本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种污泥资源化处理方法及其应用。
背景技术：
污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥为水泡体结构，污泥的主要特性是含水率高(可高达99％以上)，有机物含量高，容易腐化发臭，并且颗粒较细，比重较小，呈胶状液态。它是介于液体和固体之间的浓稠物，可以用泵运输，但它很难通过沉降进行固液分离。由于污泥含有大量的有机物，有机物通过自身的亲水基团与水分子之间的键和作用，导致污泥中水分形态存在十分复杂，结合水含量比较高，并且单独的污泥机械脱水设备一般很难将污泥含水率降低至80％。
同时污泥中含有的有机污染物不易降解、毒性残留时间长，这些有毒有害物质进入水体与土壤中将造成环境污染。污水中含有的病原微生物和寄生虫卵经过处理会进入污泥，通过直接与污泥接触或通过食物链与污泥直接接触等方式威胁人类健康。
污泥对环境的二次污染还包括污泥盐份的污染和氮、磷等养分的污染。污泥含盐量较高会明显提高土壤电导率，破坏植物养分平衡，抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害。在降雨量较大地区且土质疏松土地上大量施用富含氮、磷等的污泥之后，当有机物的分解速度大于植物对氮、磷的吸收速度时，氮、磷等养分就有可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化，进入地下引起地下水的污染。
对于大型城市的污水处理厂来说，由于有大量的工业废水排入系统，造成污水污泥中的重金属含量偏高，其中铜、锌含量往往接近或超过污泥作为农用堆肥的接纳标准，从污水处理厂排出的污泥一般是一种胶溶状膏体物，具有比重轻、体积庞大、触变性强(不易脱水)、极易腐败恶臭的理化特点，因而十分不利于处理与运输。
目前国内污泥的处置方法主要有填埋和焚烧等。从环境污染、卫生安全和经济有效等方面考虑，无论那种处置方式都存在利弊。
污泥填埋占用场地，且污泥中的有害微生物和重金属易污染地下水，在发酵过程中产生的臭气易污染周边环境。
污泥焚烧也面临一系列问题，特别是由于污泥含水率太高，热值很低。污泥焚烧过程中需要使用大量辅助燃料，使处理成本极高，设备投资大。国内有一些污水处理厂建设了污泥焚烧设备，均因污泥热值低、辅助燃料用量大、成本高而闲置。且焚烧后的炉渣还需要二次填埋，耗时耗力，进一步增加了成本。
cn101265070a公开了一种用于市政污水处理厂排水污泥和河道污泥的固化剂，该固化剂的各组分原料的质量比为：硫铝酸盐水泥30％至60％，石膏20％至40％，石灰8％至20％，促凝剂1％至5％。污泥添加固化剂搅拌固化后，养护1至6天的时间，即可达到填埋要求的强度和含水量。污泥固化后，有毒重金属离子被包裹，使得污泥的污染降低。被固化的污泥没有原始污泥的恶臭，减少了作业时对操作人员的危害。但是，该发明由于使用了大量的水泥，使得固化成本高，且经过固化后的污泥，其包裹的有毒重金属离子在填埋后易污染地下水，填埋也需占用大量的场地。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中污泥固化后填埋、焚烧投资大，易造成环境二次污染的问题，进而提供一种污泥资源化处理方法及其应用，该方法可有效实现污泥的资源化，具有良好的推广应用前景。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将白灰干粉、石膏干粉和粉煤灰，加水搅拌，得到湿浆；
2)将步骤1)得到的湿浆加入到污泥中，搅拌混合，摊铺晾晒；
3)向步骤2)晾晒后的污泥中加入益生菌，混合后造粒，得到资源化处理后的污泥。
优选地，以污泥的重量计，所述白灰干粉的加入量为3-8％、石膏干粉的加入量为3-5％、粉煤灰的加入量为5-9％、益生菌的加入量为1-3％。
优选地，以污泥的重量计，所述白灰干粉的加入量为4-6％。
优选地，以污泥的重量计，所述石膏干粉的加入量为4-5％。
优选地，以污泥的重量计，所述粉煤灰的加入量为6-8％。
优选地，以污泥的重量计，所述益生菌的加入量为2-3％。
优选地，步骤1)中将白灰干粉、石膏干粉和粉煤灰先与辅料溶液混合，然后加水搅拌，得到湿浆；所述辅料溶液为硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液、木钙溶液三者的混合溶液。
优选地，以白灰干粉的重量计，所述硫酸钠溶液中硫酸钠的加入量为1-3％，所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的加入量为2-5％，所述木钙溶液中木钙的加入量为1-3％。
优选地，步骤1)中水的总重量为所述白灰干粉、石膏干粉、粉煤灰总重量的1.2-1.8倍。
优选地，以污泥的重量计，向步骤3)晾晒后的污泥中还加入绿藻0.1-0.3％。
