专利名称：一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，更具体地说，涉及在处理过程中通过独特的混料方式、新型的曝气系统、高效的翻堆方式和机械自动化程度较高的控制系统，通过对堆肥过程中堆体的温度、氧浓度、曝气量、发酵时间等方面的控制，实现高效低耗快速发酵和臭气有效控制的堆肥工艺。
背景技术：
在我国城市化进程加快、城市人口急剧增加、国家对环保事业投入不断增长的推动下，我国污水处理厂数量连年增加，污水处理能力不断提高，由此产生的污泥也将保持较大幅度的增长。据中国环境科学研究院测算，到2010年，我国各城市污水处理厂产生的脱水污泥将达3000余万吨，占我国年总固体废弃物排放量的5%以上。但是，目前污泥处理和利用技术在我国还刚刚起步，全国现有污水处理厂中，配套建有污泥处理设施的不到十分之一。大多数城市的污水处理厂只完成了水和固体物的分离，没有对污泥进行处理，更谈不上资源化利用，很多地方的污泥处理方式其实就是在城郊挖个坑埋了，甚至直接倒到河里。近年来，各地因污泥引发的二次污染事件不断增多，引起群众的不满。长此以往，不彻底的治污方式将使保护环境的污水处理厂成为污染大户。未来十年，城市污泥无害化处理和资源化利用，将成为我国新的环保投资重点领域。污泥处置的主要方法有堆肥、填埋、焚烧、热干化等。堆肥法以其成本低廉，能有效杀灭病原菌和除臭、达到废物减量化和稳定化的效果等优点而倍受人们的关注，并已成为当前污泥无害化和资源化的重要方法之一。但现有堆肥工艺存在以下问题第一，占地面积大。第二，臭气问题以及处理成本高，污泥好氧堆肥过程中产生大量臭气，传统的臭气收集方式系统投资、能耗较高。第三，传统堆肥工艺在混料阶段需要添加大量的干料，干料包括秸秆粉、木屑和花生壳粉等，由于干料的季节性，从而提高了处理的成本。第四，堆肥车间环境恶劣，对操作工人的人身安全构成危害。
发明内容
术语定义生料污水处理厂脱水污泥。熟料也称回填料、营养土。干料也称调理剂，主要成分为秸秆粉、稻壳、锯末、花生皮等。螺旋无轴或有轴螺旋输送机简称。皮带皮带输送机简称。翻堆机同翻抛机。转仓机同移行车、移行机。本发明提供的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺包括如下步骤a)混料将含水率75 % 85 %的脱水污泥与含水率约25 % 50 %回流熟料按照一定比例通过混料机混合均勻；b)进料布料将混合好的物料(含水率约45% 65% )通过接于混料机出料口的进料皮带输送至堆肥仓头，由布料系统将物料均勻的布于仓头；c)高温堆肥布料完成后，通过翻堆机的翻抛作用将物料进一步充分混合，并在翻抛过程中迅速蒸发掉大量的水蒸气，降低堆体含水率；d)新型曝气系统通过底部鼓吸结合的新型曝气系统，使氧气在堆体内部的形成有效的循环，臭气收集率高，并能在冬季防止外界温度较低的空气进入堆体影响高温的保持；d)出料在翻堆过程中，仓内的物料整体向仓尾移动，并在仓尾通过出料皮带输送出料，出料的含水率在25% 50% ；出仓的物料即为完成高温堆肥的熟料，一部分返回作为混料阶段的回流熟料，一部分即为营养土。通过该过程实现城市污泥的无害化、稳定化和资源化。同时堆肥过城中产生的臭气被集中收集，通过生物滤池处理后排放。本发明堆肥处理工艺混料过程的特点是在堆肥配方中不添加调理剂，不同于传统堆肥工艺需添加大量的秸秆、木屑、蘑菇渣、花生壳等，直接采用回流熟料返混。本发明堆肥处理工艺进料布料过程的特点是采用皮带搭接的方式实现自动进料和布料，将混合好的物料均勻布置在每个发酵仓仓头，其优势在于通过灵活的连接方式使布料能够更加高效准确。本发明堆肥处理工艺好氧发酵仓为隧道式结构，不同于传统槽式发酵仓，单仓尺寸为45 X 5 X 6m，仓顶封闭，仓头仓尾采用自动卷帘门封闭，臭气收集效率远高于传统发酵仓。本发明堆肥处理工艺高温堆肥阶段的特点是在高温堆肥阶段，仓底曝气系统使用分区域多段供气控制通风量，曝气方式为鼓吸结合，以温度和含氧量为监测指标，曝气风机和吸气风机联动，根据物料要求调解鼓吸时间，从而保证发酵各阶段堆体供氧量满足微生物生长繁殖需求。同时，一方面充分利用风机氧气量，节约风机能耗；另一方面更加高效的收集堆肥过程中产生的臭气。本发明堆肥处理工艺在高温堆肥阶段，封闭的发酵仓内始终保持微负压状态，防止臭气外溢。本发明好氧堆肥处理工艺翻堆和出料是一个联动的过程，翻堆机在进入发酵仓时，出料皮带同时开启，翻抛出的熟料直接由出料皮带输出。本发明得到的熟料即为营养土，可作为土壤剂改良剂，可用于城市草坪、花卉种植、园林绿化、荒漠植被、荒山绿化等方面，也可根据土壤情况及农民的需要加入一定量的增效无机化肥，再经充分混合后制成颗粒，包装后使用。
