本发明属于污泥好氧堆肥化处理技术领域，尤其涉及一种用累托石作辅料的堆肥方法。
背景技术：
随着我国城市化进程加快，城市污水的处理量也不断增加。污泥是污水处理的伴生物，通常占污水处理量的0.5--1％，由于其成分复杂，既含有大量的有机物，又含有病原微生物、重金属等，处理和处置不易，堆放风险大。因而如何安全、经济、合理的处置和利用污水处理厂污泥一直是当今世界各国十分关注的研究课题。目前，处置城市污泥有焚烧、卫生填埋和土地利用等方法，其中土地利用已成为一条重要的处置途径。但土地利用前必须经过稳定化和无害化处理。污泥的稳定化和无害化处理主要有：好氧消化、厌氧消化、堆肥化、双消化、热干化以及碱性稳定化等等。其中，堆肥化---即好氧堆肥化处理是最常用的。
堆肥是利用污泥微生物进行发酵的过程，污泥中加入一定量的膨松剂和调理剂(如秸秆、稻草、木屑、或生活垃圾等)微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质，研究表明，经过堆肥的污泥质地疏松，阳离子交换量显著增加、容量减小，可被植物利用的营养成分增加，病原体和寄生虫卵几乎全部杀灭。污泥经堆肥后的产物成为一种比较干净而且性能稳定的产物。
对于目前我国城市污泥处理的方法中，固定仓条垛式堆肥是应用最为广泛的工艺。它具有固定资产投资少，设备运行费用低，易于配套等优点，虽然存在发酵周期长，占地面积大等缺点，但由于城市污水处理厂一般建在郊外，用地问题并不突出，因此这一堆肥方法还在继续发挥着它的优势。在固定仓条垛式堆肥工艺中，需要用木屑、秸秆、稻壳等作为调理剂，它能起到吸水、蓬松、疏氧的作用。但在堆肥的过程中因自身发生腐解，塌落，不能够自始至终起到支撑、疏氧作用。因此仅用木屑、秸秆、稻壳等组成的调理剂只能起到短暂的作用，在堆肥的中后期逐渐丧失调理作用。
累托石，是一种具有特殊结构、较为罕见的层状硅酸盐粘土矿物。是一种二八面体云母和二八面体蒙皂石组成的1:1规则间层矿物。累托石是晶体结构特殊的铝硅酸盐矿物，具有高温稳定性，耐火度高达1650℃，并能在500℃状态下保持结构稳定。其最为特殊的物理性能是吸附性和阳离子交换性，其结构中蒙脱石层间的水化阳离子，可以被大量其它无机、有机阳离子交换，如钠、铝、硅、铬、铜、锌、铅及季胺盐等单一或复合离子，能吸附各种无机离子、有机分子和气体分子，并且这种吸附和交换是可逆的。将天然累托石烧结，成为一种球状或块状的多孔隙稳定结构物。经过实验验证，这种烧结累托石具有透气性、吸附性和离子交换性等功能。
综上所述，目前的污泥堆肥处理中污泥堆肥的透气和疏松性能差，不能降低重金属含量，辅料用量高，成本高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用累托石作辅料的堆肥方法，旨在解决目前的污泥堆肥发酵过程中物料的透气和疏松性能差，不能降低重金属含量，辅料用量高，成本高的问题。
本发明是这样实现的，一种用累托石作辅料的堆肥方法，包括：
在污泥堆肥预处理拌料过程中，加入污泥重量10％～20％的木屑类调理剂和污泥重量5％～15％的烧结累托石，使搅拌后的初始物料含水率在60％～70％；
控制堆肥的翻堆频率和曝气量；
堆肥结束后，进行过筛，形成颗粒均匀的有机基质，烧结累托石从熟料中分离，进行循环使用。
进一步，该用累托石作辅料的堆肥方法具体包括以下步骤：
步骤一，对到场的污泥取样分析含水率，根据含水率确定污泥、木屑类调理剂、烧结累托石和回流熟料的比例，添加比例为：含水率为8-12％的木屑类调理剂为污泥重量的10％～20％，烧结累托石为污泥重量的5％～15％，回流熟料为污泥重量的20％～25％，使混合料初始含水率达60％～70％；混合时同时加入污泥重量的0.1-0.15‰的喜温嗜热菌作为诱导菌剂；
步骤二，将污泥以及按步骤一所述比例称量好的木屑类调理剂、烧结累托石、回流熟料和菌剂投入混合机内，搅拌混合均匀后，转入发酵槽内，通过铺设在发酵槽地面下的通风槽，以每间隔8小时通气2小时的频率向堆体曝气。在堆肥升温期间用翻抛机定向翻抛，翻抛频率为每隔24小时～36小时翻抛一次。
步骤三，当发酵升温到55℃-60℃时，继续按步骤二中设定的搅拌频率运行10天～12天结束；整个堆肥周期为15天～18天，55℃维持5天～6天，使污泥呈松散均匀的颗粒；堆肥完成时检测污泥中的大肠菌群值和蛔虫卵灭活率；
