅拌混合的转速为100r/min，时间为15min;
然后，将调质后的污泥输送至板框压滤机，保持压力≤0.8Mpa，进料40min，保持压力≤1.8Mpa，鼓膜压榨40min-50min，卸压，获得泥饼，所述泥饼的含水率为55%-65%，pH值为8.0~8.5。
5.根据权利要求4所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：将城镇污水处理厂产生的含水率95%-99.2%的浓缩污泥及含水率80%-85%的初次脱水污泥进行混合，形成初始泥浆。
6.根据权利要求1所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：步骤二中，将泥饼输送至破碎装置进行破碎，破碎后的泥饼颗粒的粒径大小为45mm-60mm。
7.根据权利要求1所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：步骤三具体如下，
首先，对泥饼颗粒进行堆料处理，堆体尺寸为4.5m×1.5m×1.5m(长×宽×高);
其次，进行一次腐熟，直至堆体温度不再上升，一次腐熟后物料pH为7.2-7.6，含水率为40%-50%，污泥干基中，全氮为1.58%-1.7%，全磷为2.72%-2.9%，全钾为0.43%-0.85%;
然后，进行二次腐熟，直至物料表观黄褐色且散发出土腥味，二次腐熟后物料pH为6.5-8，含水率为30%-38%，污泥干基中，全氮1.6%-2.0%，全磷2.72%-3.2%，全钾0.4%-0.83%。
8.根据权利要求7所述的一种生活污泥的好氧堆肥方法，其特征在于：所述一次腐熟，当堆体温度>60℃时，进行翻抛或增加曝气量，一次腐熟过程中氧气供给量≥0.45m3/m3.h。
9.用于实现如权利要求1所述方法的生活污泥的好氧堆肥系统，其特征在于：其包括顺次连接的泥浆调理装置(10)、压滤装置、破碎装置(18)和氧发酵装置，所述泥浆调理装置(10)的罐体内设置有搅拌器(9)，其还包括分别与所述泥浆调理装置(10)连接的污泥存储装置和助滤剂存储装置(1)和固化剂存储装置(2)。
10.根据权利要求9所述的生活污泥的好氧堆肥系统，其特征在于：所述污泥存储装置包括初次脱水污泥存储装置(5)和水厂浓缩污泥存储装置(6);
所述压滤装置包括第一板框压滤机(12)和第二板框压滤机(13);
所述好氧发酵装置包括第一好氧发酵罐(20)和第二好氧发酵罐(22);
所述初次脱水污泥存储装置(5)的出料口通过无轴提升泵(8)连接所述泥浆调理装置(10)的污泥入料口，所述水厂浓缩污泥存储装置(6)的出料口通过螺杆泵(7)连接所述泥浆调理装置(10)的污泥入料口，所述助滤剂存储装置(1)的出料口和固化剂存储装置(2)的出料口分别通过计重螺旋固体加药器(3、4)连接所述泥浆调理装置(10)的药剂入料口，所述泥浆调理装置(10)的出料口通过螺杆泵(11)分别连接第一板框压滤机(12)的入料口和第二板框压滤机(13)的入料口，所述第一板框压滤机(12)的滤液出料口和第二板框压滤机(13)的滤液出料口分别通过回流泵(14)连接所述泥浆调理装置(10)的稀释用水入料口，所述第一板框压滤机(12)的泥饼出料口和第二板框压滤机(13)的泥饼出料口分别通过皮带输送装置(15)连接提升料斗(16)的入料口，所述提升料斗(16)的出料口通过皮带输送装置(17)连接破碎装置(18)的入料口，所述破碎装置(18)的出料口通过皮带输送装置(19)连接第一好氧发酵罐(20)的入料口，所述第一好氧发酵罐(20)的出料口通过皮带输送装置(21)连接第二好氧发酵罐(22)的入料口。
