專利名稱：一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，更具體地說，涉及在處理過程中通過獨特的混料方式、新型的曝氣系統(tǒng)、高效的翻堆方式和機械自動化程度較高的控制系統(tǒng)，通過對堆肥過程中堆體的溫度、氧濃度、曝氣量、發(fā)酵時間等方面的控制，實現(xiàn)高效低耗快速發(fā)酵和臭氣有效控制的堆肥工藝。
背景技術(shù)：
在我國城市化進程加快、城市人口急劇增加、國家對環(huán)保事業(yè)投入不斷增長的推動下，我國污水處理廠數(shù)量連年增加，污水處理能力不斷提高，由此產(chǎn)生的污泥也將保持較大幅度的增長。據(jù)中國環(huán)境科學(xué)研究院測算，到2010年，我國各城市污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥將達3000余萬噸，占我國年總固體廢棄物排放量的5%以上。但是，目前污泥處理和利用技術(shù)在我國還剛剛起步，全國現(xiàn)有污水處理廠中，配套建有污泥處理設(shè)施的不到十分之一。大多數(shù)城市的污水處理廠只完成了水和固體物的分離，沒有對污泥進行處理，更談不上資源化利用，很多地方的污泥處理方式其實就是在城郊挖個坑埋了，甚至直接倒到河里。近年來，各地因污泥引發(fā)的二次污染事件不斷增多，引起群眾的不滿。長此以往，不徹底的治污方式將使保護環(huán)境的污水處理廠成為污染大戶。未來十年，城市污泥無害化處理和資源化利用，將成為我國新的環(huán)保投資重點領(lǐng)域。污泥處置的主要方法有堆肥、填埋、焚燒、熱干化等。堆肥法以其成本低廉，能有效殺滅病原菌和除臭、達到廢物減量化和穩(wěn)定化的效果等優(yōu)點而倍受人們的關(guān)注，并已成為當前污泥無害化和資源化的重要方法之一。但現(xiàn)有堆肥工藝存在以下問題第一，占地面積大。第二，臭氣問題以及處理成本高，污泥好氧堆肥過程中產(chǎn)生大量臭氣，傳統(tǒng)的臭氣收集方式系統(tǒng)投資、能耗較高。第三，傳統(tǒng)堆肥工藝在混料階段需要添加大量的干料，干料包括秸稈粉、木屑和花生殼粉等，由于干料的季節(jié)性，從而提高了處理的成本。第四，堆肥車間環(huán)境惡劣，對操作工人的人身安全構(gòu)成危害。

發(fā)明內(nèi)容
術(shù)語定義生料污水處理廠脫水污泥。熟料也稱回填料、營養(yǎng)土。干料也稱調(diào)理劑，主要成分為秸稈粉、稻殼、鋸末、花生皮等。螺旋無軸或有軸螺旋輸送機簡稱。皮帶皮帶輸送機簡稱。翻堆機同翻拋機。轉(zhuǎn)倉機同移行車、移行機。本發(fā)明提供的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝包括如下步驟a)混料將含水率75 % 85 %的脫水污泥與含水率約25 % 50 %回流熟料按照一定比例通過混料機混合均勻；b)進料布料將混合好的物料(含水率約45% 65% )通過接于混料機出料口的進料皮帶輸送至堆肥倉頭，由布料系統(tǒng)將物料均勻的布于倉頭；c)高溫堆肥布料完成后，通過翻堆機的翻拋作用將物料進一步充分混合，并在翻拋過程中迅速蒸發(fā)掉大量的水蒸氣，降低堆體含水率；d)新型曝氣系統(tǒng)通過底部鼓吸結(jié)合的新型曝氣系統(tǒng)，使氧氣在堆體內(nèi)部的形成有效的循環(huán)，臭氣收集率高，并能在冬季防止外界溫度較低的空氣進入堆體影響高溫的保持；d)出料在翻堆過程中，倉內(nèi)的物料整體向倉尾移動，并在倉尾通過出料皮帶輸送出料，出料的含水率在25% 50% ；出倉的物料即為完成高溫堆肥的熟料，一部分返回作為混料階段的回流熟料，一部分即為營養(yǎng)土。