城市水处理污泥资源化利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种城市水处理污泥资源化利用方法。包括以下步骤：向城市水处理污泥中加入淘米水混合并进行曝气处理，待形成絮状物初步得到活性污泥；所得活性污泥中添加木屑、秸秆破碎物混合均匀，送至发酵仓发酵；所得发酵产物再送至堆肥仓中堆肥；所得堆肥产物经过干燥，加入磷石膏混合，并升温至50?55℃处理2?3h，冷却后加入聚乳酸搅拌均匀；造纸黑液与蛭石混合煅烧粉末涂覆在上步产物，风干后粉碎，造粒、过筛即得有机肥，用于盐碱地的改良。本发明的有机肥料用于改良盐碱地，有利于农作物的生长；同时可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
【专利说明】
城市水处理污泥资源化利用方法
技术领域
[0001]本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种城市水处理污泥资源化利用方法。
【背景技术】
[0002]城市水处理污泥是城市污水处理过程中产生的絮状沉淀物，是一种由无机颗粒、动植物残体、有机物、微生物、虫卵、胶体等复杂成分组成的固体废弃物，此外，污水污泥中还含有大量致病微生物、寄生虫卵与有害植物种子。其主要特性是含水率高(85%以上)、有机物含量高、易腐化发臭，对公共卫生安全形成威胁。
[0003]磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，每生产It磷酸约产生4.5?5t磷石膏，预计2016年磷石膏排放将超过2000万t。磷石膏颗粒细小、透气保水性能差、酸性强，pH值在I?4.5之间，其主要成分为CaSO4.2H20，w(CaSO4)为91 %?93%，三氧化硫质量分数一般为40 %?45 %，同时含有未分解的磷矿，未洗涤干净的少量磷酸，氯化钙，铁、铝、硅化合物，酸不溶物，有机物等多种微量杂质，这些杂质导致磷石膏的利用率仅为2%?3%。堆放磷石膏不仅大量占用土地，而且造成环境污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种城市水处理污泥资源化利用方法。将污泥按与淘米水、木肩、秸杆破碎物、造纸黑液等均匀混合，混合发酵后与磷石膏混合造粒成有机肥。
[0005]为达到上述目的采用技术方案如下:
[0006]城市水处理污泥资源化利用方法，包括以下步骤:
[0007]I)向城市水处理污泥中加入淘米水混合并进行曝气处理，待形成絮状物初步得到活性污泥；
[0008]2)所得活性污泥中添加木肩、秸杆破碎物混合均匀，送至发酵仓发酵;所得发酵产物再送至堆肥仓中堆肥；
[0009]3)所得堆肥产物经过干燥使含水率降低为40_50wt%，加入磷石膏混合，并升温至50-55°C处理2-3h，冷却后加入聚乳酸搅拌均匀；
[0010]4)造纸黑液与蛭石混合煅烧粉末涂覆在步骤3所得产物，风干后粉碎，造粒、过筛即得有机肥，用于盐碱地的改良。
[0011 ]按上述方案，所用原料按重量份数计如下:
[0012]磷石膏20?40份
[0013]污泥10?30份
[0014]造纸黑液10?20份
[0015]聚乳酸20?25份
[0016]輕石9?10份
[0017]木肩5?10份
[0018]秸杆破碎物5?10份
[0019]淘米水5?10份。
[0020]按上述方案，步骤2发酵7?8天，每天翻堆I?2次;堆肥10?12天。
[0021 ] 按上述方案，步骤3干燥温度在10-1lOcC。
[0022]按上述方案，步骤4中造纸黑液与蛭石混合在750?850°C下煅烧2?3小时，取出后粉碎得到煅烧粉末。
[0023]按上述方案，步骤4中过筛颗粒直径为I?2mm。
[0024]磷石膏中的Ca2+可以和土壤中游离的碳酸氢钠、碳酸钠作用，生成碳酸氢钙、碳酸钙和硫酸钠，可以降低土壤碱性，消除碳酸盐对农作物的危害。同时，污泥中含有大量促进植物和农作物生长的N、P、K等营养成分，肥效较好，经过堆肥处理可以达到稳定化、无害化及资源化的目的。
[0025]本发明的有机肥料呈弱酸性，可改良盐碱地土壤，使其改良后的土壤pH值在6.5?