说明书
一种生活污泥的好氧堆肥方法及其系统
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，尤其涉及污泥的资源化利用技术领域，具体涉及一种生活污泥的好氧堆肥方法及其系统。
背景技术
随着城市化进程的加快、人口的集中，城市生活污水的产生量逐年上升，作为污水处理的副产物—污泥的产生量也随之形成递增式的增长。面对日益严峻的环境压力及工业化快速发展带来的能源短缺问题，资源化利用--即将污泥进行减量化和稳定化的同时，尽可能的将其中的有用成分---主要是碳源、氮源进行合理利用，成为当前污泥处置方式的研究热点。
好氧堆肥是污泥资源化利用中常用的技术方法，根据脱水程度的不同，主要分为两种：方法一采用初步脱水，其包括两个步骤，步骤一、对污泥进行初次脱水处理，步骤二、对初次脱水后的污泥进行堆制发酵处理;初次脱水处理后的污泥的含水量约为80%，脱水后污泥中C/N比值较低，含水率高且透气性差，需要在步骤二中添加大量辅料对原料污泥的C/N比值、含水率以及透气性进行调整，污泥堆肥资源化处置时，一次腐熟周期长，长达20天~40天，而且污泥减量水平小于15%，减量化效果不明显。方法二采用深度脱水，其包括三个步骤，步骤一、添加调理剂对污泥进行调质后进行深度脱水处理，获得泥饼;步骤二，对泥饼进行破碎处理，获得泥饼颗粒;步骤三、将泥饼颗粒进行堆制发酵处理;深度脱水处理后的污泥含水量为55%~65%。虽然泥饼含水率降低，并且通过对泥饼进行破碎处理，以提高透气性，但一次腐熟周期仍然需要15天~30天，污泥减量化水平仅达到40%-45%。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种生活污泥的好氧堆肥方法，其能解决现有好氧堆肥方法一次腐熟周期长、污泥减量化效果差的技术问题。
其技术方案是这样的，一种生活污泥的好氧堆肥方法，其包括以下步骤，步骤一、添加调理剂对污泥进行调质后进行深度脱水处理，获得泥饼;步骤二，对泥饼进行破碎处理，获得泥饼颗粒;步骤三、将泥饼颗粒进行堆制发酵处理;其特征在于：所述调理剂包括固化剂和助滤剂，所述固化剂和所述助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,所述固化剂按质量分数计包括5%-15%焚烧炉渣、50%-70%电石渣和20%-35%脱硫石膏，所述助滤剂为多孔生物质材料。
进一步的，步骤一中，所述多孔生物质材料包括下述任一一种或几种物料：锯末、竹粉、菇渣、活性炭、草木灰、植物种子或果实核壳。
更进一步的，所述多孔生物质材料为颗粒状物料，粒径大小为0.1mm~0.15mm。
进一步的，步骤一具体如下，
首先，调节污泥固含量，以形成初始泥浆，所述初始泥浆的固含量为3%-10%;
其次，向所述初始泥浆中依次投加助滤剂和固化剂进行调质，并分别搅拌混合，所述搅拌混合的转速为100r/min，时间为15min;
然后，将调质后的污泥输送至板框压滤机，保持压力≤0.8Mpa，进料40min，保持压力≤1.8Mpa，鼓膜压榨40min-50min，卸压，获得泥饼，所述泥饼的含水率为55%-65%、pH值为8.0~8.5。
更进一步的，将城镇污水处理厂产生的含水率95%-99.2%的浓缩污泥及含水率80%-85%的初次脱水污泥进行混合，形成初始泥浆。
进一步的，步骤二中，将泥饼输送至破碎装置进行破碎，破碎后的泥饼颗粒的粒径大小为45mm-60mm。
