專利名稱：城市生活污泥的生物干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污泥的干燥方法，尤其涉及城市生活污泥的生物干燥方法，屬于城市生活污泥的處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大及人口的急劇膨脹，城市生活污泥的產(chǎn)生量也越來越大，如何妥善處理城市生活污泥已成為一個世界性的難題。污水經(jīng)過各種不同工藝處理后， 所得到的污泥既含有大量的氮、磷等養(yǎng)分，含有高達(dá)80%的水分，同時該污泥中含有多種重金屬元素，此外還含有致病菌、寄生蟲卵等危害人類健康的因素。如果這些污泥不經(jīng)過處理直接填埋，不僅會造成疾病的傳播，還會對周圍環(huán)境(包括地下水等)造成巨大的破壞。利用生物干燥方法對城市污泥進(jìn)行處理是目前處理城市污泥的一條重要途徑。城市生活污泥的生物干燥，除了實現(xiàn)其含水量小于30%、盡可能小于20%以外，還必須使污泥充分腐熟分解，進(jìn)一步清除其中的各種有害物質(zhì)，真正實現(xiàn)無害化處理或制成肥料，使之成為作物的營養(yǎng)源而順利回歸大自然。在采用生物干燥方法對城市污泥進(jìn)行干燥處理時，常采用將污泥與有機(jī)填充輔料混合在一起后再加入好氧發(fā)酵菌劑進(jìn)行好氧發(fā)酵，該方法主要存在以下幾方面的問題，有待改進(jìn)1、生產(chǎn)成本過高需要向待處理的污泥中添加大量的有機(jī)輔料(目前的處理方法需要添加的有機(jī)輔料的用量大多超過待處理的污泥的用量)，消耗大量的資源，導(dǎo)致該方法處理成本過高；(2)發(fā)酵周期長現(xiàn)有的好氧發(fā)酵方法至少需要15天以上的發(fā)酵時間才能把城市污泥的含水量及有害物質(zhì)的含量降低到標(biāo)準(zhǔn)要求，這極大的影響了物料周轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的城市生活污泥的生物干燥方法所存在的成本高、步驟繁瑣、處理周期長等問題，提供一種新的城市生活污泥的生物干燥方法，該方法具有步驟簡捷、耗時短、成本低等優(yōu)點。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的—種城市生活污泥的生物干燥方法，包括以下步驟(1)將城市生活污泥與有機(jī)填充輔料按照1 0.1-0.6的重量比例混合均勻，得到混合物；( 向混合物中接入好氧性發(fā)酵菌劑，得到發(fā)酵物料；C3)將發(fā)酵物料堆置成長條狀的發(fā)酵垛進(jìn)行好氧發(fā)酵；(4)經(jīng) 24-48小時當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到38-42°C時，對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理；當(dāng)翻料處理后的發(fā)酵物料的溫度升到60°C _75°C時，進(jìn)行第二次翻料處理；以后每隔8-M小時翻料處理一次；(5)當(dāng)發(fā)酵物料的含水量降至30wt%以下，即得。其中，步驟(1)中所述的有機(jī)填充輔料優(yōu)選自作物秸稈、木屑、谷殼、雜草或家禽干糞便中的任意一種或一種以上按任意重量比例所組成的混合物。其中，所述的作物秸稈可以是麥秸稈或稻秸稈等；所述的家禽干糞便可以是雞、鴨或鵝干糞便；
步驟(1)中可以將城市生活污泥與有機(jī)填充輔料按照1 0. 1-0. 3重量比例混合均勻，得到混合物；步驟O)中所述的好氧性發(fā)酵菌劑可以枯草芽孢桿菌，黑曲酶，釀酒酵母；這些好氧性發(fā)酵菌種都可從商業(yè)途徑購買得到[中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心購買得到 (ACCC)或中國農(nóng)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心購買得到(CICC)]。本發(fā)明人通過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)步驟(3)中的發(fā)酵垛高度控制在0.5-1. 3米之間的高度，相比于其它的高度，在相同的發(fā)酵條件下(發(fā)酵時間、翻料次數(shù))能最大限度的提高好氧發(fā)酵效率，使發(fā)酵產(chǎn)物的含水率、重金屬、有害病菌等降到最低。本發(fā)明人還通過大量的試驗發(fā)現(xiàn)，步驟(4)中在對發(fā)酵物料進(jìn)行好氧發(fā)酵時，當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到38-42°C時，尤其是當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到40°C時，此時對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理，相比于在其它的溫度進(jìn)行翻料處理，能夠有效提升發(fā)酵效率；隨后， 當(dāng)翻料處理后的發(fā)酵物料的溫度升到60°C _75°C時，進(jìn)行第二次翻料處理；以后每隔8-M 小時翻料處理一次，這些都能有效的提高發(fā)酵效率，改善發(fā)酵產(chǎn)物的品質(zhì)。