优选地，所述加入的益生菌和绿藻的质量比为1:0.05-0.1。
优选地，所述益生菌为厌氧菌。
优选地，所述益生菌为枯草芽孢杆菌。
优选地，所述绿藻选自小球藻、水绵中的一种。
本发明还提供上述所述的污泥资源化处理方法，在处理污水厂污泥和/或河道污泥中的应用。
本发明有益效果：
1、本发明中所述污泥资源化处理方法，使用该处理方法对污泥处理后无需填埋和焚烧，可有效实现污泥的资源化，具有良好的推广应用前景。同时本发明提供的处理方法可将污泥含水率由83％-87％降低到45％-62％，经过处理的污泥体积减少15％-20％。对含水率高达120％的污泥仍具有较好的固化作用，从而省去了对污泥脱水等先行工艺，简化了污泥的加固处理程序，缩短了加固时间，降低了施工成本。同时，本发明的处理方法可以对处于原位的污泥直接处理，而不必先将污泥挖出，进一步简化了施工程序，提高了施工效率，降低了施工成本。
本发明中提供的污泥处理方法为污泥分子提供一个弱碱性环境，步骤1)得到的湿浆与污泥分子反应，在污泥细胞中产生类似磁场的正负电极，使污泥分子能够相互吸引、碰撞，迅速破坏污泥水泡体结构，使污泥水泡体中的水和细胞间隙水能够分离出来；消耗掉污泥中的水分，使污泥分子迅速连接形成交叉网状结构；污泥当中的有机质在干化剂的作用下得到分解反应，处理后的污泥变成改良土，当中不再含有有机污染物，不产生臭味；经过一定时间的氧化，离子态重金属被钝化稳定在改良土分子当中，不会造成环境污染问题。本发明中的益生菌由于处在污泥分子形成的交叉网状结构中，隔绝空气和水，处于厌氧条件下，可以充分降解污泥中有害菌群(如大肠杆菌)和重金属。
2、本发明中还加入绿藻，加入的绿藻同样处在污泥分子形成的交叉网状结构中，在厌氧的条件下同益生菌产生协同增效作用，有效增强了降解污泥中有害菌群(如大肠杆菌)和重金属的作用，同时益生菌和绿藻还可有效降解污泥的有机质，使其成为生物有机肥。
3、优选地本发明还加入木钙，木钙具有强力的分解性、粘结性、螯合性，具有不同程度的分散性、水溶性，是一种表面活性物质，能吸附在各种固体质点的表面上，更能产生内在的聚合作用，同时木钙也是一种减水剂，可以提高淤泥固结体的强度及密实性和耐久性。本发明中木钙的加入有益于污泥分子形成交叉网状结构，从而有效降低污泥含水率。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤：
1)将白灰干粉3kg、石膏干粉3kg和粉煤灰9kg，加21.6kg水搅拌均匀，得到湿浆；
2)将步骤1)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒5天；
3)向晾晒5天后的污泥中加入3kg枯草芽孢杆菌，混合后造粒，得到处理后的污泥。
实施例2
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将白灰干粉8kg、石膏干粉5kg和粉煤灰5kg，加34.2kg水搅拌均匀，得到湿浆；
2)将步骤1)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒7天；
3)向晾晒7天后的污泥中加入1kg枯草芽孢杆菌，混合后造粒，得到处理后的污泥。
实施例3
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.04kg、氢氧化钠0.2kg、木钙0.04kg分别用0.8kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉4kg、石膏干粉5kg和粉煤灰6kg，加15.6kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒5天；
3)向晾晒5天后的污泥中加入枯草芽孢杆菌3kg和小球藻0.3kg，混合后造粒，得到处理后的污泥。
实施例4
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.18kg、氢氧化钠0.12kg、木钙0.18kg分别用1.4kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉6kg、石膏干粉4kg和粉煤灰8kg，加28.2kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒7天；
3)向晾晒7天后的污泥中加入枯草芽孢杆菌2kg和小球藻0.1kg，混合后造粒，得到处理后的污泥。
实施例5
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.1kg、氢氧化钠0.15kg、木钙0.1kg分别用0.8kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉5kg、石膏干粉4kg和粉煤灰7kg，加21.6kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒6天；
