污泥發(fā)酵處理后制取有機無機復合肥項目

1、污泥發(fā)酵處理后制取有機無機復合肥項目近年來，隨著我國城市化進程的加快和國家確定的水資源保護規(guī)劃工程的陸續(xù)啟動，全國城鎮(zhèn)污水處理設施的建設速度隨之加快，城鎮(zhèn)污水處理率逐年提高，污水污泥的產(chǎn)生量相應地不斷增加，污泥的處理處置問題日益顯現(xiàn)出來。以科學的發(fā)展觀看，污泥處理是過程，污泥處置才是目的。污泥處置最為經(jīng)濟有效的方式就是生物資源循環(huán)利用，即污泥資源利用處置。在此提出的污泥堆肥和資源利用方案將污泥的處理、處置、污泥肥料的出路連為一體，系統(tǒng)解決，真正實現(xiàn)了污泥處理處置一體化與生物資源的循環(huán)利用，較好地實現(xiàn)了社會效益、經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的統(tǒng)一。一、關于污泥污泥是污水處理過程中的伴生物。它具有含水率高、

2、易腐爛、有惡臭、含有重金屬和大量寄生蟲卵及病原微生物等特性。隨著污水處理設施的普及和污水處理率的提高，污水處理廠產(chǎn)生的污泥量也將大大增加。1、污泥的種類：、按照來源分為：生活污水污泥、工業(yè)廢水污泥及給水污泥；、按照別離過程分為：沉淀污泥如初沉污泥、混凝沉淀污泥、化學沉淀污泥等和生活污泥如腐殖污泥、剩余活性污泥、生物膜法污泥等、按照成分和某些性質分為：有機污泥和無機污泥；親水性污泥和疏水性污泥、按照處理階段分為：生污泥、濃縮污泥、消化污泥即熟污泥、脫水污泥、干化污泥等2、污泥特性導致帶來種種的問題一是含水率高，一般在75%以上，高水分難以燃燒，運輸成本高，堆放占地面積大，直接填埋難度也大；二是含

3、有大量的有機物、豐富的氮磷鉀等營養(yǎng)物質，在合適的條件下極易腐爛產(chǎn)生惡臭、孳生蚊蠅；三是含有重金屬，如果不加選擇和控制施用，可能污染土地，造成不可逆的土地退化；四是污泥中的寄生蟲卵和病原微生物有潛在的傳播病毒的危險，可能使各種各樣的病毒蔓延。目前全國的大多數(shù)中小型城鎮(zhèn)污水處理廠和部分大中型城市污水處理廠采用的還是濃縮一脫水一外運填埋”的傳統(tǒng)方法，有的廠污泥沒有正常出路干脆在廠區(qū)或租地臨時堆放。污水處理廠沒有污泥穩(wěn)定化和無害化處理設施是普遍情況，顯然無法對污泥進行穩(wěn)定和消毒處理。大量生污泥直接外運填埋或堆放，不僅不符合國家頒布實施的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002要求，而且占用

4、大量土地，導致產(chǎn)生臭氣、蚊蠅、滲濾液等，并嚴重污染周圍環(huán)境和地下水。因此，在城市水污染治理的同時迫切需要解決污泥帶來的問題。有些污水處理廠將生污泥外運直接作肥料使用,這樣做實際上是有害的。因為，污泥在脫水前加入了一定量的聚丙烯酰胺等高分子絮凝劑，是便于污泥濃縮脫水，但是，污泥的凝聚過程形成了污泥直接作肥料的不溶解缺陷，也就是污泥難軟化，污泥施用多了或久了可能使土地硬化、板結或沙化。同時，未經(jīng)處理的污泥直接施入農田，污泥中的重金屬尤其是重金屬超標的污泥、寄生蟲卵和病原微生物，都有潛在的毒害危險，可能導致農作物和土壤嚴重污染和毒害，甚至影響人類的健康。以上剖析污泥的種種問題，并不是說污泥有百害而無

