本發(fā)明涉及污泥處理領(lǐng)域，具體涉及一種污水處理廠生活污泥堆肥處置方法。

背景技術(shù)：

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程的加快，城市污水處理量越來越大，相應(yīng)的污泥量也在不斷增多。解決“污泥圍城”，逐漸被國內(nèi)許多大城市提上城市建設(shè)發(fā)展的日程。如不能安全處理處置，將會導(dǎo)致污水處理廠內(nèi)的污泥大量積壓，嚴重影響污水處理廠的正常運營，甚至可能造成污水處理系統(tǒng)的全面癱瘓，從而直接影響到我市的河流水環(huán)境，將可使多年來我市治河治污的努力付諸東流。因此，建設(shè)污泥處理處置設(shè)施是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)必不可少的重要組成部分，是關(guān)系千家萬戶的重要環(huán)保工程。

近年來，國家對有機營養(yǎng)土的生產(chǎn)十分重視，通過政策方面給予傾斜來支持其發(fā)展，自2008年6月開始，根據(jù)財政部和國家稅務(wù)總局的文件要求，生物有機營養(yǎng)土產(chǎn)品完全免稅，不僅如此，國家還相繼啟動“無公害食品行動計劃”“綠色食品”“有機食品”認證等相關(guān)計劃和政策，對農(nóng)產(chǎn)品進行質(zhì)量安全管控，一定程度上也帶動了有機營養(yǎng)土的市場需求。有機營養(yǎng)土能夠增加土壤中的有機質(zhì)含量，減少使用化肥所造成的土壤板結(jié)情況，改善土壤的結(jié)構(gòu)，利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而普通化肥的養(yǎng)分單一，含量高、肥效快、持續(xù)時間短，有機營養(yǎng)土養(yǎng)分齊全，肥效持久，連續(xù)使用將增加土壤腐殖質(zhì)，提升土壤熵值，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的增產(chǎn)增收，另外有機營養(yǎng)土還是有機農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和認證的必需條件。因此，對城市污水處理廠和養(yǎng)殖場產(chǎn)生的廢棄物進行綜合利用和有效處理，開發(fā)生物質(zhì)能源，回收有機營養(yǎng)土資源，將治理污染、凈化環(huán)境、回收能源、綜合利用、改善生態(tài)環(huán)境有機的結(jié)合起來，走生態(tài)畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)發(fā)展的道路，符合“加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的要求，符合廢棄物治理“減量化、資源化、無害化和生態(tài)化”的原則。

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，湖北襄樊與全國各地的情況一樣，污水處理廠污泥排放量日益增多，已成為污染城市環(huán)境、影響市民生活、困擾經(jīng)濟發(fā)展的社會問題，如何遵循可持續(xù)發(fā)展的原則，減少污泥排放量，化害為利，變廢為寶，實現(xiàn)廢棄有機物質(zhì)的資源化利用，選用適合當?shù)丨h(huán)境條件和經(jīng)濟水平、具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟特點的污泥處理處置技術(shù)，從根本上實現(xiàn)污泥處理處置的無害化、資源化，是襄樊環(huán)境保護面臨的一項重要而緊迫的任務(wù)、刻不容緩。

