一种城市污泥资源化的方法与流程

本发明涉及固体废弃物资源化利用领域，更具体地说是涉及一种城市污泥资源化的方法。

背景技术：

目前，我国大部分城市污泥只是进行了简单的浓缩和脱水，污泥的主要处置途径有陆地填埋、土地利用、建材制造等，但是城市污泥尚未得到很好的稳定化、资源化处理，我国也试图开发城市污泥处理新途径，主要是达到资源化利用的目的，城市污泥中含有相当数量的有机质、氮、磷、钾以及微量元素等营养成分。据测算，2011年全国秸秆产量74153×10⁴t，数量巨大，长期以来未能得到科学合理的利用，大量的秸秆资源被丢弃和焚烧，造成资源浪费和环境污染。实际上，农作物秸秆资源营养成分丰富，如果能够得到合理利用将是一个取之不尽、用之不竭的资源库。将污泥配合农作秸秆发酵，并添加特定功能的微生物制成生物有机肥，能够解决我国化学肥料过量施用引发了肥料损失严重、利用率低、土壤退化、农产品质量安全和生态环境恶化等重大问题，基于目前现状，积极寻求高效环保的化肥替代品已经成为国内外研究的热点。生物有机肥作为一种新型肥料，在农业生产中的应用取得了良好的效果，施用生物有机肥不仅能够改善土壤理化性质、增加有机质含量、增强土壤微生物活性，增强作物抗逆性、减少土壤土传病害的发生，还能减少无机肥料和农药用量，是保护生态环境、促进农业可持续发展的重要措施。同时能减轻城市污染，做到废物循环利用，施入农田还能培肥地力，提高作物品质和产量。根据国家发展方向，近年来一直提倡有机固体废弃物的资源化利用，大力研发和推广有机肥是有机固废资源化利用的重要方向，同时对我国第一产业的发展也具有重大意义。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种城市污泥资源化的方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种城市污泥资源化的方法，包括以下步骤:

（1）按重量份数的组分取100~120份的污泥，20~30份的秸秆，20~30份的ym菌，10~20份的氨基酸原液，2~5份的解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌、2~5份的哈茨木霉t37功能真菌待用；

（2）将秸秆通过粉碎机粉碎；

（3）将污泥平铺在粉碎后秸秆堆上，按质量比将污泥与粉碎秸秆、ym菌及氨基酸原液，充分混拌；

（4）将混合好的物料利用装载车堆成条垛，安装风机、温湿度、ph及氧气监测仪，底部铺设通气管道，进行高温低氧发酵，发酵过程监控堆体ph值范围在5.5~8.5之间，堆体湿度在55~65%之间,堆体氧气浓度在5~15%之间,整个过程控制发酵温度80℃以上7~10天，经过14~16天完成初发酵；

（5）初发酵产物进行筛分，筛下物作为初发酵腐熟料，筛上物收集；

（6）将氨基酸原液添加到初发酵腐熟料中，采用实时监控系统，当堆体的ph上升至5.5时，将解淀粉芽孢杆菌sqr9和哈茨木霉t37分别接种到含游离氨基酸的腐熟料基质中，分开建条垛，进行功能型发酵，同时底部铺设通气管道，安装实时监控系统；

（7）功能型发酵完成后，对发酵物料进行破碎、筛分，筛上物返混进一步降解，分别制成含解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌新型生物有机肥和含哈茨木霉t37功能菌新型生物有机肥；

（8）采集新型生物有机肥样品，检测合格，运至包装区，包装，出库；不合格，返料。

其中，所述秸秆选自稻草、麦秸、玉米秸、其他谷类秸、豆秸、薯藤、棉柴、花生秸、油菜秸、芝麻秸、油类作物秸、烟叶秸秆、甜菜秸秆或农业有机废弃物，粉碎后秸秆直径为5~10cm，含水量为15~20%左右。

其中，所述污泥的含水量75~85%,有机质含量≥35%。

其中，所述氨基酸原液由病死畜禽尸体，畜禽毛发、脚蹄等硫酸分解产生的氨基酸复合物，含游离氨基酸3.4%以上，游态氮0.08%以上，游离氨基酸、可溶性多肽及可溶性蛋白肽总氮1%以上。

其中，所述解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌、哈茨木霉t37功能真菌的菌种浓度均为2×10⁹~10×10⁹。

其中，所述步骤（3）中污泥与粉碎秸秆、ym菌及氨基酸按质量比1:0.2:0.2:0.02混合,每种物料配有存储料仓，物料输出后通过皮带机及蛟龙传送到双螺逆向混料机中，使得物料充分混匀。

