一种污泥堆肥及其制备方法与流程

本发明涉及污泥处理，尤其涉及一种污泥堆肥及其制备方法。

背景技术：

1、我国污水处理方面取得显著成效，作为污水处理的副产物，污泥产量也随之增加，2022年全国污泥产生量已达到7288.3万吨，加重了污水处理的负担。由于国内长期存在着重水轻泥的现象，对污泥中污染物的特性认识不足，对污泥的稳定化处理也严重不足，污泥处理设施建设总体滞后，污泥成为城镇环境治理的重要问题，污泥处理处置形势十分严峻。

2、目前，污泥处理处置方式主要有填埋、焚烧、建材利用和土地利用等。其中，填埋不仅会占用大量土地资源，还存在污染地下水、沼气爆炸等隐患；而焚烧的能耗较大；建材利用会降低材料品质。因此，相比其他处理处置方式，污泥土地利用是一条重要的资源化途径。但是，我国污水处理厂的污泥中通常含有较高的重金属，导致污泥土地利用存在环境风险。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种污泥堆肥及其制备方法，用以降低污泥中重金属的生物有效性，从而减少植物对重金属的吸收量，进而降低环境风险。

2、一方面，本发明提供了一种污泥堆肥的制备方法，包括以下步骤：

3、s100：污泥预处理

4、将污泥脱水、破碎，用秸秆调节污泥碳氮比至20～30，得到预处理后的污泥；

5、s200：制备生物炭

6、将生物质原料风干后，置于氮气氛围中于500℃下加热2h，然后冷却至室温，取出生物炭进行粉碎、研磨；

7、s300：发酵处理

8、在步骤s100得到的预处理后的污泥中添加生物肥发酵剂和步骤s200得到的生物炭，用水调整混合物料至含水量为50～60％，搅拌均匀，在50～60℃下发酵20～25天后，风干、粉碎、过筛，得到污泥堆肥。

9、进一步地，所述步骤s100中，所述秸秆为玉米秸秆；

10、所述碳氮比为25。

11、进一步地，所述步骤s200中，将所述生物质放入炭化炉中进行炭化，向炭化炉中充入氮气形成缺氧环境。

12、进一步地，所述步骤s200中，炭化炉以10℃/min的速度升温至500℃，然后在500℃下维持2h。

13、进一步地，所述步骤s200中，所述炭化炉中氮气的流速保持在0.1～0.2l/min。

14、进一步地，所述步骤s300中，所述生物菌肥发酵剂包括纳豆菌、芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉菌、固氮菌、乳酸菌中的一种或几种，以及微生物分泌的孢外酶。

15、进一步地，所述步骤s300中，所述生物菌肥发酵剂中有效活菌数≥100亿/ml。

16、进一步地，所述步骤s300中，发酵过程中，当温度上升到50℃后，进行翻料通风。

17、进一步地，所述污泥、秸秆、生物炭、生物菌肥发酵剂的重量比为70～100:15～25:3～6:1。

18、另一方面，本发明提供了一种污泥堆肥，至少能够采用上述的制备方法制得，所述污泥堆肥的原料按重量份数计，包括：70～100份污泥、15～25份秸秆、3～6份生物炭、1份生物菌肥发酵剂。

19、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

20、(1)本发明通过降低污泥中重金属的生物有效性，降低污泥土地利用的环境风险；

21、(2)本发明通过添加生物炭，一方面，生物炭的阳离子交换量较高，能较多地吸附污泥中重金属等污染物，降低重金属的迁移性和生物有效性；另一方面，能减少堆肥过程中养分的损失，提高堆体的腐殖程度；同时含有的丰富碳源可以为微生物提供营养物质，较大孔隙度和比表面积可以改善透水透气性，有利于微生物的繁殖；

22、(3)本发明以污泥、秸秆、生物炭、生物菌肥发酵剂为原料，原料容易获取、成本较低，制备工艺简单、易操作，产品可以用于园林绿化，同时能够解决固废堆存问题，保护环境。

23、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书所特别指出的内容中来实现和获得。

技术特征：

1.一种污泥堆肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s100中，所述秸秆为玉米秸秆；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s200中，将所述生物质放入炭化炉中进行炭化，向炭化炉中充入氮气形成缺氧环境。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s200中，炭化炉以10℃/min的速度升温至500℃，然后在500℃下维持2h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s200中，所述炭化炉中氮气的流速保持在0.1～0.2l/min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s300中，所述生物菌肥发酵剂包括纳豆菌、芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉菌、固氮菌、乳酸菌中的一种或几种，以及微生物分泌的孢外酶。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s300中，所述生物菌肥发酵剂中有效活菌数≥100亿/ml。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s300中，发酵过程中，当温度上升到50℃后，进行翻料通风。

9.根据权利要求1至8任一所述的制备方法，其特征在于，所述污泥、秸秆、生物炭、生物菌肥发酵剂的重量比为70～100:15～25:3～6:1。

10.一种污泥堆肥，其特征在于，至少能够采用权利要求1至9任一所述的制备方法制得，所述污泥堆肥的原料按重量分数计，包括：

技术总结
本发明涉及一种污泥堆肥及其制备方法，用以降低污泥中重金属的生物有效性，从而减少植物对重金属的吸收量，进而降低环境风险。其中，所述污泥堆肥的制备方法，包括以下步骤：S100：污泥预处理；将污泥脱水、破碎，用秸秆调节污泥碳氮比至20～30，得到预处理后的污泥；S200：制备生物炭；将生物质原料风干后，置于氮气氛围中于500℃下加热2h，然后冷却至室温，取出生物炭进行粉碎、研磨；S300：发酵处理；在步骤S100得到的预处理后的污泥中添加生物肥发酵剂和步骤S200得到的生物炭，用水调整混合物料至含水量为50～60％，搅拌均匀，在50～60℃下发酵20～25天后，风干、粉碎、过筛，得到污泥堆肥。

技术研发人员：范雄安,田应辉,阚思蒙,权蔚慈,李召杰,杨凯,程红光
受保护的技术使用者：华电金沙江上游水电开发有限公司拉哇分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16