申请日：2018.09.21
公开（公告）：日 2018.11.16
IPC分类号：C05G3/00; C05F17/00; C05F17/02
摘要：
本发明提供了一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其能解决菌剂在污泥中的均匀化分布程度不足，影响后续好氧发酵的周期的技术问题。一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于，其包括以下步骤：1、向污泥中添加调节辅料、骨料，并将调节辅料、骨料和污泥混合均匀，骨料为多孔结构的陶粒，陶粒表面和内部孔隙附着有菌剂;2、好氧发酵，物料腐熟;3、物料通过筛分将骨料和腐熟物料分离。菌剂通过骨料承载，由于骨料为多孔结构的陶粒，个体相对独立，不会被辅料或污泥吸收，能够通过混合使得骨料、调节辅料和污泥三者均匀分布，进而实现菌的分布均匀，并且提高了堆肥初期的发酵温度，延长高温持续时间，进而促进堆肥快速腐熟，缩短堆肥好氧发酵周期。
权利要求书
1.一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于，其包括以下步骤：1、向污泥中添加调节辅料、骨料，并将调节辅料、骨料和污泥混合均匀，所述骨料为多孔结构的陶粒，所述陶粒表面和内部孔隙附着有菌剂;2、好氧发酵，物料腐熟;3、物料通过筛分将骨料和腐熟物料分离。
2.根据权利要求1所述的一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于：步骤1中污泥为含水率80%的脱水污泥，所述调节辅料为经过汽爆处理、含水率15%的菇渣或/和木屑，调节辅料、骨料和污泥混匀后总物料的碳氮比为15~20、含水率为60%~65%。
3.根据权利要求1所述的一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于：步骤1中的骨料占总物料体积的20%，所述骨料的堆积密度为200 kg/m3-300kg/m3、粒径为20mm。
4.根据权利要求3所述的一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于：步骤1中的陶粒经过菌剂喷淋，菌剂的喷淋量为总物料质量的2‰。
5.根据权利要求1所述的一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于：步骤2中，好氧发酵方式采用槽式，供氧量为0.04m3/m3·min，并翻抛2~3次。
6.一种污泥好氧发酵堆肥系统，其包括污泥料仓、辅料仓、第一混料装置和发酵仓，其特征在于，其还包括骨料仓、第二混料装置、喷淋装置和筛分装置，所述骨料仓通过第一输送装置与所述第二混料装置连接，所述污泥料仓、所述辅料仓和所述第二混料装置分别通过第二输送装置与所述第一混料装置连接，所述第一混料装置、发酵仓和所述筛分装置依次通过第三输送装置连接，所述筛分装置的筛网上端连接第四输送装置输送、筛网下端与所述骨料仓通过第五输送装置连接，所述喷淋装置用于向所述第二混料装置内喷淋菌液。
7.根据权利要求6所述的一种污泥好氧发酵堆肥系统，其特征在于：所述污泥好氧发酵堆肥系统还包括汽爆装置，所述汽爆装置通过第六输送装置与所述辅料仓连接。