其中，所述步骤（5）中的筛上物作为返混料代替ym菌。

其中，所述步骤（6）功能型发酵时，添加解淀粉芽孢杆菌sqr9的条垛长50米、宽2米、高1.4米，堆体温度控制在60℃以下；添加哈茨木霉t37的条垛长50米、宽3米、高0.5米，堆体高温层的温度控制在35℃以下。

其中，所述步骤（4）中风机选用变频风机，配加热装置，当堆体氧气浓度低于5%时，风机开始供风，当高于15%则停止工作；当温度高于45℃，风机开始供风；风机工作或停止由堆体氧气浓度和堆体温度协同控制，风机供风量与堆体氧气浓度呈反比，与堆体温度呈正比的关系调整频率。

其中，所述步骤（8）合格的有机肥样品中有机质含量（以干基计算）≥40%，每克物料中有效活菌数≥0.2×10⁸，蛔虫卵死亡率≥95%，每克物料中粪大肠菌群数≤100个，含水率≤30%。

其中，所述步骤（4）中筛分后的物料细度为3~5cm。

有益效果：本发明与传统技术相比，存在以下优点：

（1）本发明主要原料为城市污泥和农作物秸秆，量大，可规模化、周期化生产，污泥为当地污水处理厂污泥，污泥符合cj/t309-2009标准，原材料来源安全，利用高温低氧和功能型发酵技术，可解决有机固体废弃物污染环境问题，达到有机固废资源化、稳定化利用；

（2）高温低氧发酵过程添加液体氨基酸，合理调整物料酸碱度，促进铵态氮的转化和有机氮的生成，氮损失率降低50~60%；

（3）本发明混合物料功能型发酵过程特别添加对土壤和农作物生长有益的两种功能菌，微生物协同作用更明显，对土壤土传病害，土壤区系微生物菌群的构建更快速，更有效；

（4）本发明可自动监控堆体温度、湿度、氧气浓度，发酵温度高，实时调整风机供风量和加热时间，可快速提高堆体温度，气温寒冷的地区依然可保证堆体发酵所需的高温条件，保证堆体始终维持在最佳发酵状态，物料发酵彻底，水分得到充分蒸发，同时可有效杀灭污泥中有害病菌、虫卵及杂草种子，大大缩短发酵周期；

（5）高温低氧发酵过程中高温环境下可有效杀灭杂菌，杂菌率下降到5%以下，因此，在进行功能型发酵过程中，可免去物料灭菌处理，使得二次发酵中功能菌不受杂菌干扰，不会发生拮抗作用，从而可进行快速繁殖。

（6）高温低氧发酵不需另外添加辅料，基本不用翻堆，发酵过程供氧量低，仅为常规好氧发酵的20%，自动化实时监控，运行和人工成本大大降低；

（7）高温低氧-功能型发酵处理对象广泛，不仅仅是污泥，农业废弃物，还可以处理其它有机固体废弃物，包括畜禽粪便、城市垃圾、餐厨垃圾等。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

按重量份数的组分取100份的污泥，20份的秸秆，20份的ym菌，10份的氨基酸原液，2份的解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌、2份的哈茨木霉t37功能真菌待用；将秸秆通过粉碎机粉碎；将污泥平铺在粉碎后秸秆堆上，将污泥与粉碎秸秆、ym菌及氨基酸原液，充分混拌；将混合好的物料利用装载车堆成条垛，安装风机、温湿度、ph及氧气监测仪，底部铺设通气管道，进行高温低氧发酵，发酵过程监控堆体ph值范围在5.5~8.5之间，堆体湿度在55~65%之间,堆体氧气浓度在5~15%之间,整个过程控制发酵温度80℃以上7~10天，经过14~16天完成初发酵；初发酵产物进行筛分，筛下物作为初发酵腐熟料，筛上物收集；将氨基酸原液添加到初发酵腐熟料中，采用实时监控系统，当堆体的ph上升至5.5时，将解淀粉芽孢杆菌sqr9和哈茨木霉t37分别接种到含游离氨基酸的腐熟料基质中，分开建条垛，进行功能型发酵，同时底部铺设通气管道，安装实时监控系统；功能型发酵完成后，对发酵物料进行破碎、筛分，筛上物返混进一步降解，分别制成含解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌新型生物有机肥和含哈茨木霉t37功能菌新型生物有机肥；采集新型生物有机肥样品，检测合格，运至包装区，包装，出库；不合格，返料。