步驟中所述的翻料方式優(yōu)選為將發(fā)酵物料由原位置整體依次垂直于發(fā)酵物料垛長方形的方向向左或向右位移，將發(fā)酵物料上下里外顛倒的翻動，翻動過程中將物料攪拌、攪散；更優(yōu)選的，在翻動中讓發(fā)酵物料完全分散暴露在空氣中達(dá)20 60秒鐘，使水蒸氣充分蒸發(fā)擴(kuò)散。本發(fā)明生物發(fā)酵方法將污泥中的結(jié)合水分解為游離水，同時產(chǎn)生發(fā)酵熱將水分轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵庹舭l(fā)，水分蒸發(fā)后實現(xiàn)干燥。類似慢火炒花生，將污泥慢火“炒干”。其“慢火” 即發(fā)酵熱，經(jīng)生物發(fā)酵干燥后的污泥，臭味得以消除、松散透氣、得到了無害化處理，可直接用作肥料或填埋而不會污染環(huán)境。本發(fā)明的生物干燥污泥過程中，基本是零排放，對環(huán)境不造成任何污染，適合在人口稠密的城市實施。生物干燥過程中除排放水蒸氣和少量二氧化碳?xì)?，不排放包括異味氣體在內(nèi)的其他任何污染環(huán)境的有害物質(zhì)。經(jīng)生物干燥后的污泥。不再稀稠粘連，疏松透氣， 略帶醬香味，可直接掩埋、鋪墊或用作種植用土。條件好的污泥添加恰當(dāng)?shù)妮o料處理后可直接當(dāng)作肥料使用，變廢為寶，化害為益。本發(fā)明方法基本不需要設(shè)備，操作工藝簡單，占用場地不大。經(jīng)測算，干燥每噸污泥需占場地約18m2(按堆放9天計)。如果每天干燥污泥1000噸，其干燥場地約30畝即可。本發(fā)明方法完全不需要耗能烘干，不需要對污泥進(jìn)行預(yù)成型處理和堆體構(gòu)建，更不需要密封發(fā)酵倉。在物料初始溫度和堆場環(huán)境溫度不低于15°C的條件下，可遮風(fēng)擋雨的普通水泥地坪上就可進(jìn)行。總之，本發(fā)明的污泥生物干燥方法相比于現(xiàn)有的污泥生物干燥方法，所需要加入的有機(jī)填充輔料的用量有大幅度的減少，每噸城市生活污泥只需要添加0. 1-0. 6噸的有機(jī)填充輔料，大大的降低了生產(chǎn)成本，整個過程只需要7-9天就可將城市生活污泥的含水量降低到30%以下，有害病菌和重金屬的含量也完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。整個干燥過程耗能低，耗時短，對環(huán)境不造成任何污染。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。一、試驗材料本實施例中所用到的“枯草芽孢桿菌菌種”購自中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心(CICC)，其商品編號是10163。采用通用的液體深層發(fā)酵方法，種子培養(yǎng)基用營養(yǎng)肉汁培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)培養(yǎng)基為豆粉、淀粉為主要原料的通用培養(yǎng)基。將培養(yǎng)基投放于發(fā)酵罐， 發(fā)酵容積為罐體體積的70%，121 高壓滅菌1. 5小時，冷卻至37°C時，將種子罐中已培養(yǎng)好的種子接種于發(fā)酵罐中，接種量為發(fā)酵體積的4%。通氣發(fā)酵36小時，通風(fēng)比為1 1.2。 菌體成芽孢率為90%時，停止發(fā)酵，加入助濾濟(jì)板框壓濾，濾餅用沸騰干燥方式干燥，所得菌粉芽孢含量為800-1000CFU/克，將菌粉用滑石粉配成50億CFU/克的產(chǎn)品用于污泥的好氧發(fā)酵。實施例1將含水率為75%的城市生活污泥運輸至水平地面摻入有機(jī)填充輔料攪拌均勻 (處理時的氣溫為15-20°C)，得到混合物；其中，城市生活污泥與有機(jī)填充輔料的重量比為 1 0.3(每一噸的城市生活污泥中摻入300公斤的有機(jī)填充輔料)，有機(jī)填充輔料由秸稈、 稻殼粉和雞糞按照任意的重量比例所組成，其水分含量小于25% ；向上述混合物中按照2%的接種量接入枯草芽孢桿菌菌劑，混合均勻，得到發(fā)酵物料；將發(fā)酵物料堆置高小于1. 3米大于0. 5米的長條形發(fā)酵垛(該長條形的發(fā)酵垛的長度和寬度可根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)定)進(jìn)行發(fā)酵；當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到40°C時(大約在發(fā)酵開始后的M小時)將發(fā)酵物料由原位置整體依次向左或向右位移，將物料上下里外顛倒的翻動，同時又在翻動過程中將物料攪拌、攪散，在翻動中讓發(fā)酵物料完全分散暴露在空氣中達(dá)20 60秒鐘；在第一次翻料處理后，當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到65°C時，進(jìn)行第二次翻料處理；以后每隔8-M小時翻料處理一次；在發(fā)酵開始后的8天物料的含水降至25%以下，物料溫度也降到了 40°C以下，實現(xiàn)了污泥的干燥。經(jīng)生物干燥后的污泥不再稀稠粘連， 疏松透氣，略帶醬香味，經(jīng)檢測，本實施例所發(fā)酵得到的產(chǎn)物的各性能指標(biāo)見表1。表 權(quán)利要求