8.根据权利要求7所述的一种污泥好氧发酵堆肥系统，其特征在于：所述第二混料装置包括罐体、平叶式搅拌器、直线移动机构和机座，所述罐体的侧壁开设有落料孔，所述直线移动机构安装于所述机座，所述直线移动机构能够带动平叶式搅拌器沿竖向移动，当所述平叶式搅拌器的搅拌叶片移动至罐体底部时，搅拌叶片用于对物料进行搅拌混匀，当所述平叶式搅拌器的搅拌叶片移动至与落料孔平齐时，搅拌叶片用于将物料铺平并将多余物料自所述落料孔排出。
9.根据权利要求8所述的一种污泥好氧发酵堆肥系统，其特征在于：所述直线移动机构包括滑块、导轨和驱动单元，所述滑块与所述导轨滑动配合并与所述驱动单元的输出端连接，所述导轨、所述驱动单元固定于所述机座的侧部。
10.根据权利要求9所述的一种污泥好氧发酵堆肥系统，其特征在于：所述喷淋装置包括喷淋管、喷嘴、液体泵和菌液储存箱，所述喷淋管为环形并设置于所述罐体的上部，所述喷淋管上均匀安装有喷嘴，所述液体泵的输出端与所述喷淋管连接、输入端与所述菌液储存箱连接。
说明书
一种污泥好氧发酵堆肥工艺和系统
技术领域
本发明涉及污泥资源化利用领域，特别涉及一种污泥好氧发酵堆肥工艺和系统。
背景技术
在我国污泥处理处置资源化利用行业中，好氧发酵技术即俗称堆肥的技术是最具代表性的应用技术之一。中国水网的调查数据里显示，除卫生填埋外(约占67%)，堆肥是当前我国污泥处置的主要消纳方式，约占12%。
好氧堆肥是利用自然界广泛分布的细菌、真菌、放线菌等微生物以及人工培养的工程菌等，在一定的人工条件下，有控制的促进可降解有机物向稳定的腐殖质转化的过程，主要包括以下步骤：
1、添加木屑、秸秆粉等调节辅料，并通过混合机将调节辅料和污泥混匀，其中，调节辅料的作用是调节污泥的碳氮比和含水率;
2、接种复合微生物菌剂，其中，复合微生物菌剂能够提高堆肥初期的发酵温度，延长高温持续时间，加快堆肥物料的水分挥发，缩短堆肥发酵周期，促进堆肥快速腐熟;
3、好氧发酵，采用堆垛式、槽式或罐式的方法，并控制供氧。
由于污泥含水率高，粘性较大，传统好氧发酵过程中虽添加有木屑、秸秆粉等调节辅料，但仍存在物料团块化严重、存在厌氧微区，翻抛过程中易散发恶臭气体，污染工作环境;为保证堆过肥产品质量，往往会导致供氧能耗较高、堆肥产品发酵、陈化周期长。
其中，步骤2中，传统方法为菌剂随污泥混合添加，但实际操作过程中，菌剂在污泥中的均匀化分布程度不足，影响后续好氧发酵的周期。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其能解决菌剂在污泥中的均匀化分布程度不足，影响后续好氧发酵的周期的技术问题，此外，本发明还提供了一种污泥好氧发酵堆肥系统。
其技术方案是这样的，一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其特征在于，其包括以下步骤：1、向污泥中添加调节辅料、骨料，并将调节辅料、骨料和污泥混合均匀，所述骨料为多孔结构的陶粒，所述陶粒表面和内部孔隙附着有菌剂;2、好氧发酵，物料腐熟;3、物料通过筛分将骨料和腐熟物料分离。
进一步的，步骤1中污泥为含水率80%的脱水污泥，所述调节辅料为经过汽爆处理、含水率15%的菇渣或/和木屑，调节辅料、骨料和污泥混匀后总物料的碳氮比为15~20、含水率为60%~65%。
进一步的，步骤1中的骨料占总物料体积的20%，所述骨料的堆积密度为200 kg/m3-300kg/m3、粒径为20mm。
更进一步的，步骤1中的陶粒经过菌剂喷淋，菌剂的喷淋量为总物料质量的2‰。