7.5之间，有利于农作物的生长；同时可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0026]将磷石膏和污泥处理作为肥料加以利用，既可以避免磷石膏和污泥对环境造成的危害，又可以实现磷石膏和污泥的资源化利用，减少土地资源的占用，对我国的经济可持续发展具有重要的意义。
[0027]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0028]使用该肥料后能使农作物增产10%?19%，肥效好；
[0029]能改善土壤结构，提供农作物所需的营养成分，有效促进作物的生长；
[0030]造纸黑液与蛭石的混合煅烧增加了肥料的比表面积，增加了纤维素等养分含量，并具有吸水保水作用。
[0031]充分利用磷石膏，添加活性污泥进行混合造粒发酵成有机肥，变废为宝，实现了资源的可循环经济发展，解决了磷石膏和污泥对环境污染的问题，减少了土地资源的占用，提高了周围居民的生活环境质量；
【具体实施方式】
[0032]实施例1
[0033]一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为10份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为5份的淘米水进行高速搅拌20min，混合均匀；然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液10份加热蒸发为固态，再与蛭石9份混合置于煅烧炉中，在750°C下煅烧2小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为5份的木肩，重量份为5份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆I次，发酵7天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留10天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度105°C，使其含水量降为40的％;然后向重量份为20份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至50°C，时间为2小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为20份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物上；最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为1mm，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩33kg，待收获时，每亩可增产1kg;此有机肥的含氮量为20%，含磷量为15%，肥效好，经改良后的土壤pH为7.2，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0034]实施例2
[0035]—种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为15份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为7份的淘米水进行高速搅拌25min，混合均匀;然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液15份加热蒸发为固态，再与蛭石10份混合置于煅烧炉中，在750°C?850°C下煅烧2?3小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为7份的木肩，重量份为7份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆I次，发酵7天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留11天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度104°C，使其含水率降为45^%;然后向重量份为30份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至52°C，时间为3小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为22份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物;最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为1.5_，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩30kg，待收获时，每亩可增产14kg;此有机肥的含氮量为22%，含磷量为20%，肥效好，经改良后的土壤pH为7，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0036]实施例3
[0037]—种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为13份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为7份的淘米水进行高速搅拌23min，混合均匀;然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液15份加热蒸发为固态，再与蛭石9份混合置于煅烧炉中，在800°C下煅烧2小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为6份的木肩，重量份为6份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆2次，发酵7天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留10天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度105°C，使其含水率降为50%;然后向重量份为40份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至55°C，时间为3小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为25份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物;最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为1.3mm，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩27kg，待收获时，每亩可增产18kg;此有机肥的含氮量为26%，含磷量为22%，肥效好，经改良后的土壤pH为6.6，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0038]实施例4
[0039]—种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为10份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为7份的淘米水进行高速搅拌30min，混合均匀;然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液18份加热蒸发为固态，再与蛭石9份混合置于煅烧炉中，在850°C下煅烧2小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为5份的木肩，重量份为5份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆I次，发酵7天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留10天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度106°C，使其含水率降为42%;然后向重量份为30份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至55°C，时间为2小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为20份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物;最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为1.7mm，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩24kg，待收获时，每亩可增产20kg;此有机肥的含氮量为24%，含磷量为18%，肥效好，经改良后的土壤pH为6.9，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0040]实施例5