目前，國內(nèi)外采用的污泥處理方式主要有填埋、焚燒、投海和土地利用。填埋處理：處理工藝成熟，投資低，操作簡單，見效快，一直是早期污泥處置的主要方式；但由于需要占用大量土地，且運輸困難，處理不當還有可能導(dǎo)致地下水體的污染，所以這種方法的使用比例已逐年下降。焚燒處置：可充分利用焚燒所產(chǎn)生的熱能，處理徹底；但該處理工藝的投資和運行費用較高，且在焚燒過程中產(chǎn)生的氣體和灰燼有可能造成二次污染。投海處置：污泥投海會污染海洋，危害海洋生態(tài)環(huán)境，已被國際海洋法所禁止。中國政府在1994年初接受3項國際協(xié)議，承諾于1994年2月20日起不在海上處置工業(yè)廢物和污水污泥。土地利用：利用污泥富含植物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分及多種微量元素和能改良土壤結(jié)構(gòu)的有機質(zhì)，通過無害化處理和加入適量的添加物后可制成有機營養(yǎng)土、有機無機復(fù)混肥和土壤改良劑，這些產(chǎn)品通過施肥手段，提高土壤肥力，促進作物生長，同時，也借助土壤這個環(huán)境凈化器達到消化污泥的目的。目前，美國、歐盟等工業(yè)發(fā)達國家污泥農(nóng)用達到39％～49％，成為污泥處理的主要方式。但污泥也含有寄生蟲(卵)、重金屬和難降解的有害有機物，如果不經(jīng)過無害化處理和人為控制而直接施用于農(nóng)田，將會對土壤、農(nóng)作物造成不良影響，因此，本項目建設(shè)方案選定堆肥無害化處理后作為有機營養(yǎng)土農(nóng)用。

現(xiàn)代污泥技術(shù)是從上世紀60年代開始發(fā)展的，已經(jīng)形成了各種完善的工藝系統(tǒng)和成套設(shè)備。由于堆肥產(chǎn)品的市場等原因，城市生活污泥的堆肥處理在發(fā)達國家曾一度處于停滯甚至萎縮狀態(tài)。進入九十年代，歐美國家的污泥填埋和焚燒處理標準提高，處理成本隨之增加；污泥堆肥處理又呈上升趨勢。

作為城市生活污泥處理手段之一，堆肥就是將生活污泥放入發(fā)酵容器內(nèi)，利用微生物(或外加種菌種)進行發(fā)酵降解有機質(zhì)，并使之穩(wěn)定化、無害化和可安全地使用于土地。根據(jù)堆肥過程中發(fā)揮作用的微生物對氧氣的不同需求，堆肥法又可以分為好氧堆肥和厭氧堆肥兩類?，F(xiàn)代堆肥技術(shù)一般采用好氧工藝。

好氧堆肥是在有氧條件下，依靠好氧微生物的作用進行的。微生物通過細胞壁和細胞膜的滲透功能直接吸收有機廢物中的可溶性有機物質(zhì)；微生物還通過分泌細胞外酶將不溶性膠體有機物分解為可溶性物質(zhì)而滲入細胞利用。微生物通過分解代謝和合成代謝的過程，產(chǎn)生自身生長、活動所需的能量，同時合成轉(zhuǎn)化為新的細胞物質(zhì)。

好氧堆肥化學(xué)反應(yīng)式為：

從反應(yīng)式可知，生活污泥在有氧條件下，經(jīng)過好氧微生物分解成穩(wěn)定水分和有機物，同時排出廢氣和釋放熱量，形成高溫發(fā)酵過程，殺死污泥中的致病菌和寄生蟲卵，達到無害化。隨后，污泥進入堆肥的熟化階段，較難分解的有機高分子物質(zhì)也被好氧分解成簡單的碳水化合物。此時堆肥的溫度逐漸低至穩(wěn)定。好氧堆肥法的工藝過程包括：前處理(預(yù)處理)、主發(fā)酵(一次發(fā)酵)、陳化(二次發(fā)酵)、后處理、脫臭、加工和貯存等工序。

一次發(fā)酵、二次發(fā)酵是堆肥方法的核心工序，其中污泥成分(C/N)、含水率、溫度和通風(fēng)條件是影響發(fā)酵效果的主要因素。

按生物發(fā)酵方式，缺氧狀態(tài)下發(fā)酵稱為厭氧發(fā)酵，供氧狀態(tài)下發(fā)酵稱之為好氧發(fā)酵；按污泥所處的狀態(tài)可分為靜態(tài)堆肥和動態(tài)堆肥；按發(fā)酵設(shè)備形式可分為封閉式堆肥和敞開式堆肥；按污泥物流形式可分為間歇式堆肥和連續(xù)式堆肥。國內(nèi)外工程運用的堆肥方式主要有：