进一步的，步骤2中，好氧发酵方式采用槽式，供氧量为0.04m3/m3·min，并翻抛2~3次。
一种污泥好氧发酵堆肥系统，其包括污泥料仓、辅料仓、第一混料装置和发酵仓，其特征在于，其还包括骨料仓、第二混料装置、喷淋装置和筛分装置，所述骨料仓通过第一输送装置与所述第二混料装置连接，所述污泥料仓、所述辅料仓和所述第二混料装置分别通过第二输送装置与所述第一混料装置连接，所述第一混料装置、发酵仓和所述筛分装置依次通过第三输送装置连接，所述筛分装置的筛网上端连接第四输送装置输送、筛网下端与所述骨料仓通过第五输送装置连接，所述喷淋装置用于向所述第二混料装置内喷淋菌液。
进一步的，所述污泥好氧发酵堆肥系统还包括汽爆装置，所述汽爆装置通过第六输送装置与所述辅料仓连接。
进一步的，所述第一输送装置、第二输送装置、第三输送装置、第四输送装置、第五输送装置和第六输送装置均为皮带输送机。
进一步的，所述第二混料装置包括罐体、平叶式搅拌器、直线移动机构和机座，所述罐体的侧壁开设有落料孔，所述直线移动机构安装于所述机座，所述直线移动机构能够带动平叶式搅拌器沿竖向移动，当所述平叶式搅拌器的搅拌叶片移动至罐体底部时，搅拌叶片用于对物料进行搅拌混匀，当所述平叶式搅拌器的搅拌叶片移动至与落料孔平齐时，搅拌叶片用于将物料铺平并将多余物料自所述落料孔排出。
更进一步的，所述直线移动机构包括滑块、导轨和驱动单元，所述滑块与所述导轨滑动配合并与所述驱动单元的输出端连接，所述导轨、所述驱动单元固定于所述机座的侧部。
更进一步的，所述驱动单元为气缸。
进一步的，所述喷淋装置包括喷淋管、喷嘴、液体泵和菌液储存箱，所述喷淋管为环形并设置于所述罐体的上部，所述喷淋管上均匀安装有喷嘴，所述液体泵的输出端与所述喷淋管连接、输入端与所述菌液储存箱连接。
本发明将菌剂通过骨料承载，由于骨料为多孔结构的陶粒，个体相对独立，不会被辅料或污泥吸收，能够通过混合使得骨料、调节辅料和污泥三者均匀分布，以实现菌的分布均匀，进而促进堆肥快速腐熟，缩短堆肥好氧发酵周期。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明的第二混料装置、喷淋装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种污泥好氧发酵堆肥工艺，其包括以下步骤：
1、向污泥中添加调节辅料、骨料，并通过第一混料装置混合均匀，混合时间为2吨/小时、搅拌转速为50转每分;
其中，污泥为含水率80%的脱水污泥，添加量为120吨;
调节辅料为经过汽爆处理的、含水率15%的菇渣，添加量为30吨，汽爆处理采用GS-QBG微机控制汽爆罐，条件为气压2.5Mpa，稳压200s，使得调节辅料中的纤维素、半纤维素和木质素得到破坏，利于微生物利用，进而加速微生物发酵进程，缩短发酵周期;
骨料为多孔结构的陶粒，骨料的堆积密度为200 kg/m3-300kg/m3、粒径为20mm，骨料添加量为30m3，占总物料体积的20%，陶粒表面和内部孔隙附着有菌剂;
菌剂的附着过程如下：首先，嗜热脂肪地芽孢杆菌Geobacillus stearothermophilus、高温放线菌Thermaactinomyces sp这两种菌各自经过发酵培养后，发酵液的浓度不低于1亿活菌/毫升，将两种菌的发酵液按体积比1： 1混合，获得所需菌剂;然后，将陶粒摊成薄层，具体为20cm厚度，使用喷淋装置对陶粒进行雾化喷淋，喷淋后用第二混料装置将陶粒拌匀，搅拌转速60转每分，搅拌5分钟，并且重复该步骤三次，其中，菌剂分三次定量喷淋，并将喷淋总量控制为总物料质量的2‰，使得菌剂被陶粒完全吸收(附着于陶粒表面以及填充陶粒内部的孔隙);最后，获得载菌陶粒;