5、一利，實際上污泥是一種可利用的有機固體廢物，尤其是一種可再生的生物資源。因為污泥中含有大量促進植物生長的有機物質和豐富的氮磷鉀等營養(yǎng)成分，以及多種微量元素，是重要的有機肥資源和良好的土壤改進劑。污泥堆肥施入土壤后可增加土壤的保水和透氣性，提高土壤的排水能力。二、污泥處理和處置方法、污泥處理、處置的目的一是穩(wěn)定化，污泥中有機物含量一般到達60-70%，會發(fā)生厭氧降解，產(chǎn)生腐爛并惡臭，因此需要采用生物好氧或厭氧消化工藝，使污泥中的有機組分轉化成穩(wěn)定的最終產(chǎn)品，到達穩(wěn)定的目的，防止發(fā)霉、發(fā)臭造成環(huán)境的二次污染；二是減量化，通過減少污泥的含水率削減污泥的體積，降低污泥處理及最終處置費用；在污泥含水率7

6、0-80%時污泥呈現(xiàn)松軟狀態(tài)；含水率為60-70%的污泥幾乎成為固體狀態(tài)；在含水率10%左右時成粉末狀態(tài)。三是無害化，通過消蠹殺滅寄生蟲卵和病原微生物，防止傳染病通過污泥擴散；四是資源化，在處理污泥的同時實現(xiàn)化害為利、回收資源、循環(huán)利用。這四化”之中穩(wěn)定化、減量化是前提，無害化是核心，資源化是最終解決污泥出路的有效手段，是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的重要舉措。一般來說，污泥處理是指污泥經(jīng)單元工藝組合處理，到達減量化、穩(wěn)定化、無害化”目的的全過程。污泥穩(wěn)定化、無害化處理方法主要有干化、燃燒、厭氧消化、石灰穩(wěn)定和好氧堆肥。在污泥處理中，干化可較大規(guī)模地處理污泥，資源得到部分利用，國內已有城市嘗試采用，但干化過程

7、能源消耗大，費用高；燃燒是較為安全和徹底的處理方法，但投資高，能耗大，運行費用高昂，燃燒有異味；厭氧消化是目前大型污水處理廠采用較多的污泥穩(wěn)定處理工藝，但也存在建設周期長、投資費用高、工藝復雜，不適合中小規(guī)模城鎮(zhèn)污水處理廠采用，而且經(jīng)厭氧消化的污泥還存在一個最終處置的問題；石灰穩(wěn)定處理簡單、設施投資省，但由于處理后的污泥含有大量石灰，pH值偏高，給最終土地利用造成困難。相比之下，好氧堆肥具有工藝簡單、投資少、運行費用低、能有效殺滅病原微生物、可因地制宜利用當?shù)氐母鞣N資源等突出特點，符合中小城鎮(zhèn)污水處理廠的白身特點和地域優(yōu)勢。污泥的處置方式由于國內外各地具體情況不同，選擇的方法各有側重，但總的說

8、來以土地利用所占比重較大。我國為保護海洋生態(tài)環(huán)境，沿海地區(qū)污泥海洋投放已被嚴格禁止；污泥填埋需要占用大量土地，并且存在滲濾液污染地表水與地下水系的危險，污泥即便是送到衛(wèi)生填埋場與垃圾混合填埋，也可能對滲濾液和沼氣收集系統(tǒng)造成堵塞，帶來安全隱患；而污泥經(jīng)過好氧堆肥后作為生物資源再利用，用于農業(yè)和林業(yè)種植、園林綠化和土地復墾，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展方向，是一種安全、有效、經(jīng)濟、合理的處理處置方式。、污泥堆肥的適用性與可行性1、適用性、污泥重金屬要符合污泥農用標準在污水處理過程中通過污泥的吸附、沉淀和濃縮，使得污泥中富集了污水中的各種重金屬，所以在考慮污泥農用時，首先必須考慮污泥中重金屬的安全性，也就是