通過該過程實現(xiàn)城市污泥的無害化、穩(wěn)定化和資源化。同時堆肥過城中產(chǎn)生的臭氣被集中收集，通過生物濾池處理后排放。本發(fā)明堆肥處理工藝混料過程的特點是在堆肥配方中不添加調(diào)理劑，不同于傳統(tǒng)堆肥工藝需添加大量的秸稈、木屑、蘑菇渣、花生殼等，直接采用回流熟料返混。本發(fā)明堆肥處理工藝進料布料過程的特點是采用皮帶搭接的方式實現(xiàn)自動進料和布料，將混合好的物料均勻布置在每個發(fā)酵倉倉頭，其優(yōu)勢在于通過靈活的連接方式使布料能夠更加高效準確。本發(fā)明堆肥處理工藝好氧發(fā)酵倉為隧道式結(jié)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)槽式發(fā)酵倉，單倉尺寸為45 X 5 X 6m，倉頂封閉，倉頭倉尾采用自動卷簾門封閉，臭氣收集效率遠高于傳統(tǒng)發(fā)酵倉。本發(fā)明堆肥處理工藝高溫堆肥階段的特點是在高溫堆肥階段，倉底曝氣系統(tǒng)使用分區(qū)域多段供氣控制通風(fēng)量，曝氣方式為鼓吸結(jié)合，以溫度和含氧量為監(jiān)測指標，曝氣風(fēng)機和吸氣風(fēng)機聯(lián)動，根據(jù)物料要求調(diào)解鼓吸時間，從而保證發(fā)酵各階段堆體供氧量滿足微生物生長繁殖需求。同時，一方面充分利用風(fēng)機氧氣量，節(jié)約風(fēng)機能耗；另一方面更加高效的收集堆肥過程中產(chǎn)生的臭氣。本發(fā)明堆肥處理工藝在高溫堆肥階段，封閉的發(fā)酵倉內(nèi)始終保持微負壓狀態(tài)，防止臭氣外溢。本發(fā)明好氧堆肥處理工藝翻堆和出料是一個聯(lián)動的過程，翻堆機在進入發(fā)酵倉時，出料皮帶同時開啟，翻拋出的熟料直接由出料皮帶輸出。本發(fā)明得到的熟料即為營養(yǎng)土，可作為土壤劑改良劑，可用于城市草坪、花卉種植、園林綠化、荒漠植被、荒山綠化等方面，也可根據(jù)土壤情況及農(nóng)民的需要加入一定量的增效無機化肥，再經(jīng)充分混合后制成顆粒，包裝后使用。


附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。附圖2為本發(fā)明高溫堆肥倉外形效果圖。附圖3為本發(fā)明具體實例曝氣系統(tǒng)布置圖。附圖4為本發(fā)明具體實例曝氣量示意圖。
附圖5為采用鼓吸結(jié)合的新型曝氣系統(tǒng)發(fā)酵倉內(nèi)溫度分布圖。附圖6為采用單純鼓風(fēng)的曝氣系統(tǒng)的發(fā)酵倉內(nèi)溫度分布圖。
具體實施例方式1、泥質(zhì)分析選用符合農(nóng)用或園林綠化使用的污泥；2、實施例(1)建立一個標準倉，單倉尺寸為45X5X6m，倉頂封閉，倉頭倉尾采用自動卷簾門封閉，具有配套完整的工藝設(shè)備及設(shè)施，包括混料、進料布料系統(tǒng)、新型曝氣系統(tǒng)、翻堆機械、出料輸送回流系統(tǒng)及生物除臭濾池等。(2)調(diào)試階段調(diào)試階段一方面完成各工藝設(shè)備的正常運行和聯(lián)合試車，另一方面制備返混熟料，制備返混熟料主要有3種方式第一是直接使用熱干化后的污泥；第二是采用晾曬方式獲得的大于或等于1.5倍日處理量的含水率25% 50%的污泥；第三是采用干料混料產(chǎn)生含水率25% 50%的熟料。不同的污水處理工藝和不同的污泥脫水工藝下得到脫水污泥物化性質(zhì)也不同，故按照實際泥質(zhì)報告計算混料配比，將混合后物料的C/N(碳氮比)調(diào)節(jié)在15% 25%，含水率調(diào)節(jié)在45 % 65 %，具體計算方式如下
,,(a XMa) + CbXAdbJ + CcXMcJ + ......