步骤四，进行过筛，将烧结累托石从熟料中分离，返回到步骤一中进行循环使用。
进一步，对到场的污泥取样分析含水率为75％～80％；污泥样品种总有机质400/kgDM～600g/kgDM、水溶性总氮3.0/kgDM～5.0g/kgDM、大肠菌群值≥24，000MPN/kgDM。
进一步，堆肥完成时检测的污泥中的大肠菌群值降低到30MPN/lOOgDM，蛔虫卵灭活率l00％。
进一步，所述烧结累托石粒径为3.1cm～3.5cm；所述木屑类调理剂包括木屑、秸秆、稻壳。
本发明提供的用累托石作辅料的堆肥方法，用烧结累托石代替污泥堆肥的部分调理剂---木屑和秸秆，充当污泥堆肥时的辅料，增大污泥间的间隙，加大空气交换速率和曝气量，起到疏氧剂作用；
对含水率75-80％，总有机质400-600g/kgDM、水溶性总氮3.0-5.0g/kgDM、大肠菌群值24000MPN/100gDM的污泥，添加的辅料分别为：含水率为10％的木屑和秸秆混合物为污泥重量的10-20％，烧结累托石为污泥重量的5-15％。污泥混合物堆肥前初始含水率控制在60-65％。
烧结累托石具有离子交换性，可在堆肥和翻堆过程中与污泥中的铬、铅、铜、锌等金属离子进行交换，从而降低堆肥产品的重金属含量。
堆肥完成物进行筛分，筛出的堆肥产品成颗粒均匀的有机基质，留在筛中的烧结累托石返回配料环节循环使用。
由于本发明利用烧结累托石作为堆肥调理剂，是利用烧结累托石的多孔及吸附离子交换的特性，其主要作用主要由以下两个方面：一是增加堆肥的通透性和松散性，改善空气流通，使堆肥发酵过程均匀一致；二是吸附堆肥中的重金属离子，最大限度的降低污泥中重金属含量。
由于使用过程中烧结累托石损耗较低，易于分离，可循环重复使用，每次堆肥的损耗率低于5％。以损耗部分价值折合使用木屑的成本，仅为20％左右。因此本发明的运行成本低廉，经济效益明显。
由于本发明添加了新型调理剂，与只采用木屑/木片等传统调理剂工艺相比，堆肥早期升温速度快，堆肥完毕时堆体脱水和降温更加迅速。因此，堆肥腐熟所需时间可缩短5-7天，比国内外同类工业化堆肥技术的堆肥周期缩短约1/4，因此提高了堆肥效率，同时也更适合于堆肥过程的自动控制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的用累托石作辅料的堆肥方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，堆肥为污泥的好氧发酵过程；调理剂：指为改善污泥的堆肥效果而添加的起到吸水、蓬松、疏氧的作用的辅料，如木屑、秸秆、稻壳等，本发明中烧结累托石也属于调理剂。有机基质为已经过堆肥进行无害化处理的污泥堆肥产品。kgDM：DM表示干物质。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的用累托石作辅料的堆肥方法具体包括以下步骤：
S101：对到场的污泥取样分析含水率，根据含水率确定污泥、木屑类调理剂、烧结累托石和回流熟料的比例，添加比例为：含水率为8-12％的木屑类调理剂为污泥重量的10％～20％，烧结累托石为污泥重量的5％～15％，回流熟料为污泥重量的20％～25％，使混合料初始含水率达60％～70％；混合时同时加入污泥重量的0.1-0.15‰的喜温嗜热菌作为诱导菌剂；
S102：将污泥以及按步骤S101所述比例称量好的木屑类调理剂、烧结累托石、回流熟料和菌剂投入混合机内，搅拌混合均匀后，转入发酵槽内，通过铺设在发酵槽地面下的通风槽，以每间隔8小时通气2小时的频率向堆体曝气。在堆肥升温期间用翻抛机定向翻抛，翻抛频率为每隔24小时～36小时翻抛一次。
S103：当发酵升温到55℃-60℃时，继续按步骤S102中设定的搅拌频率运行10天～12天结束；整个堆肥周期为15天～18天，55℃维持5天～6天，使污泥呈松散均匀的颗粒；堆肥完成时检测污泥中的大肠菌群值和蛔虫卵灭活率；
S104：进行过筛，将烧结累托石从熟料中分离，返回到步骤S101中进行循环使用。
对到场的污泥取样分析含水率为75％～80％；污泥样品种总有机质400/kgDM～600g/kgDM、水溶性总氮3.0/kgDM～5.0g/kgDM、大肠菌群值≥24，000MPN/kgDM。
堆肥完成时检测的污泥中的大肠菌群值降低到30MPN/lOOgDM，蛔虫卵灭活率l00％。