调节辅料、骨料(载菌陶粒)和污泥混匀后总物料的碳氮比为20、含水率为65%;
2、好氧发酵，采用槽式发酵仓，供氧量为0.04m3/m3·min，发酵过程中翻抛3次;
其中，腐熟堆肥的判断指标为：a、外观呈棕褐色，有清淡的芳香味;b、腐熟后的堆肥呈现疏松的团粒结构;c、与堆肥初期相比，腐殖酸含量上升，达到较稳定的水平;d、蛔虫卵死亡率大于95%，粪大肠菌群<100个/g;
采样检测，发现发酵15天，样本检测结果符合上述指标，判断物料已腐熟;
3、腐熟物料投加至筛分装置内，筛分装置的滤网孔径小于骨料粒径，通过筛分将骨料和腐熟物料分离，分别对筛网上的骨料和筛网下的物料进行收集，骨料能够继续回用，而腐熟物料作为成品外运。
对比例1
采用传统好氧发酵堆肥工艺，传统工艺与实施例1区别之处在于未使用骨料，菌剂使用量相同，菌剂是在调节辅料、污泥混合过程中以喷雾的方式添加，其中调节辅料、污泥混合过程混料机的转速、混合时间与实施例1相同。
对比例1采样检测，于好氧发酵30天，物料腐熟。
通过实施例1和对比例1对比分析可知，相较于传统工艺，本发明的工艺能够有效缩短堆肥好氧发酵周期。
实施例2
如图1、图2所示，一种污泥好氧发酵堆肥系统，其包括污泥料仓1、汽爆装置2、辅料仓3、第一混料装置4和发酵仓5、骨料仓7、第二混料装置8、喷淋装置9和筛分装置6，骨料仓7通过第一输送装置与第二混料装置8连接，汽爆装置2通过第六输送装置与辅料仓3连接，污泥料仓1、辅料仓3和第二混料装置8分别通过第二输送装置与第一混料装置4连接，第一混料装置4、发酵仓5和筛分装置依次通过第三输送装置连接，筛分装置的筛网上端连接第四输送装置输送、筛网下端与骨料仓7通过第五输送装置连接，喷淋装置9用于向第二混料装置8内喷淋菌液。
第二混料装置8包括罐体81、平叶式搅拌器、直线移动机构和机座89，平叶式搅拌器包括依次连接的平叶式搅拌叶片83、搅拌轴84和电机85，罐体81的侧壁开设有落料孔82，落料孔设有3个以上并呈圆周分布，各落料孔通过第七输送装置连接骨料仓(未在图中示出)，直线移动机构安装于机座89，直线移动机构能够带动平叶式搅拌器沿竖向移动，当搅拌叶片83移动至罐体81底部时，搅拌叶片83用于对物料进行搅拌混匀，当搅拌叶片83移动至与落料孔82平齐时，搅拌叶片83用于将物料铺平并将多余骨料自落料孔82排出后回送至骨料仓，再由骨料仓输出至第二混料装置，确保骨料用量;直线移动机构包括滑块86、导轨87和驱动单元，滑块86与导轨87滑动配合并与驱动单元的输出端连接，导轨87、驱动单元固定于机座89侧部;驱动单元为气缸88，也可以是伺服电机配合丝杆螺母副，伺服电机与丝杆连接，平叶式搅拌器的电机固定与丝杆螺母座，丝杆螺母座安装于丝杆并通过导柱导向配合，导柱、丝杆分别支撑于机座的侧部，以实现平叶式搅拌器移动可调;喷淋装置9包括喷淋管93、喷嘴、液体泵92和菌液储存箱91，喷淋管93为环形并设置于罐体81的上部，喷淋管93上均匀安装有喷嘴，液体泵92的输出端与喷淋管93连接、输入端与菌液储存箱91连接。
其中，污泥料仓1、辅料仓3内每次用于混合的物料可通过卡车运输，并预先过磅后，定量储存。
第一输送装置、第二输送装置、第三输送装置、第四输送装置、第五输送装置、第六输送装置、第七输送装置均为皮带输送机。
