申请日2016.03.11
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C05G1/00; C05F17/00; C01B31/12
摘要
本发明涉及一种污泥厌氧发酵制营养土的方法，通过在发酵槽内合理的基质配比和安排，形成臭气基质吸附层?微生物分解层?植物吸收等逐级净化层，较少或避免臭气散发于空气当中;另外，通过在厌氧发酵槽上部铺设甲烷收集系统，还可实现污泥能源的回收利用;经过12个月长时间的厌氧发酵，可使污泥中易分解的有机质转变为稳定的腐殖质类物质，腐殖质含量提高25%左右;厌氧发酵过程中的高温阶段持续时间较长，可以杀死污泥中原有的病原菌;通过污泥和碱性土壤混合，可以起到对原有重金属的固化钝化效果，重金属的有效性降低50%左右，同时对污泥中含有的抗生素和持久性有机物起到分解作用，降低了污泥的有害性。
权利要求书
1. 一种污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选择远离居民区的营养贫瘠、土层较厚坡地，开挖长、宽、高均为4m的厌氧发酵槽，其中20cm的表层土与下层土分别收集;如果开挖的土壤中有砂石，需过筛，过筛后的土壤和砂石分别保留;
步骤二：在步骤一挖好的厌氧发酵槽底部及四周侧壁铺设防渗膜，阻止污泥发酵产生的发酵液对周边土壤的污染;
步骤三、取含水量为75%~85%的脱水污泥，然后与步骤一开挖过筛后的下层土搅拌混合，通过加入粉碎的秸秆或花生壳以调节发酵基质C/N比为15:1~17:1;在污泥与下层土混合的过程中喷洒含有乳酸菌、光合菌、酸化菌、产氢产酸菌、氨化细菌及和甲烷菌的混合菌剂，强化发酵过程;
步骤四：取利用花生壳和污泥制备的腐熟基质填于厌氧发酵槽的最下层30cm厚，然后将步骤三所得的混合基质填入厌氧发酵槽至距离顶部80cm处，然后从下到上依次填入10cm厚的花生壳活性炭基质吸附层、30cm厚上述腐熟基质、40cm厚上述腐熟基质与步骤一所得的表层土的混合土，其中上述腐熟基质与表层土按2:1混合，然后再在表层种植作物形成植物吸收层;
步骤五：将步骤四填好的污泥混合基质发酵12个月后，将表层土去掉，开挖发酵好的污泥基质，粉碎、过2mm筛后即可用作营养土进行林木、花卉育苗，土壤培肥或矿区复垦;同时把开挖的表土层覆盖于步骤一所得的砂石上，可进行植树种草。
2. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述步骤四中种植的作物为可以吸收厌氧发酵所产生的臭气的植物品种。
3. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述步骤一中的坡地远离水源河道，且地下水位较深。
4. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述步骤三中发酵基质C/N比为16:1。
5. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述步骤三中脱水污泥的含水量为80%，下层土壤的含水量为20%。
6. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述步骤四中花生壳活性炭基质的制备方法为：采用花生壳与25%硫酸混合，其中混合比例为1g花生壳/2ml硫酸，然后静置过夜，再于450~500℃条件下活化2h，最后冷却、洗涤、烘干、粉碎，即得花生壳活性炭基。
7. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述步骤四中利用花生壳和污泥制备的腐熟基质的制备方法为：将花生壳和污泥按质量比2:1混合，含水量控制为60%，然后于最高温度80℃条件下腐熟18天。
8. 如权利要求1所述的污泥厌氧发酵制营养土的方法，其特征在于：所述厌氧发酵槽上部还铺设甲烷收集系统。
说明书
一种污泥厌氧发酵制营养土的方法
技术领域
本发明涉及固废资源化处理技术领域，具体的说是一种污泥厌氧发酵制营养土的方法。
背景技术