所述烧结累托石粒径为3.1cm～3.5cm；所述木屑类调理剂包括木屑、秸秆、稻壳。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例l
对湖北某城市污水厂(生活污水)的脱水污泥进行采样分析，污泥的基本性质为：含水率78％，总有机质540g/kgDM，水溶性总氮3.1g/kgDM，大肠菌群值≥23，000MPN/kgDM。然后添加含水率10％左右的木屑和规格为3.1-3.5cm的蛭石两种调理剂作为辅料，添加量分别为污泥重量的20％和5％。将上述物料投入自动搅拌系统。控制回流物料的重量为污泥重量的25％。然后搅拌，使发酵优势菌群均匀混合到物料体系中。倒入发酵槽，以条朵形式堆码每隔12小时定向搅拌30分钟，经过18天处理后出料，物料重量减少39.5％。检测污泥中大肠菌群值≤30MPN/100gDM，蛔虫卵100％灭活，物料颗粒均匀。最后进行过筛，将烧结累托石从熟料中分离，返回配料中循环使用。
实施例2
对湖北某城市污水厂(生活污水)的脱水污泥进行采样分析，污泥的基本性质为：含水率77％，总有机质590g/kgDM，水溶性总氮3.3g/kgDM，大肠菌群值≥23，000MPN/kgDM。然后添加含水率10％左右的木屑和规格为3.1-3.5cm的烧结累托石两种调理剂作为辅料，添加量分别为污泥重量的20％和10％。将上述物料投入自动搅拌系统。控制回流物料的重量为污泥重量的20％。然后搅拌，使发酵优势菌群均匀混合到物料体系中。倒入发酵槽，以条朵形式堆码每隔12小时定向搅拌30分钟，经过18天处理后出料，物料重量减少41.3％。检测污泥中大肠菌群值≤30MPN/100gDM，蛔虫卵100％灭活，物料颗粒均匀。最后进行过筛，将烧结累托石从熟料中分离，返回配料中循环使用。
实施例3
对湖北某城市污水厂(生活污水)的脱水污泥进行采样分析，污泥的基本性质为：含水率80％，总有机质550g/kgDM，水溶性总氮3.2g/kgDM，大肠菌群值≥24，000MPN/kgDM。然后添加含水率10％左右的木屑和如实施例1的烧结累托石两种调理剂作为辅料，添加量分别为污泥重量的15％和15％。将上述物料投入自动搅拌系统。控制回流物料的重量为污泥重量的20％。然后搅拌，使发酵优势菌群均匀混合到物料体系中。转入发酵槽，以条朵形式堆码。每隔12小时定向搅拌30分钟，经过18天处理后出料，物料重量减少40.5％。检测污泥中大肠菌群值≤30MPN/100gDM，蛔虫卵100％灭活，物料颗粒均匀。最后进行过筛，将烧结累托石从熟料中分离，返回配料中循环使用。
本发明提供的用累托石作辅料的堆肥方法，用烧结累托石代替污泥堆肥的部分调理剂---木屑和秸秆，充当污泥堆肥时的辅料，增大污泥间的间隙，加大空气交换速率和曝气量，起到疏氧剂作用；
对含水率75-80％，总有机质400-600g/kgDM、水溶性总氮3.0-5.0g/kgDM、大肠菌群值24000MPN/100gDM的污泥，添加的辅料分别为：含水率为10％的木屑和秸秆混合物为污泥重量的10-20％，烧结累托石为污泥重量的5-15％。污泥混合物堆肥前初始含水率控制在60％。
烧结累托石具有离子交换性，可在堆肥和翻堆过程中与污泥中的铬、铅、铜、锌等金属离子进行交换，从而降低堆肥产品的重金属含量。
堆肥完成物进行筛分，筛出的堆肥产品成颗粒均匀的有机基质，留在筛中的烧结累托石返回配料环节循环使用。
由于本发明利用烧结累托石作为堆肥调理剂，是利用烧结累托石的多孔及吸附离子交换的特性，其主要作用主要由以下两个方面：一是增加堆肥的通透性和松散性，改善空气流通，使堆肥发酵过程均匀一致；二是吸附堆肥中的重金属离子，最大限度的降低污泥中重金属含量。
由于使用过程中烧结累托石损耗较低，易于分离，可循环重复使用，每次堆肥的损耗率低于5％。以损耗部分价值折合使用木屑的成本，仅为20％左右。因此本发明的运行成本低廉，经济效益明显。
由于本发明添加了新型调理剂，与只采用木屑/木片等传统调理剂工艺相比，堆肥早期升温速度快，堆肥完毕时堆体脱水和降温更加迅速。因此，堆肥腐熟所需时间可缩短5-7天，比国内外同类工业化堆肥技术的堆肥周期缩短约1/4，因此提高了堆肥效率，同时也更适合于堆肥过程的自动控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。