9、必須符合農用污泥中污染物控制標準:GB4284-84。城鎮(zhèn)污水處理廠所處理的污水，一般為居民生活和城鎮(zhèn)工業(yè)的混合污水。根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB18918-2002將Cu和Zn的限制標準調整為800/1500和2000/3000mg/kg。因此一般的城市污水處理廠污泥有害成分是比較低的，除銅和鋅含量略高于標準外，其余的元素均遠低于標準。因此，城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥采用好氧堆肥之后土地利用是適宜的，也是安全的。、發(fā)酵過程中的輔助原料污水處理廠的脫水污泥含水率一般在70%左右，直接堆肥是不可能的，因此，要加入一些輔助材料，比方秸稈粉、木屑等膨松劑調節(jié)水分，增加孔隙度。對于不同地域的城鎮(zhèn)來說

10、，也可以因地制宜選擇一些能長期供給和數(shù)量充足的材料，比方秸稈粉、稻殼、木屑、菇渣、蔗渣等廢棄物，充分利用當?shù)刎S富的種植農業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)有機固體廢物做輔料資源。利用城鎮(zhèn)污水處理廠污泥與作物秸稈或其它廢棄物好氧堆肥，既解決了污泥問題，又生產(chǎn)了微生物活性較高的有機肥，用于農業(yè)大田生產(chǎn)，果樹種植、園林綠化是很好的肥料，對于減輕長期施用化肥造成的農村環(huán)境污染，增加土壤肥力，提高農產(chǎn)品品質，增加農業(yè)收入，具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。每一個中小型城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理實際上就形成一個小型有機肥生產(chǎn)廠，因為污泥堆肥產(chǎn)品是一種高效、優(yōu)質、安全的有機肥料。三、可行性1、符合排放標準要求國家頒布的城鎮(zhèn)污水

11、處理廠污染物排放標準GB18918-2002，從2003年7月1日已正式實施，標準對城鎮(zhèn)污水處理廠污泥排放提出了較為嚴格和明確的要求。標準亦將好氧堆肥列入污泥穩(wěn)定化處理的方法之一，與厭氧消化和好氧消化相比，好氧堆肥除了有穩(wěn)定化作用有機物降解夕卜，還有無害化作用殺菌消毒。這是由于好氧堆肥過程在好氧微生物降解有機物的同時，釋放出大量的能量熱量，堆肥物料溫度可以上升至6070C,殺滅病原微生物和寄生蟲卵。因此，好氧堆肥工藝是處理城市污水污泥、生活垃圾以及集約化飼養(yǎng)場畜禽糞便的最有效方式之一。污水污泥通過好氧堆肥可以到達城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準中規(guī)定的污泥穩(wěn)定化、無害化處理要求：含水率65;有機物

12、降解率50,蠕蟲卵死亡率95,糞大腸菌群菌值。2、污泥養(yǎng)分可利用隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，各種有機固體廢棄物的排放量也日益增多，城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥中含有大量促進農作物生長的有機物質和植物需要的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分和多種微量元素，是重要的有機肥資源和良好的土壤改進劑。利用城鎮(zhèn)污水處理廠污泥生產(chǎn)肥料，一方面其產(chǎn)品是有機肥，對改善土壤性能與提高土地肥力，維持農作物長期的優(yōu)質高產(chǎn)都是有益的，是農林業(yè)和園林綠化的需要；另一方面，隨著城市化進程的加快，人民生活水平的不斷提高，居民對生活環(huán)境的衛(wèi)生要求也日益嚴格，從節(jié)省資源與改善環(huán)境角度出發(fā)，都有必要把實現(xiàn)有機固體廢棄物資源化作為固體廢棄物