城市污水厂脱水污泥是城市污水厂处理废水所产生的固态废弃物。随着我国在建污水厂数目的增加，污泥产量仍会增加。城市污泥中含大量有机质及N、P和K等植物所需营养元素，污泥发酵处理后用作蔬菜基质是实现此类固体废弃物减量化，无害化和资源化的有效途径。通常采用的露天的好氧发酵，空气污染较大，采用先进的发酵仓工艺则需投入大量设备和动力，相对于好氧发酵所产生的营养土而言处理成本较高。
发明内容
针对上述现有技术中污泥发酵处理存在空气污染较大、处理成本较高等问题，本发明提供一种污泥厌氧发酵制营养土的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种污泥厌氧发酵制营养土的方法，包括以下步骤：
步骤一：选择远离居民区的营养贫瘠、土层较厚坡地，开挖长、宽、高均为4m的厌氧发酵槽，其中20cm的表层土与下层土分别收集;如果开挖的土壤中有砂石，需过筛，过筛后的土壤和砂石分别保留;
步骤二：在步骤一挖好的厌氧发酵槽底部及四周侧壁铺设防渗膜，阻止污泥发酵产生的发酵液对周边土壤的污染;
步骤三、取含水量为75%~85%的脱水污泥，然后与步骤一开挖过筛后的下层土搅拌混合，通过加入粉碎的秸秆或花生壳以调节发酵基质C/N比为15:1~17:1;在污泥与下层土混合的过程中喷洒含有乳酸菌、光合菌、酸化菌、产氢产酸菌、氨化细菌及和甲烷菌的混合菌剂，强化发酵过程;
步骤四：取利用花生壳和污泥制备的腐熟基质填于厌氧发酵槽的最下层30cm厚，然后将步骤三所得的混合基质填入厌氧发酵槽至距离顶部80cm处，然后从下到上依次填入10cm厚的花生壳活性炭基质吸附层、30cm厚上述腐熟基质、40cm厚上述腐熟基质与步骤一所得的表层土的混合土，其中上述腐熟基质与表层土按2:1混合，然后再在表层种植作物形成植物吸收层;
步骤五：将步骤四填好的污泥混合基质发酵12个月后，将表层土去掉，开挖发酵好的污泥基质，粉碎、过2mm筛后即可用作营养土进行林木、花卉育苗，土壤培肥或矿区复垦;同时把开挖的表土层覆盖于步骤一所得的砂石上，可进行植树种草。
所述步骤四中种植的作物为可以吸收厌氧发酵所产生的臭气的植物品种;
所述步骤一中的坡地远离水源河道，且地下水位较深;
所述步骤三中发酵基质C/N比为16:1;
所述步骤三中脱水污泥的含水量为80%，下层土壤的含水量为20%;
所述步骤四中花生壳活性炭基质的制备方法为：采用花生壳与25%硫酸混合，其中混合比例为1g花生壳/2ml硫酸，然后静置过夜，再于450~500℃条件下活化2h，最后冷却、洗涤、烘干、粉碎，即得花生壳活性炭基;
所述步骤四中利用花生壳和污泥制备的腐熟基质的制备方法为：将花生壳和污泥按质量比2:1混合，含水量控制为60%，然后于最高温度80℃条件下腐熟18天;
所述厌氧发酵槽上部还铺设甲烷收集系统。
本发明的有益效果：
本发明提供的污泥厌氧发酵制营养土的方法，动力消耗少，不需要特殊的处理设备;为城市脱水污泥的稳定化，泥量化，无害化和资源化处理提供理论和技术支持;本方法不仅有效解决了城市污泥的处理处置问题，而且为荒坡地培肥、矿区复垦，林树花卉生长提供了一种高效的营养基质;
本发明提供的污泥厌氧发酵制营养土的方法，可以实现污泥稳定化、无害化、减量化和资源化的处理。经过12个月长时间的厌氧发酵，可使污泥中易分解的有机质转变为稳定的腐殖质类物质，腐殖质含量提高25%左右;厌氧发酵过程中的高温阶段持续时间较长，可以杀死污泥中原有的病原菌;通过污泥和碱性土壤混合，可以起到对原有重金属的固化钝化效果，重金属的有效性降低50%左右，同时对污泥中含有的抗生素和持久性有机物起到分解作用，降低了污泥的有害性;通过厌氧的产酸、产碱过程，原有的污泥体积量和重量减少约20%左右;发酵完成后的营养土可作为改良贫瘠土壤、荒山复垦、育苗基质等使用;与传统的好氧污泥处理相比较，费用较低，省去曝气和翻刨等所投入的动力费用;厌氧发酵所产生的臭气得到有效控制，通过在发酵槽上部合理的基质配比和安排，形成臭气基质吸附层-微生物分解层-植物吸收等逐级净化层，较少或避免臭气散发与空气当中;另外，通过在厌氧发酵槽铺设甲烷收集系统，还可实现污泥能源的回收利用。