申请日2003.06.05
公开(公告)日2004.03.03
IPC分类号C05F7/00; C02F11/02
摘要
本发明为一种以污泥为主要原料的颗粒肥料及其制备方法。该颗粒肥料为经混合、发酵、烘干工艺制得的圆形颗粒，直接成为有机肥料。本发明利用污泥，变废为宝，化害为利，整个工艺在封闭体系中进行，无环境污染，具有良好的经济效益和社会效益。
権利要求書
1、一种污泥干燥制肥工艺，其特征在于以污水处理厂的脱水污泥为主要原料，具体步 骤为：
(1)将含水率为60%-90%的湿污泥和含水率为10%-20%的小颗粒状干污泥混合，形成一 个个表面布满潮湿污泥的大颗粒;
(2将上述混和的颗粒，在40-100℃条件下，通过好氧细菌的发酵，污泥中的有机质发生 变化，有利于农作物的吸收;
(3)发酵完全后的污泥大颗粒再经过干燥后形成含水率为10%～20%，粒径为3mm～ 10mm的颗粒肥料。
2、根据权利要求1所述的制肥工艺，其特征在于发酵过程分为二个阶段：40～55摄氏 度的中温发酵和55～80摄氏度的高温发酵;干燥温度大于80摄氏度。
3、根据权利要求1所述的制肥工艺，其特征在于干、湿污泥颗粒混和阶段，添加农作 物所需的营养元素，加入量为污泥重量的1/10-5/10。
4、根据权利要求1所述的制肥工艺，其特征在于发酵、干燥在一个发酵干燥器中进行， 污泥颗粒进入发酵干燥器后，在第一层圆盘上发酵或干燥0.5～4个小时后，再由与中心转轴 相连叶桨上的耙片扫到圆盘的外沿，散落到第二层圆盘上，这里，污泥颗粒从外沿逐渐被扫 到开口的中心区域，散落到第三层;就这样，污泥颗粒从上一层圆盘运送到下一层圆盘，直 到发酵干燥器的底部;控制热油的温度，可以使发酵干燥器的上部若干层的颗粒污泥处于常 中温发酵，中部的若干层处于高温发酵，最下几层为完全干燥段。
5、根据权利要求4所述的制肥工艺，其特征在于对制得的颗粒肥料进行筛分，将不合 格的污泥颗粒回流，进行再处理。
说明书
一种污泥发酵干燥制肥工艺
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种利用热油传热在反应器的前段和中段产生中 温、高温好氧发酵环境来发酵污水处理厂脱水污泥，同时在反应器的后段间接干化发酵污泥 来生产颗粒污泥的工艺，产生的颗粒污泥可用于园林和农业。
技术背景
随着我国工业的发展和城市化的进程，污水处理量不断增加，水处理厂的产泥成为一个 严峻的环境问题。生污泥易腐败，有恶臭，含有大量的有毒有害物质。目前我国大部分污水 处理厂的产泥脱水后直接填埋、投海或农用，由于污泥中含有大量有机物质，若加以合理利 用，就能变废为宝，成为有用的物质。国外的污泥处理技术虽然能够达到污泥减量化、资源 化、无害化、资源化的目标，但是运用于我国都存在不少问题。干燥焚烧技术的投资、运行 成本很高，生产过程中存在着安全隐患，而且产品焚烧灰只能做低价的建筑材料，没有有效 利用污泥中富含的营养物质。好氧高温堆肥技术虽然能生产价值较高的有机肥料，但是该技 术占地面积大、生产周期长、需要添加大量填料，在城市中应运难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提出一种以污水处理厂的脱水污泥为主要原料通过发酵干燥制造肥 料的工艺。
本发明提出的污泥发酵干燥制肥工艺，以污水处理厂的脱水污泥为主要原料，其具体步 骤如下：
(1)将含水率为60%-90%的湿污泥和含水率为10%-20%的小颗粒状干污泥混合，形成一 个个表面布满潮湿污泥的大颗粒;
(2将上述混和的颗粒，在40-100℃条件下，通过好氧细菌的发酵，污泥中的有机质发生 变化，有利于农作物的吸收;
(3)发酵完全后的污泥大颗粒再经过干燥后形成含水率为10%～20%，粒径为3mm～ 10mm的颗粒肥料。
本发明方法中，发酵过程可分为二个阶段：中温(40～55摄氏度)发酵和高温(55～80 摄氏度);最后高温(大于80摄氏度)干燥。
本发明中，根据肥料的使用对象不同，可补充添加农作物所需的营养元素，如铵盐、磷 酸盐、钾盐等化学制剂，来提高产品中氮、磷、钾的含量。营养元素加入量为污泥重量的 1/10-5/10，添加物的种类及数量可根据所制肥料的使用对象调整。