(1)自然通風(fēng)靜態(tài)堆肥。這是一種最簡單的堆肥方式，通常在場地上將污泥堆成高2米左右的長條形，料堆內(nèi)部處于受壓狀態(tài)，外面的空氣常常不能擴散至內(nèi)部而使其呈厭氧狀態(tài)，異味大，發(fā)酵不充分，不均勻，周期長，需3-6月以上，污泥腐熟后一般經(jīng)過篩選處理，篩下物作粗堆肥出售，常用設(shè)備為裝載機、滾筒篩和皮帶機。自然通風(fēng)靜態(tài)堆肥有露天場地堆肥和筒倉式堆肥等具體形式。

(2)強制通風(fēng)靜態(tài)堆肥。為克服自然通風(fēng)靜態(tài)堆肥料堆內(nèi)供氧不足的缺點，一般在料堆底部沿著長度方向設(shè)置通風(fēng)管或通風(fēng)槽，由風(fēng)機根據(jù)堆體的發(fā)酵狀況強制通風(fēng)。通過控制通風(fēng)量能夠?qū)Χ洋w的需氧量和含水量實現(xiàn)一定程度的控制，其發(fā)酵周期比自然通風(fēng)明顯縮短，一般為10天以上。強制通風(fēng)靜態(tài)堆肥多為槽式堆肥。

(3)機械翻堆堆肥。污泥在發(fā)酵過程中利用裝載機或翻堆機翻倒污泥促進與空氣接觸，以利于好氧發(fā)酵。有露天場地堆肥和專用發(fā)酵車間堆肥等具體形式。

(4)臥式發(fā)酵滾筒。又稱達諾滾筒，該發(fā)酵裝置主體設(shè)備是一個長20-35米，直徑2-3.5米的臥式滾筒，堆料從滾筒的一端進料口進料，物料在筒內(nèi)摩擦力的作用下，隨著筒體旋轉(zhuǎn)而提升，同時又因自重而小落，反復(fù)升落，物料被均勻地翻堆并與供入的空氣充分接觸，并在好氧微生物的作用下進行發(fā)酵。由于筒體傾斜物料沿旋轉(zhuǎn)方向升落時，逐漸向筒體出口一端移動，可實現(xiàn)連續(xù)出料。滾筒旋轉(zhuǎn)速度一般為0.2-1.0轉(zhuǎn)/分，物料填充率為80％左右，筒內(nèi)溫度為45-65度，停留時間為1-6天。發(fā)酵滾筒構(gòu)造簡單，制造、安裝、操作、維修方便；具有良好的拌和功能，有效控制參數(shù)至最佳狀態(tài)，一次發(fā)酵周期縮短至36-48小時，減少占地面積和對環(huán)境的污染。但其致命缺點是運行費用太高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種污水處理廠生活污泥堆肥處置方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種污水處理廠生活污泥堆肥處置方法，包括如下步驟：

S1、將污泥與發(fā)酵微生物預(yù)混，使得混合物料的C/N比調(diào)節(jié)到25，含水率調(diào)到60％左右，pH值調(diào)到7.0左右；

將所得的混合物進行攪拌均勻后置于發(fā)酵槽內(nèi)進行一次發(fā)酵(主發(fā)酵)，發(fā)酵進行48小時后進行第一次翻堆，此后每當發(fā)酵溫度提升到62℃以上時即及時進行翻堆，主發(fā)酵階段結(jié)束后，進入陳化車間堆成1.5m左右堆垛，進行二次發(fā)酵(陳化)，期間每2天翻堆1次，最終得到半成品；其中，一次發(fā)酵的控制參數(shù)為：含水率60％左右，C/N比25左右，通風(fēng)量0.1-0.2m³/min·m³，風(fēng)壓500mmH₂O，溫度55-65℃持續(xù)5-7天，發(fā)酵周期5-7天；一次發(fā)酵終止指標為：容積減量22％，含水率降至48％，干物質(zhì)減少5％左右，C/N比20左右；二次發(fā)酵的控制參數(shù)為：發(fā)酵周期4-6天，溫度控制在45-55℃；二次發(fā)酵終止指標：含水率降到40％左右，干物質(zhì)減少3％左右，物料體積減少15％，C/N＜20；