3)向晾晒6天后的污泥中加入枯草芽孢杆菌2kg和水绵0.2kg，混合后造粒，得到处理后的污泥。
实施例6
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.1kg、氢氧化钠0.15kg、木钙0.1kg分别用0.8kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉5kg、石膏干粉5kg和粉煤灰6kg，加21.6kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒6天；
3)向晾晒6天后的污泥中加入枯草芽孢杆菌2kg，混合后造粒，得到处理后的污泥。
对比例1
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.1kg、氢氧化钠0.15kg、木钙0.1kg分别用0.8kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉5kg、石膏干粉4kg和粉煤灰7kg，加21.6kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒6天；
3)将晾晒6天后的污泥造粒，得到处理后的污泥。
对比例2
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.1kg、氢氧化钠0.15kg分别用0.8kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉5kg、石膏干粉4kg和粉煤灰7kg，加22.4kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒6天；
3)向晾晒6天后的污泥中加入枯草芽孢杆菌2kg和水绵0.2kg，混合后造粒，得到处理后的污泥。
对比例3
一种污泥资源化处理方法，包括如下步骤:
1)将硫酸钠0.1kg、氢氧化钠0.15kg、木钙0.1kg分别用0.8kg的水溶解，配制得到硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液；
2)将硫酸钠溶液、氢氧化钠溶液和木钙溶液混合均匀，得到混合溶液；
3)向步骤2)得到的混合溶液中加入白灰干粉5kg、石膏干粉4kg、粉煤灰7kg、枯草芽孢杆菌2kg和水绵0.2kg，加21.6kg水搅拌均匀，得到湿浆；
4)将步骤3)得到的湿浆加入到100kg污泥中，搅拌混合，混合均匀后摊铺，晾晒6天；
5)将晾晒6天后的污泥造粒，得到处理后的污泥。
性能检测：
分别取1kg经实施例2、5和6，对比例1-3处理后的污泥，和1kg未做任何处理的污泥，进行如下实验，分别测量相应的含水率、砷、铅、镉、镍重金属含量：
(1)含水率采用烘干称重法，将样品进行烘干后称重；
(2)根据我国《固体废物浸出毒性浸出方法(gb/t5086.1～2-1997)》，浸出实验可以采用翻转振荡或水平振荡，本实验中采用翻转振荡法测量。
将样品试块破碎，置于5l提取瓶中，按液固比为20∶1(l/kg)计算出所需浸提剂(超纯水)的体积，加入浸提剂，盖紧瓶盖后固定在翻转式振荡装置上，调节转速为30±2r/min，于23±2℃下振荡18±2h。在振荡过程中有气体产生时，应定时在通风橱中打开提取瓶，释放过度的压力。将样品在压力过滤器中，用0.45μm滤膜过滤，滤液用原子发射光谱仪分析样品中砷、铅含量。
其中，含水率、砷、铅、镉、镍含量(砷、铅含量单位为mg/l)的测量结果如表1所示：
表1
通过实验可知，本发明实施例处理后的污泥相比未处理的污泥含水率、重金属砷、铅、镉、镍的含量大大降低。通过对比例可以看出当不添加益生菌和绿藻时，重金属砷、铅、镉、镍的降解效率大大降低。同时，木钙的加入对污泥含水率的降低也有着重要影响。由于污泥的孔隙率很低、含水量又高，当直接向污泥中加入益生菌和绿藻时，往往达不到好的降解效果，由对比例3可以看出当改变益生菌和绿藻的添加顺序时，对降低污泥中的重金属砷、铅、镉、镍的含量也产生了不利影响。
应用试验例
将实施例处理的污泥装袋密封15天即可出库。经过检测经本发明所述方法处理后的污泥中有机质均>30％,总养分(氮+p2o5+k2o)>4％,满足有机肥料标准(ny525-2002)的要求。将本发明实施例5处理后的污泥碾碎后放入花盆种上绿色植物，同时用普通泥土种植同类植物，进行对比，1个月后施用本发明方法处理后的污泥的绿色植物长势明显优于用普通泥土种植的植物。经本发明所述方法处理的污泥肥力持久，可明显促进植物生长。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。