[发明专利]一种低能耗、无污染的污泥高温好氧发酵工艺

说明书

技术领域

一种低能耗、无污染的污泥高温好氧发酵工艺，涉及脱水污泥好氧发酵处理技术，用于对城镇污水污泥的处理，也可用于下水道污泥，有机工业废水污泥等有机污泥的处理。 

背景技术

随着城市化的迅速发展，城镇环境治理的要求提高及城镇污水处理系统的完善，需处理的污水污泥数量巨大，且由于污泥性质的特殊性，其不仅含水率高，易腐烂，散发强烈的臭气，污泥中还含有有机物质、氮磷、重金属和盐类以及病原微生物和寄生虫卵，如不对污水污泥进行有效地处理处置，将会破坏环境，污染水体和土壤，危害人体健康，对污水污泥的处理处置和利用成为城市建设和发展关注的焦点。目前对污水污泥的处理处置主要通过焚烧、填埋、堆肥和投海等。采用焚烧处理处置方法虽然处理效果好，但是技术和设备复杂而且耗能大、费用较高，并会造成大气污染；填埋的方法受到场地、环境等条件的限制，目前在污泥运输距离的合理范围内已很难找到合适的地点；投海处置的方法由于会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链已造成威胁，国际已有公约明令禁止；污泥好氧发酵处理污水污泥不但可以达到稳定污泥的目的，同时还可制成肥料等，对农业的发展具有经济、简便、可资源化等优点，因而引起广泛的重视，并进行了大量的研究。现在的脱水污泥好氧发酵工艺，由于污泥含水率高，粘性大，污泥需用大量的辅料(如木屑、秸杆粉等)调节水份，以分散污泥，并要求碳氮比(C/N为20～30)。尽管如此，仍不能很好的将污泥混合破碎，现有堆肥工艺堆料颗粒大，运行时供氧的能耗高，堆料颗粒内部发酵不透，在堆肥过程中还会散发臭气污染工作环境，且堆肥产品还不能够达到稳定化、无害化、减量化、资源化要求和国家有关标准，因此也妨碍了好氧发酵技术在污泥处理中的推广应用。 

发明内容

为了克服现有好氧污泥发酵工艺不足，尤其存在能耗高，大量使用植物残体(如木屑、麦草屑、芦苇屑等)，污染环境，稳定化、无害化不彻底等方面的不足，发明人经长期研究提出了运行能耗低，使用植物残体少，不污染环境、发酵产品稳定化、无害化指标达到或优于国家标准的一种低能耗、无污染的污水污泥高温好氧发酵工艺。 

本发明工艺是这样实现的：首先对脱水污泥(含水率≤80％)不落地与辅料按1∶1的比例定量进入混合破碎机与辅料混合，以调整污泥的水份和减少工作环境的臭气污染和地面污染。辅料在工艺启动之初采用外加辅料(如木屑等)，待工艺正常运行后，则用本发明工艺的产品替代植物残体。经混合并破碎成小于20mm的堆料颗粒后，采用布料机将堆料颗粒均匀分布到发酵仓内堆成堆高为2.0m的堆体并用发酵腐熟产品覆盖，以有效减少堆料散发的气味。本发明工艺采用两仓合一发酵方式，即一次发酵仓和二次发酵仓合一的方式进行发酵，也可采用分仓方式，即一次发酵仓和二次发酵仓分开建设。发酵仓内设置可折卸、易清理、防堵塞的通风供氧系统对堆体内供氧，通风，风压为0.5kPa，使堆体内得到充分供氧并全仓保持好氧状态，控制碳氮比C/N为10～20，在此条件下，堆体在1天内体内温度上升至55℃以上，并在此温度下持续维持不少于6天；或温度上升至65℃以上，并在此温度下持续维持不少于4天，以充分杀灭病源菌和寄生虫卵，达到无害化。 

在仓内经6～8天的一次发酵后，堆料经翻堆设备翻堆进入二次发酵，再经10～20天二次发酵至腐熟，即能达到有机污染物质稳定化标准要求，污泥含水率降至40％以下，这种污泥发酵产品即可用作园林绿化、农业资源化处置。脱水污泥经本发明工艺处理，由80％含水率、黑色、发臭、有害的污泥，经过20～30天的好氧发酵，变成了含水率40％以下的土褐色、无害、无臭、减量可达到70％并能资源化利用的产品。 

本发明工艺的优点是：高含水率(含水率≤80％)的脱水污泥不落地，避免了工作场区的臭气污染和地面污染，直接与辅料进入新研制的混合破碎机混合、破碎，避免了工作场区的臭气污染和地面污染；将混合料破碎成直径≤20mm大小的堆料颗粒，由于堆料颗粒小，表面积大，氧利用率高，堆料松散，通风阻力较小，与常规(规范)方法相比较，不仅利于颗粒的完全发酵，而且堆料发酵时所需的风压、风量均是现有常规工艺的一半；由于布料均匀和堆料颗粒细小均一，本发明工艺的通风阻力较小，堆高2m时，风压仅需静压0.5kPa，远低于规范要求的堆高每增加1m，风压要求增加1～1.5Kp的要求，大大减低了能耗和运行费用；本发明工艺在低碳氮比，C/N为10～20的条件下进行发酵处理，因此除启动时需要外加辅料(如木屑等)外，正常运行时完全可以发酵产品替代，这就大大节省了外加辅料的购买和运输费用。