进一步的，步骤三具体如下，
首先，对泥饼颗粒进行堆料处理，堆体尺寸为4.5m×1.5m×1.5m(长×宽×高);
其次，进行一次腐熟，直至堆体温度不再上升，一次腐熟后物料pH为7.2-7.6，含水率为40%-50%，污泥干基中，全氮为1.58%-1.7%，全磷为2.72%-2.9%，全钾为0.43%-0.85%;
然后，进行二次腐熟，直至物料表观黄褐色且散发出土腥味，二次腐熟后物料pH为6.5-8，含水率为30%-38%，污泥干基中，全氮1.6%-2.0%，全磷2.72%-3.2%，全钾0.4%-0.83%。
更进一步的，所述一次腐熟，当堆体温度>60℃时，进行翻抛或增加曝气量，一次腐熟过程中氧气供给量≥0.45m3/m3.h。
另外，本发明还提供了用于实现上述方法的生活污泥的好氧堆肥系统，其特征在于：其包括顺次连接的泥浆调理装置、压滤装置、破碎装置和好氧发酵装置，所述泥浆调理装置的罐体内设置有搅拌器，其还包括分别与所述泥浆调理装置连接的污泥存储装置、助滤剂存储装置和固化剂存储装置。
进一步的，所述污泥存储装置包括初次脱水污泥存储装置和水厂浓缩污泥存储装置;
所述压滤装置包括第一板框压滤机和第二板框压滤机;
所述好氧发酵装置包括第一好氧发酵罐和第二好氧发酵罐;
所述初次脱水污泥存储装置的出料口通过无轴提升泵连接所述泥浆调理装置的污泥入料口，所述水厂浓缩污泥存储装置的出料口通过螺杆泵连接所述泥浆调理装置的污泥入料口，所述助滤剂存储装置的出料口和固化剂存储装置的出料口分别通过计重螺旋固体加药器连接所述泥浆调理装置的药剂入料口，所述泥浆调理装置的出料口通过螺杆泵分别连接第一板框压滤机的入料口和第二板框压滤机的入料口，所述第一板框压滤机的滤液出料口和第二板框压滤机的滤液出料口分别通过回流泵连接所述泥浆调理装置的稀释用水入料口，所述第一板框压滤机的泥饼出料口和第二板框压滤机的泥饼出料口分别通过皮带输送装置连接提升料斗的入料口，所述提升料斗的出料口通过皮带输送装置连接破碎装置的入料口，所述破碎装置的出料口通过皮带输送装置连接第一好氧发酵罐的入料口，所述第一好氧发酵罐的出料口通过皮带输送装置连接第二好氧发酵罐的入料口。
本发明的好氧堆肥方法，其采用多孔结构的固化剂和助滤剂作为复配调理剂，能够结合污泥颗粒，形成坚硬的网格结构，在高压作用下仍然能形成抗压缩性强的滤饼，保持滤水通道的通畅，从而利于固液分离，而且助滤剂为多孔生物质材料，能够作为碳源、氮源添加以调整污泥的C/N比值和透气性，避免后续发酵过程中辅料的添加，简化方法;同时，本发明对固化剂的投加量和配比组成进行了优化，将固化剂和助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,固化剂按质量分数计包括5%-15%焚烧炉渣、50%-70%电石渣和20%-35%脱硫石膏，助滤剂为多孔生物质材料，使得一次腐熟周期缩短为7天-15天，减量化水平提高至50%以上。
本发明的上述好氧堆肥系统，其能减少人工需求，降低劳动强度，而且能够确保生产连续性，提高工业化水平;压滤装置包括第一板框压滤机和第二板框压滤机，当第一板框压滤机实行进料操作时，第二板框压滤机能够实行压榨操作，两者交替运行能够实现进料和压榨的同步操作，进一步确保生产连续性;第一板框压滤机和第二板框压滤机的滤液出口通过回流泵连接泥浆调理装置，能够对滤液实施有效利用，降低水资源的消耗，同时第一板框压滤机和第二板框压滤机的交替运行，能够实现滤液的连续供给，更进一步确保生产连续性。