本发明中，污水处理厂脱水污泥可采用皮带输送入一个计量料斗中。该计料漏斗的作用 是控制湿污泥进入混合机的流量。混合机中加入小颗粒状的干污泥(含水率在10%～20%之 间)，与湿污泥(含水率在60%～90%之间)混合，成为一个个表面布满湿污泥的大颗粒，送 入发酵干燥器。
本发明中，发酵、干燥步骤在一个发酵干燥器中进行。该发酵干燥器是一个圆柱形的设 备。其内部由一系列的水平放置的夹心钢板圆盘组成，内含导热油。这些圆盘的内部形成一 个温度由下向上降低的闭循环的热油系统，通过钢板间接加热圆盘上的颗粒污泥。每层上还 布有旋转叶桨，每个叶桨上布置多个耙片，用于搅拌和移动颗粒污泥。发酵干燥时，发酵干 燥器中通入新鲜空气，使上层和中层中的污泥在好氧条件下发酵。污泥颗粒进入发酵干燥器 后，在第一层圆盘上发酵或干燥0.5～4个小时后，再由与中心转轴相连叶桨上的耙片扫到圆 盘的外沿，散落到第二层圆盘上，这里，污泥颗粒从外沿逐渐被扫到开口的中心区域，散落 到第三层;同时，污泥颗粒也经历同样的发酵或干燥过程。就这样，污泥颗粒从上一层圆盘 运送到下一层圆盘，直到发酵干燥器的底部;控制热油的温度，可以使发酵干燥器的上部若 干层的颗粒污泥处于常中温发酵，中部的若干层处于高温发酵，最下几层为完全干燥段。
干燥后的颗粒污泥送入分离机筛分，将不合格污泥回流进行再处理。具体步骤为：将小 颗粒回流入混合机继续涂覆发酵干燥，大颗粒送入冷却塔中冷却;冷却后再送入回转筛进行 第二次筛分。小颗粒回流入混合机，大颗粒制成成品。
如果要添加营养物质，可在脱水污泥被送入计量料斗前，将所需添加的营养物质均匀地 喷洒在由皮带运输的脱水污泥上，也可以随回流的小颗粒一起送入混合机。添加物能和湿污 泥均匀的混合，而不需要添加额外的混合工艺。
如果提高热油的温度，使发酵干燥器中的各层都成为干燥段，即可将发酵干燥工艺改变 为干燥工艺。这样可大大缩短反应时间，成品呈硬颗粒状，肥效不及发酵干燥工艺。
在上述的中温发酵和高温发酵阶段中，采用导热油间接干燥的方法，辅助微生物发酵， 有效缩短了发酵时间，克服了生产过程中能耗高的缺点和安全隐患。本发明具有好氧发酵技 术投资低、能耗低、产品肥效高和干燥技术占地少、生产时间短、能连续运行的优点。具体 说明如下：
1.本工艺在一个反应器内完成好氧发酵、干燥、造粒工艺，整套设备占地面积小，投 资和运行费用低。而且，发酵干燥器封闭，产生的臭气被完全收集，不会对环境造成污染。
2.湿污泥层涂覆到干化颗粒表面，形成有规则的圆形颗粒，产品质量高。利用微生物 降解污泥中的大分子有机物，产品肥效高，易被农作物吸收利用，且能有效改善土壤结构。
3.颗粒的形成过程避免了污泥的塑性阶段(塑性阶段是指当污泥的含水率60～35%之间， 污泥会呈现类似于胶水的流体特性，胶状，粘稠，处置能耗高)，与常规的干燥工艺相比， 节省了能源。
4.利用热油间接干燥颗粒污泥，与利用热空气直接干燥的工艺相比，安全性更高，不 存在安全隐患。
具体实施方式
本工艺的具体设计和运行参数与污泥颗粒的大小有关。
例如如果要求生产的成品颗粒的粒径是3mm左右的话，发酵干燥器设计成10层左右。 其中上面2～3层为中温发酵层(温度在40摄氏度左右)，中间4～5层为高温发酵层(温度在 60摄氏度左右)，下面2～4层为干燥层(温度在100摄氏度左右)。因为颗粒粒径较小，只需 要10层左右就可以完成整个发酵和干燥过程。粒径在1mm～3mm之间的回流污泥颗粒经过 涂覆混合后长成粒径在6mm左右，送入发酵干燥器中。颗粒在整个发酵干燥器中的停留时 间约是24小时。经过这段时间的发酵和干燥，从发酵干燥器中出来的颗粒体积缩减到3mm 左右，其中的20%～30%粒径小于3mm的颗粒将回流入混合器，再次涂覆干燥。
如果要求生产的成品颗粒的粒径是10mm左右的话，发酵干燥器设计成20层左右。因 为颗粒变大后，干燥变得更为困难。干燥层在整个发酵干燥器中的比例也要相应增加(20层 中占8～10层)或者增加热油的温度(干燥层的温度在150摄氏度左右)来保证成品颗粒的 含水率小于20%。产品的回流比也相应地增加到70%～80%。大部分小颗粒必须经过多次涂 覆、发酵、干燥的过程才能达到10mm的粒径。其他的设计和运行参数与生产3mm的颗粒 相似。