1.一種城市生活污泥的生物干燥方法，包括以下步驟(1)將城市生活污泥與有機(jī)填充輔料按照1 0. 1-0. 6的重量比例混合均勻，得到混合物；O)向混合物中接入好氧性發(fā)酵菌劑，得到發(fā)酵物料；C3)將發(fā)酵物料堆置成長條狀的發(fā)酵垛進(jìn)行好氧發(fā)酵；(4)當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到38°C _42°C時，對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理；當(dāng)翻料處理后的發(fā)酵物料的溫度升到60°C _75°C時，進(jìn)行第二次翻料處理；以后每隔8-M小時翻料處理一次；(5) 當(dāng)發(fā)酵物料的含水量降至30wt%以下，即得。
2.按照權(quán)利要求1的生物干燥方法，其特征在于步驟(1)中所述的有機(jī)填充輔料選自作物秸稈、木屑、谷殼、雜草或家禽干糞便中的任意一種或一種以上按任意重量比例所組成的混合物。
3.按照權(quán)利要求1的生物干燥方法，其特征在于步驟(1)中將城市生活污泥與有機(jī)填充輔料按照1 0.1-0. 3重量比例混合均勻，得到混合物。
4.按照權(quán)利要求1的生物干燥方法，其特征在于步驟O)中所述的好氧性發(fā)酵菌劑選自枯草芽孢桿菌，黑曲酶或釀酒酵母。
5.按照權(quán)利要求1的生物干燥方法，其特征在于步驟(3)中的發(fā)酵垛高度控制在 0. 5-1. 3米之間。
6.按照權(quán)利要求1的生物干燥方法，其特征在于步驟(4)中在對發(fā)酵物料進(jìn)行好氧發(fā)酵時，當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到38°C _42°C時對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理。
7.按照權(quán)利要求6的生物干燥方法，其特征在于步驟中在對發(fā)酵物料進(jìn)行好氧發(fā)酵時，當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到40°C時對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理。
8.按照權(quán)利要求6或7的生物干燥方法，其特征在于步驟中在對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理后，當(dāng)翻料處理后的發(fā)酵物料的溫度升到60°C _75°C時，進(jìn)行第二次翻料處理；以后每隔8- 小時翻料處理一次。
9.按照權(quán)利要求1的生物干燥方法，其特征在于步驟(4)中所述的翻料方式為將發(fā)酵物料由原位置整體依次垂直于發(fā)酵物料垛長方形的方向向左或向右位移，將發(fā)酵物料上下里外顛倒的翻動，翻動過程中將物料攪拌、攪散。
10.按照權(quán)利要求9的生物干燥方法，其特征在于在翻動中讓發(fā)酵物料完全分散暴露在空氣中達(dá)20-60秒鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種城市生活污泥的生物干燥方法，包括(1)將城市生活污泥與有機(jī)填充輔料按照1∶0.1-0.6的重量比例混合均勻；(2)向混合物中接入好氧性發(fā)酵菌劑，得到發(fā)酵物料；(3)將發(fā)酵物料堆置成長條狀的發(fā)酵垛進(jìn)行好氧發(fā)酵；(4)當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到38-42℃時，對發(fā)酵物料進(jìn)行第一次翻料處理；當(dāng)發(fā)酵物料的溫度升到60℃～75℃時，進(jìn)行第二次翻料處理；以后每隔8-24小時翻料處理一次；(5)當(dāng)發(fā)酵物料的含水量降至30wt％以下，即得。本發(fā)明方法大大減少了有機(jī)填充輔料用量，只需要7-9天就將污泥的含水量降到30wt％以下，有害病菌和重金屬含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，具有步驟簡捷、耗時短、成本低等優(yōu)點。
文檔編號C02F11/02GK102372407SQ20101025213
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者袁登輝 申請人:袁登輝