C/N 比=_
a + b + c + ......+ [%CbXbX (1 —Mb) ]+ [%CcXcX (1 —Mc) ]+ ……
含水率=+ [%Nb Xb X (1 —Mb) ]+ [%Nc Xc X (1 —Mc) ]+ ……注a、b、c......為原料總重量；Ma、Mb、Mc......為原料水分含量；％ Na、Nb、
Nc......為原料的氮含量(干重％ ) ； % Ca, Cb, Cc......為原料的碳含量(干重％ )。進料后翻堆機每天翻堆物料1次，同時打開風(fēng)機以利于水蒸氣的快速散發(fā)。根據(jù)不同季節(jié)的環(huán)境溫度和調(diào)試階段的運行情況，通過控制風(fēng)機啟停時間來使堆體的溫度保持在50°C 70°C，堆體中氧濃度含量在5% 15%。(3)實施運行階段混料過程采用調(diào)試階段獲得的返混熟料與生污泥(含水率75% 85%)均勻混合，生成含水率約45% 65%的物料；進料布料按工藝設(shè)計量進行進料布料，單倉進料量為25m3 35m3 ；高溫堆肥曝氣、翻堆和臭氣收集處理是高溫堆肥階段的關(guān)鍵。曝氣采用倉底布管的方式供氣，曝氣方式為鼓吸結(jié)合，各區(qū)域曝氣量以圖1為準0 9m區(qū)域曝氣量為2250m3//h (鼓風(fēng))，9 2 !區(qū)域曝氣量為1800m3//h (鼓風(fēng))，M 45m區(qū)域抽氣量為 5250m3//h(吸風(fēng))。曝氣量由通風(fēng)管管徑和管上風(fēng)孔數(shù)量控制。翻堆頻率為每倉每天1次，單次翻堆距離為2. 5米 4米，物料在倉內(nèi)的停留時間為11天 18天，在此階段必須保證堆肥溫度在50°C以上維持8天以上。曝氣過程中，通過鼓吸結(jié)合的新型曝氣系統(tǒng)收集臭氣，收集效率高，并輸送至生物濾池處理排放。期間發(fā)酵倉內(nèi)的物料溫度分布情況如附圖5所示。出料翻堆機進入倉內(nèi)翻堆時，出料皮帶同時啟動，完成熟料的出料。經(jīng)14天左右的時間發(fā)酵后物料的含水率已降至40%以下，種子發(fā)芽指數(shù)大于 60 %，糞大腸菌群值小于0.01，物料均勻，符合土地利用的相關(guān)要求。除說明書所述技術(shù)特征外，均為本專業(yè)人員的已知技術(shù)。3比較例其他實施方法不變，只是采用底部全部鼓風(fēng)的普通曝氣系統(tǒng)。實施過程中發(fā)酵倉內(nèi)的溫度分布情況如附圖6所示。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝包括如下步驟a)混料將含水率75% 85 %的脫水污泥與含水率約25 % 50 %回流熟料按照一定比例通過混料機混合均勻；b)進料布料將混合好的物料(含水率約45% 65%)通過接于混料機出料口的進料皮帶輸送至堆肥倉頭，由布料系統(tǒng)將物料均勻的布于倉頭；c)高溫堆肥布料完成后，通過翻堆機的翻拋作用將物料進一步充分混合，并在翻拋過程中迅速蒸發(fā)掉大量的水蒸氣，降低堆體含水率；d)新型曝氣系統(tǒng)通過底部曝吸結(jié)合的新型曝氣系統(tǒng)，使氧氣在堆體內(nèi)部的形成有效的循環(huán)，臭氣收集率高，并能在冬季防止外界溫度較低的空氣進入堆體影響高溫的保持；d)出料在翻堆過程中，倉內(nèi)的物料整體向倉尾移動，并在倉尾通過出料皮帶輸送出料，出料的含水率在25% 50% ；出倉的物料即為完成高溫堆肥的熟料，一部分返回作為混料階段的回流熟料，一部分即為營養(yǎng)土。通過該過程實現(xiàn)城市污泥的無害化、穩(wěn)定化和資源化。同時堆肥過城中產(chǎn)生的臭氣被集中收集，通過生物濾池處理后排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是在堆肥配方中不添加調(diào)理劑，不同于傳統(tǒng)堆肥工藝需添加大量的秸稈、木屑、蘑菇渣、花生殼等，直接采用回流熟料返混。