附图1为本发明的工艺流程图。附图2为本发明高温堆肥仓外形效果图。附图3为本发明具体实例曝气系统布置图。附图4为本发明具体实例曝气量示意图。
附图5为采用鼓吸结合的新型曝气系统发酵仓内温度分布图。附图6为采用单纯鼓风的曝气系统的发酵仓内温度分布图。
具体实施例方式1、泥质分析选用符合农用或园林绿化使用的污泥；2、实施例(1)建立一个标准仓，单仓尺寸为45X5X6m，仓顶封闭，仓头仓尾采用自动卷帘门封闭，具有配套完整的工艺设备及设施，包括混料、进料布料系统、新型曝气系统、翻堆机械、出料输送回流系统及生物除臭滤池等。(2)调试阶段调试阶段一方面完成各工艺设备的正常运行和联合试车，另一方面制备返混熟料，制备返混熟料主要有3种方式第一是直接使用热干化后的污泥；第二是采用晾晒方式获得的大于或等于1.5倍日处理量的含水率25% 50%的污泥；第三是采用干料混料产生含水率25% 50%的熟料。不同的污水处理工艺和不同的污泥脱水工艺下得到脱水污泥物化性质也不同，故按照实际泥质报告计算混料配比，将混合后物料的C/N(碳氮比)调节在15% 25%，含水率调节在45 % 65 %，具体计算方式如下
,,(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......为原料总重量；Ma、Mb、Mc......为原料水分含量；％ Na、Nb、
Nc......为原料的氮含量(干重％ ) ； % Ca, Cb, Cc......为原料的碳含量(干重％ )。进料后翻堆机每天翻堆物料1次，同时打开风机以利于水蒸气的快速散发。根据不同季节的环境温度和调试阶段的运行情况，通过控制风机启停时间来使堆体的温度保持在50°C 70°C，堆体中氧浓度含量在5% 15%。(3)实施运行阶段混料过程采用调试阶段获得的返混熟料与生污泥(含水率75% 85%)均勻混合，生成含水率约45% 65%的物料；进料布料按工艺设计量进行进料布料，单仓进料量为25m3 35m3 ；高温堆肥曝气、翻堆和臭气收集处理是高温堆肥阶段的关键。曝气采用仓底布管的方式供气，曝气方式为鼓吸结合，各区域曝气量以图1为准0 9m区域曝气量为2250m3//h (鼓风)，9 2 !区域曝气量为1800m3//h (鼓风)，M 45m区域抽气量为 5250m3//h(吸风)。曝气量由通风管管径和管上风孔数量控制。翻堆频率为每仓每天1次，单次翻堆距离为2. 5米 4米，物料在仓内的停留时间为11天 18天，在此阶段必须保证堆肥温度在50°C以上维持8天以上。曝气过程中，通过鼓吸结合的新型曝气系统收集臭气，收集效率高，并输送至生物滤池处理排放。期间发酵仓内的物料温度分布情况如附图5所示。出料翻堆机进入仓内翻堆时，出料皮带同时启动，完成熟料的出料。经14天左右的时间发酵后物料的含水率已降至40%以下，种子发芽指数大于 60 %，粪大肠菌群值小于0.01，物料均勻，符合土地利用的相关要求。除说明书所述技术特征外，均为本专业人员的已知技术。3比较例其他实施方法不变，只是采用底部全部鼓风的普通曝气系统。实施过程中发酵仓内的温度分布情况如附图6所示。
权利要求
1.本发明提供的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺包括如下步骤a)混料将含水率75% 85 %的脱水污泥与含水率约25 % 50 %回流熟料按照一定比例通过混料机混合均勻；b)进料布料将混合好的物料(含水率约45% 65%)通过接于混料机出料口的进料皮带输送至堆肥仓头，由布料系统将物料均勻的布于仓头；c)高温堆肥布料完成后，通过翻堆机的翻抛作用将物料进一步充分混合，并在翻抛过程中迅速蒸发掉大量的水蒸气，降低堆体含水率；d)新型曝气系统通过底部曝吸结合的新型曝气系统，使氧气在堆体内部的形成有效的循环，臭气收集率高，并能在冬季防止外界温度较低的空气进入堆体影响高温的保持；d)出料在翻堆过程中，仓内的物料整体向仓尾移动，并在仓尾通过出料皮带输送出料，出料的含水率在25% 50% ；出仓的物料即为完成高温堆肥的熟料，一部分返回作为混料阶段的回流熟料，一部分即为营养土。通过该过程实现城市污泥的无害化、稳定化和资源化。同时堆肥过城中产生的臭气被集中收集，通过生物滤池处理后排放。