其中，所述秸秆选自稻草、麦秸、玉米秸、其他谷类秸、豆秸、薯藤、棉柴、花生秸、油菜秸、芝麻秸、油类作物秸、烟叶秸秆、甜菜秸秆或农业有机废弃物，粉碎后秸秆直径为5~10cm，含水量为15~20%左右；所述污泥的含水量75~85%,有机质含量≥35%；所述氨基酸原液由病死畜禽尸体，畜禽毛发、脚蹄等硫酸分解产生的氨基酸复合物，含游离氨基酸3.4%以上，游态氮0.08%以上，游离氨基酸、可溶性多肽及可溶性蛋白肽总氮1%以上；所述解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌、哈茨木霉t37功能真菌的菌种浓度均为2×10⁹~10×10⁹；所述步骤（3）中污泥与粉碎秸秆、ym菌及氨基酸按质量比1:0.2:0.2:0.02混合,每种物料配有存储料仓，物料输出后通过皮带机及蛟龙传送到双螺逆向混料机中，使得物料充分混匀；所述步骤（5）中的筛上物作为返混料代替ym菌；所述步骤（6）功能型发酵时，添加解淀粉芽孢杆菌sqr9的条垛长50米、宽2米、高1.4米，堆体温度控制在60℃以下；添加哈茨木霉t37的条垛长50米、宽3米、高0.5米，堆体高温层的温度控制在35℃以下；所述步骤（4）中风机选用变频风机，配加热装置，当堆体氧气浓度低于5%时，风机开始供风，当高于15%则停止工作；当温度高于45℃，风机开始供风；风机工作或停止由堆体氧气浓度和堆体温度协同控制，风机供风量与堆体氧气浓度呈反比，与堆体温度呈正比的关系调整频率；所述步骤（8）合格的有机肥样品中有机质含量（以干基计算）≥40%，每克物料中有效活菌数≥0.2×10⁸，蛔虫卵死亡率≥95%，每克物料中粪大肠菌群数≤100个，含水率≤30%；所述步骤（4）中筛分后的物料细度为3~5cm。

实施例2：

参考实施例1，按重量份数的组分取120份的污泥，30份的秸秆，30份的ym菌，20份的氨基酸原液，5份的解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌、5份的哈茨木霉t37功能真菌待用；将秸秆通过粉碎机粉碎；将污泥平铺在粉碎后秸秆堆上，将污泥与粉碎秸秆、ym菌及氨基酸原液，充分混拌；将混合好的物料利用装载车堆成条垛，安装风机、温湿度、ph及氧气监测仪，底部铺设通气管道，进行高温低氧发酵，发酵过程监控堆体ph值范围在6~7之间，堆体湿度在60~65%之间,堆体氧气浓度在10~15%之间,整个过程控制发酵温度80℃以上8~10天，经过15天完成初发酵；初发酵产物进行筛分，筛下物作为初发酵腐熟料，筛上物收集；将氨基酸原液添加到初发酵腐熟料中，采用实时监控系统，当堆体的ph上升至5.5时，将解淀粉芽孢杆菌sqr9和哈茨木霉t37分别接种到含游离氨基酸的腐熟料基质中，分开建条垛，进行功能型发酵，同时底部铺设通气管道，安装实时监控系统；功能型发酵完成后，对发酵物料进行破碎、筛分，筛上物返混进一步降解，分别制成含解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌新型生物有机肥和含哈茨木霉t37功能菌新型生物有机肥；采集新型生物有机肥样品，检测合格，运至包装区，包装，出库；不合格，返料。

实施例3：

参考实施例1，按重量份数的组分取110份的污泥，25份的秸秆，25份的ym菌，15份的氨基酸原液，3份的解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌、3份的哈茨木霉t37功能真菌待用；将秸秆通过粉碎机粉碎；将污泥平铺在粉碎后秸秆堆上，将污泥与粉碎秸秆、ym菌及氨基酸原液，充分混拌；将混合好的物料利用装载车堆成条垛，安装风机、温湿度、ph及氧气监测仪，底部铺设通气管道，进行高温低氧发酵，发酵过程监控堆体ph值范围在6.5~7.5之间，堆体湿度在60~62%之间,堆体氧气浓度在8~10%之间,整个过程控制发酵温度80℃以上7~9天，经过16天完成初发酵；初发酵产物进行筛分，筛下物作为初发酵腐熟料，筛上物收集；将氨基酸原液添加到初发酵腐熟料中，采用实时监控系统，当堆体的ph上升至5.5时，将解淀粉芽孢杆菌sqr9和哈茨木霉t37分别接种到含游离氨基酸的腐熟料基质中，分开建条垛，进行功能型发酵，同时底部铺设通气管道，安装实时监控系统；功能型发酵完成后，对发酵物料进行破碎、筛分，筛上物返混进一步降解，分别制成含解淀粉芽孢杆菌sqr9功能菌新型生物有机肥和含哈茨木霉t37功能菌新型生物有机肥；采集新型生物有机肥样品，检测合格，运至包装区，包装，出库；不合格，返料。