S3、檢測所得的發(fā)酵半成品的N、P205、K20有機質(zhì)含量及pH值指標，檢測結(jié)果能達到NY525-2012有機營養(yǎng)土料產(chǎn)品的指標要求后，再進行干化處理，使含水率降到30％以內(nèi)；

S4、將步驟S3所得的發(fā)酵半成品與草木灰按體積比7∶3比例混合至于料倉內(nèi)混合后，輸送到連續(xù)式雙軸攪拌機，然后按重量比1/1000-2/1000進行菌劑的添加，然后通過皮帶輸送機輸送到立式破碎機進行破碎處理；

S5、將破碎所得的顆粒過篩分機，確保產(chǎn)品各項指標達到有機營養(yǎng)土料產(chǎn)品質(zhì)量標準后，進行計量包裝。

其中，所述有機營養(yǎng)土料產(chǎn)品質(zhì)量標準為：

按GB8172-87糞便無害化衛(wèi)生標準，檢測污泥的無害化指標及其有機營養(yǎng)土養(yǎng)分含量；使得各指標達到無害化標準和農(nóng)用標準，蛔蟲卵死亡率：95％以上，大腸桿菌：10^-1-10^-2，堆肥粒度≤25mm；產(chǎn)品呈褐色，腐殖質(zhì)化高，無惡臭味，松散、不招引蒼蠅。

本發(fā)明具有以下有益效果：

完善了污泥穩(wěn)定化、無害化處理設(shè)施，通過對污泥進行好氧高溫發(fā)酵的堆肥處理，進一步降低含水率、去除臭味、殺滅寄生蟲卵和病原體，達到穩(wěn)定化和無害化的要求，并且對所得的有機營養(yǎng)土系列產(chǎn)品進行資源化利用?？傮w目標是在治理污染的同時，通過污泥土地、生態(tài)等的利用，解決污泥的最終歸宿問題，實現(xiàn)真正意義上的污泥零排放。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中前端混合翻拋發(fā)酵工藝的流程圖。

圖2為本發(fā)明實施例中后端加工工藝的流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-圖2所示，本發(fā)明實施例提供了一種污水處理廠生活污泥堆肥處置方法，包括如下步驟：

S1、將污泥與發(fā)酵微生物預(yù)混，使得混合物料的C/N比調(diào)節(jié)到25，含水率調(diào)到60％左右，pH值調(diào)到7.0左右；

S2、將所得的混合物進行攪拌均勻后置于發(fā)酵槽內(nèi)進行一次發(fā)酵(主發(fā)酵)，發(fā)酵進行48小時后進行第一次翻堆，此后每當發(fā)酵溫度提升到62℃以上時即及時進行翻堆，主發(fā)酵階段結(jié)束后，進入陳化車間堆成1.5m左右堆垛，進行二次發(fā)酵(陳化)，期間每2天翻堆1次，最終得到半成品；其中，一次發(fā)酵的控制參數(shù)為：含水率60％左右，C/N比25左右，通風(fēng)量0.1-0.2m³/min·m³，風(fēng)壓500mmH₂O，溫度55-65℃持續(xù)5-7天，發(fā)酵周期5-7天；一次發(fā)酵終止指標為：容積減量22％，含水率降至48％，干物質(zhì)減少5％左右，C/N比20左右；二次發(fā)酵的控制參數(shù)為：發(fā)酵周期4-6天，溫度控制在45-55℃；二次發(fā)酵終止指標：含水率降到40％左右，干物質(zhì)減少3％左右，物料體積減少15％，C/N＜20；

S3、檢測所得的發(fā)酵半成品的N、P205、K20有機質(zhì)含量及pH值指標，檢測結(jié)果能達到NY525-2012有機營養(yǎng)土料產(chǎn)品的指標要求后，再進行干化處理，使含水率降到30％以內(nèi)；