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是脫水污泥與回流熟料比例(質(zhì)量)為1 1 1 0.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是脫水污泥與回流熟料混合后的含水率為45% 65%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是采用皮帶搭接的方式實現(xiàn)自動進料和布料，將混合好的物料均勻布置在每個發(fā)酵倉倉頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是好氧發(fā)酵倉為隧道式結(jié)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)槽式發(fā)酵倉，單倉尺寸為45 X 5 X 6m,倉頂封閉，倉頭倉尾采用自動卷簾門封閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是進倉物料依靠滾筒式翻堆機的翻拋作用向前移動，單次移動距離為2. 5米 4米。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是在高溫堆肥階段，倉底曝氣系統(tǒng)使用分區(qū)域多段供氣控制通風(fēng)量，曝氣方式為鼓吸結(jié)合，以溫度和含氧量為監(jiān)測指標，曝氣風(fēng)機和吸氣風(fēng)機聯(lián)動，根據(jù)物料要求調(diào)解曝吸時間，從而保證發(fā)酵各階段堆體供氧量滿足微生物生長繁殖需求。同時，一方面充分利用風(fēng)機氧氣量，節(jié)約風(fēng)機能耗；另一方面更加高效的收集堆肥過程中產(chǎn)生的臭氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥工藝，其特征是發(fā)酵倉底部布置風(fēng)機管道，曝氣系統(tǒng)分為H段和C段，H段管道布置為0. 5 1. 5mX 16 28根，C段的管道布置為1. 0 3. OmX 10 20根。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥工藝，其特征是在高溫堆肥階段，封閉的發(fā)酵倉內(nèi)始終保持微負壓狀態(tài)，氣體在堆體內(nèi)部流動，防止臭氣外溢，臭氣收集效果好。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，其特征是翻堆和出料是一個聯(lián)動的過程，翻堆機在進入發(fā)酵倉時，出料皮帶同時開啟，翻拋出的熟料直接由出料皮帶輸出。全過程自動化程度高。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機械化自動化程度較高的城市污泥高溫好氧堆肥處理工藝，采用了一種鼓吸結(jié)合的新型曝氣系統(tǒng)，對于堆體的保溫、除臭和氧濃度的保持均具有良好的效果，是一種能高效促進污泥中有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物處理技術(shù)。該工藝是一個可受人為控制的生物過程，通過對進料性質(zhì)、物料配比、曝氣模式等方面的有效控制來提高生物降解效率，具有發(fā)酵溫度高、降解徹底、堆制周期短、異味小、機械自動化程度高等優(yōu)點。包括混料、進料布料、高溫堆肥、曝氣控制、出料和返混等工藝步驟。臭氣經(jīng)負壓集中收集，通過生物濾池處理后排放。通過該過程實現(xiàn)城市污泥的無害化、穩(wěn)定化和資源化。
文檔編號C05F17/00GK102557368SQ20101059525
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者李亮, 王大鵬, 王濤, 馬磊 申請人:機科發(fā)展科技股份有限公司