一种除臭灭菌低污染的污泥有机复合肥的制备工艺的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种除臭灭菌低污染的污泥有机复合肥的制备工艺。
【【背景技术】】
[0002]污水厂、水库清淤等污泥类，如果重金属、有机氯等接近合格，通常可以被用来制作有机肥以便资源化，目前主要资源化方法有:好氧堆肥法和厌氧发酵法两类。目前好氧堆肥为高污染处理技术，主要为废气污染；厌氧发酵设备成本极高，运行可靠性差；除此之夕卜，目前，污泥有机肥化的问题在于:
[0003]一、原料阶段:
[0004]1.污泥脱水与干燥难，污泥发酵前通常必须将水分控制到较低水平，但污泥中的聚丙烯酰胺使其难以脱水干燥，使污泥含水率通常在85%左右，必须有良好的降解聚丙烯酰胺的方法，才能使污泥含水率下降到50% -60%左右以适合堆肥或填埋，目前工业化的处理方法主要有先加氯化铁调理后用石灰碱性灭菌/ 二次压榨的方法；目前文献中有使用硝酸、双氧水、次氯酸钠、热/氧气处理降解聚丙烯酰胺的方法已为众人所知，相应地使用双氧水/亚铁离子、臭氧、二氧化氯、过硫酸盐等处理也可同行简单推导出来；但问题在于这些实验室方法因设备腐蚀、设备投资大、安全性差等问题尚未工业运行，且衔接后续处理工艺未解决。
[0005]2.重金属容易超标，使用理论上的酸洗工艺则成本高，废酸难以处理，其中使用硝酸时优势在于硝酸氧化降解能力强，但存在着反应产物中的一氧化氮释放污染空气问题尚未解决，磷酸则重金属去除率不好，硫酸盐酸等成本低廉，去除重金属能力好，但压榨出水难以资源化与回池。
[0006]3.污泥灭菌难，往往导致污泥储存中及高温干燥时恶臭问题，理论上灭菌与处理聚丙烯酰胺方式相似。
[0007]二、发酵阶段:
[0008]1.将有机物大分子生物分解的时间长，设备投资大，同时往往需要添加大量秸杆等，一方面提高透气性，一方面供给微生物部分养分，以便其高速发酵，成本很高。
[0009]2.大量臭味溢出，造成严重空气污染，导致生产厂家难以被周围居民接受。
[0010]3.高盐度有机肥原料难以使用常规微生物发酵。
[0011]三、肥料使用过程:
[0012]1.此类有机肥因肥效释放慢，通常只能作为基肥使用，无法提供快速一一缓释一一基肥组合性能。另外，制肥后残留在肥料内的酸根离子极易导致土地盐碱化，难以长期使用。
[0013]现有对应的处理方式有:污泥前处理——自上世纪30年代起，尤其是在美国1979年《污泥处理处置工艺设计手册》中，污泥调质基础上盗版与小修改的大量中国发明污泥调质专利；一些污泥破胶专利等，污泥堆肥一一一些原理已众所周知的，使用好氧和厌氧工艺发酵，没有实质突破的污泥堆肥技术等。
[0014]污泥处理中，成本、臭气、重金属三个门槛必须破解才能解决资源化问题，而可简易操作则为原位处置污泥的关键所在。
[0015]使用陈楷翰、李小文、吕乃基经典生态工程学理论分析认为:对于污泥的肥料循环利用过程，需要满足以下条件:
[0016]1.处理过程三废尽可能低。
[0017]A.含水污泥压缩过程的废水要求可以回污水处理设施，如污水处理工序、土地渗滤系统，对生态系统危害小，这要求压缩掺加的物质不得有害和尽可能不残留。
[0018]B.处理过程中尽可能不得有废固体。相应要求制肥原料所含有的重金属等浓度合格或接近合格，以避免淋滤液除重金属步骤产生大量危废。
[0019]C.全程不得有大量、高浓度的废气产生。这就要求污泥存放期间尽量避免厌氧微生物活动、污泥干燥过程尽量避免使用高温处理、污泥生物堆肥应不产生明显臭气。
[0020]2.处理过程设备和药剂、人工成本应尽量低。必须可以满足野外原位肥料化操作以减少搬运费用。
[0021]3.系统工艺性应尽可能好，占地小，不容易因为误操作或外界干扰造成污泥肥料循环利用失败。
[0022]4.从景观人文上必须可以让人接受的处理方式。
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【发明内容】
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[0023]本发明要解决的技术问题，在于提供一种除臭灭菌低污染的污泥有机复合肥的制备工艺，其解决了近合格污泥的资源化工艺，同时解决了目前速效肥、缓释肥、基肥、微生物肥不合一，简化了多次施肥的问题，有利于土地生态用肥。
[0024]本发明是这样实现的:
[0025]—种除臭灭菌低污染的污泥有机复合肥的制备工艺，工艺步骤如下:
[0026]步骤一、预处理:往高含水量的污泥中加入过氧化氢与铁离子共同搅拌，放置
0.1?6小时，污泥中的聚丙烯酰胺被芬顿体系部分降解，然后用常规设备二次压榨脱水或土工袋压榨脱水，得低含水量污泥，即固含量在60% -80%的预处理破胶除臭污泥，可继续干燥至更低含水量；