S4、將步驟S3所得的發(fā)酵半成品與草木灰按體積比7∶3比例混合至于料倉內(nèi)混合后，輸送到連續(xù)式雙軸攪拌機，然后按重量比1/1000-2/1000進行菌劑的添加，然后通過皮帶輸送機輸送到立式破碎機進行破碎處理；

S5、將破碎所得的顆粒過篩分機，確保產(chǎn)品各項指標達到有機營養(yǎng)土料產(chǎn)品質(zhì)量標準后，進行計量包裝。

堆肥物料的進一步熟化與干化處理：城市生活污泥等有機物，經(jīng)過二次發(fā)酵后，堆肥物料經(jīng)過高溫堆肥處理后，能滿足糞便無害化衛(wèi)生指標，而且，其混合物料的有機物基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)，除了物料含水率之外，其他各項指標基本趨于穩(wěn)定，因此，可以結(jié)合品質(zhì)檢測結(jié)果，確定熟化措施；干化處理：經(jīng)過熟化處理后物料，除了含水率偏高外，其他各項指標均符合產(chǎn)品質(zhì)量標準，因此，可以根據(jù)氣候條件選擇干化方法，盡可能選擇場地曬場干化，減少能源消耗，在場地干曬不完的部分，進行烘干處理。那么經(jīng)過熟化和干化處理后，物料含水率降到小于或等于30％，干物質(zhì)約損失1％，體積減少3％。

有機營養(yǎng)土生產(chǎn)：經(jīng)過干化處理后的物料，各項化學(xué)指標均已達到產(chǎn)品質(zhì)量要求，因此，物料必須打散、過篩，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，物料篩上物約20％，返回到配料車間作為輔助有機物，確保篩下物的細度，達到產(chǎn)品指標要求，即：物料≤2mm，然后通過計量包裝即可進倉待售，根據(jù)設(shè)計規(guī)模，單班生產(chǎn)能力達到15噸/日，能夠滿足每天污泥處理的要求，解決污泥堆肥化處置問題。

所述有機營養(yǎng)土料產(chǎn)品質(zhì)量標準為：

按GB8172-87糞便無害化衛(wèi)生標準，檢測污泥的無害化指標及其有機營養(yǎng)土養(yǎng)分含量；使得各指標達到無害化標準和農(nóng)用標準，蛔蟲卵死亡率：95％以上，大腸桿菌：10^-1-10^-2，堆肥粒度≤25mm；產(chǎn)品呈褐色，腐殖質(zhì)化高，無惡臭味，松散、不招引蒼蠅。

實施例1

為了更好完成城鎮(zhèn)生活污泥堆肥化處置項目任務(wù)，于今年3月9日開始，開展污泥堆肥化處置試驗，從太平店鎮(zhèn)污水處理廠取回污泥并與蘑菇渣按體積1∶1的比例混合，然后，對每噸混合料加1kg發(fā)酵菌劑進行堆肥發(fā)酵試驗，經(jīng)過20多天的發(fā)酵，將污泥和污泥與蘑菇渣聯(lián)合堆肥化處理的有機營養(yǎng)土料，經(jīng)譜尼測試集團上海有限公司測試結(jié)果表明：太平店污水處理的污泥，其重金屬含量較低，能滿足堆肥化處理生產(chǎn)有機營養(yǎng)土的要求，對堆肥化處理后得有機營養(yǎng)土產(chǎn)品質(zhì)量檢測結(jié)果見表1，其質(zhì)量也基本能滿足有機營養(yǎng)土產(chǎn)品質(zhì)量要求。因此，太平店污水處理廠的污泥可以通過堆肥化處理生產(chǎn)有機營養(yǎng)土，且本公司也有技術(shù)水平和能力將污泥進行堆肥化處理生產(chǎn)有機營養(yǎng)土。

表1營養(yǎng)土產(chǎn)品質(zhì)量檢測表

實施例2

堆肥處理：設(shè)計日處理污泥15噸，污泥含水率90-93％，通過一次、二次發(fā)酵，腐熟干化后制成有機營養(yǎng)土，最后實現(xiàn)城市生活污泥無害化率100％，符合湖北省對城鎮(zhèn)生活污泥處理的要求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。