[发明专利]城市生活污泥资源化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及污泥资源化工艺技术领域，特指一种好氧性生物-物理-化学联用快速发酵技术处理城市生活污泥资源化的工艺。

背景技术

污泥是指城市污水处理过程中产生的絮状泥粒，即污水中的固体成分，其特点为有机质含量较高，氮、磷、钾含量较高，水分含量较高(＞80％)因加入絮凝剂成胶体状，极难脱水处理，并含有大量的病原菌、寄生虫、有机污染物及杂草种子等，如将其堆放或填埋均可对周边环境带来严重污染。

目前对城市污泥处理(或处置)大致可分为①填埋、②热干化-焚烧、③堆肥-资源化。

我国目前主要使用填埋法处理城市污泥，一方面需要占用宝贵的土地资源，另一方面会造成垃圾成山、蚊蝇孳生，污染周围环境和地下水源，产生严重的二次污染。某些发达国家主要使用第二种焚烧的方法处理污泥，其存在的主要问题为投资大、处理成本高，焚烧后会排出气体和粉尘，此法不但浪费了资源，同时污染了环境。第三种堆肥处理法主要是将污泥经预处理后，经过发酵处理，研制生产有机肥和有机无机复混肥，此法较前两种方法有明显的优势；其优点是该项工艺的工程建设和运营成本低，操作方便，简单安全，卫生化水平高；其次是堆肥工艺、设备及相关设备研究相对成熟，从而为堆肥产业化提供了技术保障。对于城市污泥，根据其本身的特点，通过添加适当的膨松剂和调理剂进行高温好氧堆肥，可获得品质较高的有机肥料。而且，通过国内外大量实践和研究表明，城市污泥农用资源化是一种处理容量大、环境安全和经济可行的处置方法，同时也有利于维持和提高土壤肥力，有利于土壤资源的可持续利用和农业可持续发展。以城市污泥研制成的有机肥料用于城市园林绿地的建设，不仅是有效的污泥处置途径，实现城市废物的循环利用，而且也是城市绿化的要求。

由于城市污泥含水量高，C/N比低，且含有一定量的重金属，在进行堆肥处理时需添加一定比例的膨松剂和调理剂，以调节污泥水分和C/N比，保证堆肥的顺利进行，同时钝化重金属毒性，达到安全农用的目的。然而，目前对膨松剂、调理剂的选料和配比及堆肥组合工艺的的选择还存在缺陷，使堆肥时间较长，毒性重金属不能有效稳定化，污泥农用存在风险，同时处理成本相对过高，工厂化堆肥处理污泥难大规模的推广应用。

根据以上情况，本发明人检索了国内外有关城市污泥处理的一些专利发明，发现它们各有不足。中国专利号公开号CN1631821公开了一种城市污泥的处理方法，但是忽视了将脱水污泥作为燃料而可能产生的二次大气污染。中国专利公开号CN1762863，公开了一种污泥干化、资源化工艺，其中涉及到了将污泥脱水干化后发酵，进而造粒制成颗粒干污泥作为有机肥，不足之处是在将污泥干化时杀灭了污泥中的微生物，使发酵过程不易顺利进行，同时需要外加大量菌种，增加了处理成本。中国公开专利号CN1974492公开了一种用垃圾和污泥混合二次发酵生产微生物菌肥的方法，其优点是通过发酵解决了垃圾以及污泥对环境的污染问题，同时获得肥效较高的微生物菌肥，不足之处是没有考虑污泥和垃圾中的重金属对环境的影响。中国公开专利号CN1266832公开了一种城市污泥制造有机复合肥料的方法，其优点是用沸石作为污泥的膨胀调理剂，沸石可重复使用，但同时也增加了工艺流程步骤，增大了生产成本。

中国公开专利号CN1445182公开了一种用于有机污泥处理的改进方法，将污泥经过化学和/或物理预处理后，污泥中的细胞的可生物降解性极大地增加，同时还因为在膜式生物反应器中固-液分离和生物降解同时发生，可显著提高污泥效率，不足之处是采用的膜式生物反应器成本相对较高。中国公开专利号CN1654437公开了一种污泥交替好氧厌氧堆肥反应器，其中采用自制堆肥反应器及单片机自动控温的供氧系统，但此处理方法无法有效地降低污泥中重金属的毒性。中国公开专利号CN1727292公开了一种半干化与高温好氧堆肥发酵技术集成方法来处理污泥，此法可节约能源，自动化程度高，运行费用低廉，不足之处是该法只是单纯的处理污泥，没有提供综合处理其它城市有机废弃物的方法。中国公开专利号CN1900023公开了一种污泥制造有机肥的方法，采用城市污泥、粉煤灰、稻壳、草炭四种原料的组合配方，进行好氧堆肥发酵。不足之处是提高了堆肥物料混合的难度，采用的物料也增加了堆料重金属的含量。

发明内容

本发明的目的在于针对我国大量城市污泥处理难，提供一种经过无害化、稳定化、生物化处理后转为有机肥料，既变废为宝，减少环境污染，改善生态环境，改良土壤，又符合国家可持续发展战略，实现废弃资源的综合利用的好氧性生物-物理-化学联用快速发酵技术处理城市生活污泥资源化的新工艺。