13、無害化處理、處置的重要措施。3、成熟的發(fā)酵工藝利用有機固體廢棄物生產(chǎn)堆肥，已有幾千年的歷史，隨著生產(chǎn)力發(fā)展和科技進步，堆肥化技術已得到不斷改進。目前污泥堆肥工藝及設備已得到廣泛應用，是一項較為成熟的處理工藝。正是由于污泥堆肥化技術在實際應用中可以到達穩(wěn)定化、無害化和資源化”的多重效果，并且具有經(jīng)濟、實用、不需外加能源、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，污泥還可與作物秸稈、剪枝樹葉、畜禽糞便等其它廢棄物一同處理，目前已愈來愈成為一種主要的處理方法。污泥好氧堆肥處理技術，具有工藝成熟、投資少、運行費用低、有效殺滅病原微生物和資源化農用肥效高等突出特點，是一種安全、可靠、經(jīng)濟、有效，相對妥善和有利于區(qū)域土壤有機

14、質平衡的污泥無害化處理工藝和資源化處置手段，適合科學發(fā)展觀和我國國情。4、產(chǎn)品安全可靠、有廣闊市場污泥經(jīng)過好氧堆肥處理后，病原菌滅活、有機物腐殖質化、重金屬穩(wěn)定化，植物可利用形態(tài)養(yǎng)分增加，其C/N比、物理性狀、無毒化程度、溶解度、養(yǎng)分平衡等都得到很大改善。堆肥產(chǎn)品的氮、磷、鉀總養(yǎng)分大于4%，有機質含量大于30%，重金屬含量低于農用標準，是一種高效、優(yōu)質、安全的有機肥料，完全符合農業(yè)部標準有機肥料NY525-2002?？梢杂糜诔鞘芯G化、草坪施肥及大田、果樹等農用肥料，由于污泥肥料產(chǎn)品具有明顯的性能價格比優(yōu)勢，市場銷售情況良好。在我國，城市園林綠化事業(yè)的蓬勃發(fā)展，需要大量的苗木花卉草坪基地。而污泥

15、堆肥用于花卉苗圃，一是可以改進土壤，增加土壤有機質和養(yǎng)分；二是促進苗木和花卉生長；三是污泥中的一些重金屬和有害物質不進入食物鏈，同時樹木園林花卉對重金屬和有害物質有一定的凈化功能。當前我國正進行大規(guī)模生態(tài)建設，大面積植樹種草，污泥堆肥用于城市園林綠化和防護林建設是最合適的途徑；另外污泥堆肥也可作為果樹與大田農作物的基肥使用，以增加作物產(chǎn)量。四、堆肥技術與工藝選擇1、堆肥過程堆肥一般分好氧和厭氧堆肥。好氧堆肥是在有氧氣條件下有機物的分解過程，其代謝產(chǎn)物主要是二氧化碳、水和熱；厭氧堆肥是在無氧氣條件下有機物的分解，厭氧分解最后的代謝產(chǎn)物是甲烷、二氧化碳和許多低分子量的中間產(chǎn)物，如有機酸等。厭氧堆肥

16、與好氧堆肥相比較，單位重量的有機質降解產(chǎn)生的能量較少，而且厭氧堆肥通常容易產(chǎn)生臭味。由于這些原因，幾乎所有的堆肥工程系統(tǒng)都采用好氧堆肥。好氧堆肥是在有氧氣條件下，借助好氧微生物主要是好氧細菌的作用，有機物不斷被分解轉化的過程。好氧堆肥一般分三個階段：1升溫階段一般指堆肥過程的初期，在該階段，堆體溫度逐步從環(huán)境溫度上升到45C左右，主導微生物以嗜溫性微生物為主，包括真菌、細菌和放線菌，分解底物以糖類和淀粉類為主。2高溫階段堆溫升至45C以上即進入高溫階段，在這一階段，嗜溫微生物受到抑制甚至死亡，而嗜熱微生物則上升為主導微生物。堆肥中殘留的和新形成的可溶性有機物質繼續(xù)被氧化分解，復雜的有機物如半纖