2.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是在堆肥配方中不添加调理剂，不同于传统堆肥工艺需添加大量的秸秆、木屑、蘑菇渣、花生壳等，直接采用回流熟料返混。
3.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是脱水污泥与回流熟料比例(质量)为1 1 1 0.4。
4.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是脱水污泥与回流熟料混合后的含水率为45% 65%。
5.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是采用皮带搭接的方式实现自动进料和布料，将混合好的物料均勻布置在每个发酵仓仓头。
6.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是好氧发酵仓为隧道式结构，不同于传统槽式发酵仓，单仓尺寸为45 X 5 X 6m,仓顶封闭，仓头仓尾采用自动卷帘门封闭。
7.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是进仓物料依靠滚筒式翻堆机的翻抛作用向前移动，单次移动距离为2. 5米 4米。
8.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是在高温堆肥阶段，仓底曝气系统使用分区域多段供气控制通风量，曝气方式为鼓吸结合，以温度和含氧量为监测指标，曝气风机和吸气风机联动，根据物料要求调解曝吸时间，从而保证发酵各阶段堆体供氧量满足微生物生长繁殖需求。同时，一方面充分利用风机氧气量，节约风机能耗；另一方面更加高效的收集堆肥过程中产生的臭气。
9.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥工艺，其特征是发酵仓底部布置风机管道，曝气系统分为H段和C段，H段管道布置为0. 5 1. 5mX 16 28根，C段的管道布置为1. 0 3. OmX 10 20根。
10.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥工艺，其特征是在高温堆肥阶段，封闭的发酵仓内始终保持微负压状态，气体在堆体内部流动，防止臭气外溢，臭气收集效果好。
11.根据权利要求1所述的一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，其特征是翻堆和出料是一个联动的过程，翻堆机在进入发酵仓时，出料皮带同时开启，翻抛出的熟料直接由出料皮带输出。全过程自动化程度高。
全文摘要
本发明公开了一种机械化自动化程度较高的城市污泥高温好氧堆肥处理工艺，采用了一种鼓吸结合的新型曝气系统，对于堆体的保温、除臭和氧浓度的保持均具有良好的效果，是一种能高效促进污泥中有机物向稳定的腐殖质转化的生物处理技术。该工艺是一个可受人为控制的生物过程，通过对进料性质、物料配比、曝气模式等方面的有效控制来提高生物降解效率，具有发酵温度高、降解彻底、堆制周期短、异味小、机械自动化程度高等优点。包括混料、进料布料、高温堆肥、曝气控制、出料和返混等工艺步骤。臭气经负压集中收集，通过生物滤池处理后排放。通过该过程实现城市污泥的无害化、稳定化和资源化。
文档编号C05F17/00GK102557368SQ20101059525
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者李亮, 王大鹏, 王涛, 马磊 申请人:机科发展科技股份有限公司