[0041]—种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为23份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为6份的淘米水进行高速搅拌24min，混合均匀;然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液15份加热蒸发为固态，再与蛭石9份混合置于煅烧炉中，在750°C下煅烧2小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为8份的木肩，重量份为8份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆I次，发酵7天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留10天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度105°C，使其含水率降为46%;然后向重量份为35份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至52°C，时间为2小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为24份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物;最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为1.8mm，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩21kg，待收获时，每亩可增产23kg;此有机肥的含氮量为25%，含磷量为21%，肥效好，经改良后的土壤pH为7.1，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0042]实施例6
[0043]—种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为20份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为7份的淘米水进行高速搅拌25min，混合均匀;然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液20份加热蒸发为固态，再与蛭石10份混合置于煅烧炉中，在820°C下煅烧3小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为6份的木肩，重量份为6份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆I次，发酵8天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留10天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度106°C，使其含水率降为40%;然后向重量份为40份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至550C，时间为2小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为25份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物;最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为1.6mm，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩15kg，待收获时，每亩可增产25kg;此有机肥的含氮量为28%，含磷量为23%，肥效好，经改良后的土壤pH为6.7，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
[0044]实施例7
[0045]—种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:一种磷石膏-活性污泥生产有机肥的方法，其制备步骤如下:首先取重量份为30份的污泥置于高速搅拌机中，同时加入重量份为10份的淘米水进行高速搅拌30min，混合均匀;然后将前述的混合液投入曝气池中进行曝气处理，待形成絮状物后停止曝气，初步形成活性污泥;再将造纸黑液10份加热蒸发为固态，再与蛭石9份混合置于煅烧炉中，在750°C下煅烧3小时，取出后粉碎备用；随后向前述的活性污泥添加重量份为10份的木肩，重量份为10份的秸杆经搅拌机搅拌均匀后送至发酵仓发酵，发酵过程采用翻堆搅拌，每天翻堆2次，发酵7天;接着将前述的混合物放置堆肥仓中停留12天，完成堆肥;然后将前述的混合物经干燥器进行干燥，干燥温度107°C，使其含水率降为50%;然后向重量份为40份的磷石膏添加前述中的混合物，搅拌，并将温度加热至550C，时间为2小时，冷却至室温;然后向前述的混合物中加入重量份为25份的聚乳酸，搅拌均匀;然后将前述所得的煅烧粉末均匀涂覆在前述的混合物;最后将前述混合物风干后粉碎，再置于造粒机中进行造粒，然后进行过筛，得到颗粒直径为2mm，即得有机肥。将生产制成的颗粒有机肥撒入农田中，每亩18kg，待收获时，每亩可增产30kg;此有机肥的含氮量为30%，含磷量为25%，肥效好，经改良后的土壤pH为6.5，有利于作物的生长;生产出的有机肥可以有效的改善土壤环境，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结，提高肥料利用率，减少施肥次数，节约成本。
【主权项】
1.城市水处理污泥资源化利用方法，其特征在于包括以下步骤: 1)向城市水处理污泥中加入淘米水混合并进行曝气处理，待形成絮状物初步得到活性污泥； 2)所得活性污泥中添加木肩、秸杆破碎物混合均匀，送至发酵仓发酵;所得发酵产物再送至堆肥仓中堆肥； 3)所得堆肥产物经过干燥使含水率降低为40-50wt%，加入磷石膏混合，并升温值50-55°C处理2-3h，冷却后加入聚乳酸搅拌均匀； 4)造纸黑液与蛭石混合煅烧粉末涂覆在步骤3所得产物，风干后粉碎，造粒、过筛即得有机肥，用于盐碱地的改良。2.如权利要求1所述城市水处理污泥资源化利用方法，其特征在于所用原料按重量份数计如下: 磷石膏20?40份， 污泥10?30份， 造纸黑液10?20份， 聚乳酸20?25份， 虫至石9?10份， 木肩5?10份， 稻杆破碎物5?10份， 淘米水5?10份。3.如权利要求1所述城市水处理污泥资源化利用方法，其特征在于步骤2发酵7?8天，每天翻堆I?2次;堆肥10?12天。4.如权利要求1所述城市水处理污泥资源化利用方法，其特征在于步骤3干燥温度在10-1lOcC05.如权利要求1所述城市水处理污泥资源化利用方法，其特征在于步骤4中造纸黑液与蛭石混合在750?850 0C下煅烧2?3小时，取出后粉碎得到煅烧粉末。6.如权利要求1所述城市水处理污泥资源化利用方法，其特征在于步骤4中过筛颗粒直径为I?2mm。
【文档编号】C05F17/00GK106083478SQ201610442263
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】袁军, 邹杨, 别雨檬, 吴广文, 程健
【申请人】武汉工程大学, 武汉艾斯发特新材料有限公司