[0027]步骤二、硝化降解:往步骤一所得低含水量污泥中加入硝酸和过氧化氢或硝酸和氧气，混炼成泡沫稠泥或混合成松散泥料，再密闭放置进行硝化降解熟化处理；往熟化后的污泥中加入中和物，所述中和物为粉煤灰、硼泥、碱性的钾、镁或铵化合物中的至少一种，，最后将硝化降解中和后的污泥进行干燥；
[0028]步骤三、有机复合肥:将硝化降解并中和干燥后的污泥与包埋发酵菌的颗粒直接混合，即得成品污泥有机复合肥。
[0029]进一步地，所述步骤一中过氧化氢的用量为湿污泥重量的0.4?5%，铁离子的用量为湿污泥重量的0.01?0.1 %。
[0030]进一步地，所述步骤二中当加入硝酸和过氧化氢时，硝酸的用量为干污泥重量的3?20%，过氧化氢的用量为干污泥重量的0?8% ;单加入硝酸和氧气时，硝酸的用量为干污泥重量的3?20%，氧气的用量为干污泥重量的0.1?5%。
[0031]进一步地，所述步骤二中中和的酸碱度控制在pH6?8。
[0032]进一步地，所述步骤二中，硝化降解的时间为3?48小时。
[0033]本发明具有如下优点:
[0034]本发明步骤一相比于通用的氯化铁调理/石灰碱性灭菌法处理，成本较低、压榨出水无盐度增加问题，无氨臭味，污泥易于后续处理；步骤二混合容易，反应速度快，整个步骤过程无明显的氮氧化合物释放，解决了现有实验室中的大量溶液浸泡加热进行硝化处理时产生大量一氧化氮、二氧化氮气体污染环境；步骤三制成成品肥落地后，速效肥硝酸盐成分遇水溶出，部分硝化降解有机肥以硝化腐殖酸、硝化有机物等形式缓慢进入土壤，残余的有机肥料部分由于后降解菌种包埋体在一定时间后逐渐分解，各种微生物先后释放出来对残余肥料起深度降解和土地改良作用，而逐渐微释放生物二次降解进入土壤。
[0035]总之，本发明解决了近合格污泥的资源化工艺，同时解决了目前速效肥、缓释肥、基肥、微生物肥不合一，简化了多次施肥的问题，有利于土地生态用肥，并且环境污染小，经济效益大。还适用于各种淤泥、养殖场垃圾等原位处置资源化的难题解决。
【【具体实施方式】】
[0036]本发明所涉及的一种除臭灭菌低污染的污泥有机复合肥的制备工艺，制备步骤如下:
[0037]步骤一、预处理破胶排水兼除臭步骤:用于处理含有聚丙烯酰胺的污染物合格的污泥(如污染物合格的生活污水厂污泥，机械清淤污泥等)时有较大优势。将高含水量的污泥加入湿污泥重量为0.5-5 %的过氧化氢和0.01 % -0.1 %铁离子共同搅拌，放置
0.1-6小时候聚丙烯酰胺被芬顿体系部分降解，此时可常规设备二次压榨脱水(工厂)或土工袋(野外)压榨脱水，污水回池循环净化或直接进入土地渗滤，此时可得到固含量在60%-80%的预处理破胶除臭污泥，在通常的短时间贮存过程内解决了发臭问题。可进一步干燥后可运出掩埋或进一步资源化加工，也可直接进一步资源化加工。该步骤使用双氧水，分解后不增加污染物质进入外界环境，无害的铁离子则直接被污泥固定。使用臭氧、二氧化氯等性质相同，但工艺性明显劣化。使用其他氧化物易带入盐类或副产有害物质，无工业化价值。
[0038]此步骤的作用:降解聚丙烯酰胺、灭菌除臭、氧化金属硫化物。
[0039]此步骤由于有废水外排需回污水处理系统，因此最好不使用分解后有残余盐分、磷氮、有机酸根的破胶剂，以免影响环境和后续工序实施。也不使用加热、超声波、研磨等方法促进脱水，以免能耗、异味及过多有机物从废水排出。双氧水是最优方式，相比于通用的氯化铁调理/石灰碱性灭菌法处理，成本较低、压榨出水无盐度增加问题，无氨臭味，污泥易于后续处理。
[0040]步骤二:污泥硝化降解步骤:对步骤一所得预处理低含水量污泥，加硝酸和过氧化氢或氧气为降解药剂，混练中和成泡沫稠泥，或混合成松散泥料，密闭放置进行硝化降解，将大分子有机物进行初步降解。按照干污泥重量比HN03S 3-20%，Η 202为0-8%，氧气则用量在0.1%-5%。硝化降解时间3-48小时，温度20-80摄氏度。该步骤不同于磷氮测定中大量溶液浸泡加热进行硝化降解的实验室做法。
[0041]熟化后的污泥用粉煤灰、硼泥、碱性钾、铵、镁化合物等混练中和兼调整压榨与干燥性能，中和到ΡΗ6-8之间。最好不用碳酸盐以避免产生大量释放无益气体影响压榨。此步骤存在大量放热现象，导致物料进一步脱水和固化与降解。
[0042]不使用铁离子催化则反应速度慢，挥发性气体较多，铁离子由步骤一提供；如果不联合使用H202或氧气等氧化剂并密闭，则硝化降解步骤众所周知地产生大量一氧化氮、二氧化氮气体而污染环境，不能用于工业化生产。中和PH过于碱性则氨气泄漏。
[0043]最关键的是不混练/混合成松散泥料状或泡沫稠泥，则物料硝化降解过程很难均匀，硝酸及一氧化氮、二氧化氮气体很难被物料完全吸收。
[0044]当污泥分析发现污染