17、維素、纖維素和蛋白質也開始被強烈分解。微生物的活動也是交替出現(xiàn)的，通常在50C左右時最活躍的是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到60C時真菌幾乎完全停止活動，僅有嗜熱性細菌和放線菌活動，溫度升到70C時大多數(shù)嗜熱性微生物已不再適應，并大批進入死亡和休眠階段?，F(xiàn)代化堆肥生產(chǎn)的最正確溫度一般為55C,這是因為大多數(shù)微生物在該范圍內最活躍，最易分解有機物，其中的寄生蟲卵和病原微生物大多數(shù)可被殺死。3降溫階段高溫階段必然造成微生物的死亡和活動減少，白然進入低溫階段。在這一階段，嗜溫性微生物又開始占據(jù)優(yōu)勢，對殘余較難分解的有機物作進一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆體發(fā)熱量減少，溫度開始下降，有機物趨于穩(wěn)

18、定化，需氧量大大減少，堆肥進入腐熟或后熟階段。2、堆肥工藝簡述隨著科學技術的發(fā)展，堆肥技術的理論研究及實際工程應用也日臻完善。目前常用的堆肥工藝主要有：條垛式堆肥、發(fā)酵槽池式堆肥工藝。工藝一：條垛式堆肥工藝條垛堆肥工藝按其有無機械化攪拌裝置可分為靜態(tài)堆肥和動態(tài)堆肥兩類。1靜態(tài)堆肥典型的條垛靜態(tài)堆肥技術亦稱中國式堆肥，堆肥物料在經(jīng)整理后的地面和通風管道系統(tǒng)上，通過強制通風來保證堆肥過程所需的氧氣，堆體外表覆蓋約30厘米的腐熟堆肥，以減少臭味的擴散及保證堆體內維持較高的溫度，整個堆肥周期為34周。2動態(tài)堆肥動態(tài)堆肥處理技術是國外較為傳統(tǒng)的堆肥方法之一，有著較為廣泛的應用。它采用輪式或履帶式機械翻堆

19、的手段使堆肥物料與空氣接觸而補給氧氣。動態(tài)堆肥典型工藝流程為用輪式裝載機將堆肥物料堆積成三棱形錐體，為保證堆體中的碳氮比和含水率，需先將各種物料進行混合。堆肥過程中堆體溫度可達75C,通過翻堆機械可保證堆體內的氧氣供給，翻堆頻率大約為每周兩次。翻堆的過程只是將堆肥物料向后甩，整個堆體向后移動幾米。整個堆肥過程大約需要23周的時間。工藝二：發(fā)酵槽池式堆肥工藝發(fā)酵槽式堆肥改變了條垛式堆肥的露天堆肥方式，把發(fā)酵槽放到了廠房或隧道倉中，堆肥工藝按其處理構筑物形式可分為陽光棚發(fā)酵槽和隧道式發(fā)酵倉兩類。1陽光棚發(fā)酵槽陽光棚發(fā)酵槽方式，利用了陽光棚的透光和保溫性能，充分利用充足的太陽能量，提高發(fā)酵槽內溫度，

20、即使在寒冷的冬天也能保證正常發(fā)酵。發(fā)酵槽的尺寸一般根據(jù)所處理物料量的多少及選用的翻堆設備型號來決定。發(fā)酵槽式堆肥使用攪拌式翻堆機、鏈板式翻堆機、雙螺旋式翻堆機均可，都是通過翻堆機攪拌并使物料后移。發(fā)酵槽底部安裝有通風管道系統(tǒng)，通過強制通風來保證堆肥過程所需的氧氣。堆肥物料一般在入槽后3天即可到達45C，在槽內要求溫度55C以上持續(xù)7天左右，堆肥周期為1215天。2隧道式發(fā)酵倉隧道式發(fā)酵倉堆肥裝置是封閉式的。由于把發(fā)酵槽做成了相互獨立的隧道式結構，象一節(jié)矩形斷面的隧道，物料在發(fā)酵過程和翻堆時產(chǎn)生的一些臭氣和粉塵，可以通過廢氣收集管道抽出并集中進行處理，盡可能減少對環(huán)境和人員帶來的不利影響。發(fā)酵倉

21、的尺寸和數(shù)量可以根據(jù)所處理物料量的多少來決定。發(fā)酵的翻堆作業(yè)采用翻堆機或裝載機，在發(fā)酵倉的底部有通風管道，并通過控制系統(tǒng)向發(fā)酵倉內供風。隧道式發(fā)酵倉堆肥周期為1215天，堆肥溫度可以上升至60-70Co3、堆肥工藝選擇就城鎮(zhèn)污水處理廠而言，堆肥工藝的選擇應既滿足污泥穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求，又能到達投資及運營成本低、技術工藝成熟、操作管理方便。根據(jù)中小城鎮(zhèn)污水處理廠的白身特點，工程在選擇建設地址時一般已避開人口密集的居民區(qū)和重要的經(jīng)濟文化區(qū)域，環(huán)境的敏感程度要求不高，因此選擇發(fā)酵槽池式堆肥工藝即可。五、污泥處理技術路線中小城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥處理，應適應其白身特點，遵循經(jīng)濟、實用、安全、有

22、效的原則，選擇具有工藝成熟、投資較少、運行費用低、產(chǎn)品有附加值等特點的處理工藝，形成獨具特色的中小城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理的工藝路線。好氧堆肥處理工藝在以上的方方面面確實具有很強的競爭力，不失為污泥處理的最有效方式之一。污泥好氧堆肥處理技術路線是：1、混合調質污泥混合調質的目的是調整脫水污泥的水分和碳氮比，并加大疏松程度，增加與空氣的接觸面積，有利于好氧發(fā)酵。同時添加外源菌種VT菌以促進發(fā)酵過程快速進行，并抑制臭氣的產(chǎn)生。2、好氧堆肥好氧堆肥在發(fā)酵槽池內進行，靠強制通風來供給氧氣。在堆肥過程中，物料中有機物在好氧微生物作用下開始發(fā)酵，首先是易分解物質分解，產(chǎn)生CO2和H2O,同時產(chǎn)生熱量使溫度上

23、升。這時微生物吸取有機物中的碳、氮等營養(yǎng)成分，在合成細胞質白身繁殖的同時，將細胞中吸收的物質分解而產(chǎn)生熱量，發(fā)酵能進行高效率的分解。一般來說經(jīng)過最少7天的平均溫度保持在55C以上的發(fā)酵，大部分有機物已被降解，由于有機物的減少及代謝產(chǎn)物的累積，微生物的生長及有機物的分解速度減緩，發(fā)酵溫度開始降低，此時有機質基本穩(wěn)定。堆肥過程中氧的供給情況和發(fā)酵保溫程度對堆肥的溫度上升有很大影響，發(fā)酵周期約為1215天。3、陳化堆肥發(fā)酵后的污泥尚未到達腐熟，需要繼續(xù)進行陳化二次發(fā)酵。陳化的目的是將污泥中剩余有機物進一步分解、穩(wěn)定，陳化后期堆肥的溫度逐漸下降，穩(wěn)定在40C左右，含水率可降低至35%以下，堆肥腐熟后形成腐殖質。4、加工制肥污泥堆肥要作為產(chǎn)品銷售還應根據(jù)肥料用途和市場需要進行加工，制肥的目的就是提高污泥堆肥的肥效和商品性，進而提高綜合經(jīng)濟效益。5、尾氣除臭在好氧堆肥過程中有臭氣產(chǎn)生，主要是氨、硫化氫、甲基硫醇、胺