申请日2015.07.19
公开(公告)日2017.02.15
IPC分类号C05G3/00
摘要
一种污水处理厂污泥加工成农肥的方法，涉及一种污水厂污泥制农肥的方法。浓缩预处理后的污水厂污泥，加入质量比0.3%的硫化铁后，进入曝气消化器中，进行曝气消化，消化过程的溶解氧为2.0-1.5mg/l，消化时间6d;消化污泥进入卧式螺杆卸料离心机中脱水，离心分离因素为1800-2200，脱水后分离得到脱水液和脱水的泥饼;脱水液经粉煤灰与碎石混合滤料组成的过滤中和器过滤中和后，排出液回流污水厂的缺氧脱氮段，其中的溶解性有机物可作反硝化脱氮的碳源被利用并去除;泥饼与粉煤灰混合至含水率达55%-58%，再进行常规堆肥化处理后，即得到N、P、K含量8-10%的农肥。本发明保证重金属不再进入环境，“以废制废”进一步降低了处理的成本，具有可贵的经济和环境效益。
权利要求书
1.一种污水处理厂污泥加工成农肥的方法，其特征在于： 第一步：在浓缩预处理后的污水厂污泥中添加硫化铁，硫化铁加入质量为污 泥质量的0.3%，然后进入曝气消化器中，进行曝气消化，消化过程的溶解氧控 制在2.0-1.5mg/l，消化时间6d，获得消化污泥; 第二步：将上述消化污泥泵入离心机中脱水，离心分离因素控制在1800-2200 之间，脱水后分离得到脱水液和脱水的泥饼; 第三步：将上步的脱水液泵入由粉煤灰与碎石混合滤料组成的过滤中和器中 过滤和中和;使排出液pH保持在8-9的范围;当排出液流量与过滤器截面积之 比下降至0.01m/s时排出液pH仍不能保持在8-9时，停止过滤，更换滤料后再 重新开始过滤和中和;更换掉的滤料送至粉煤灰制砖厂，与其它粉煤灰混合后制 粉煤灰砖;中和后的排出液回流到污水厂的缺氧脱氮段，其中含有的溶解性有机 物用作反硝化脱氮的碳源被利用并去除; 第四步：将第二步的脱水泥饼与粉煤灰混合，使混合物的含水率达到 55%-58%;再进入翻倒槽式堆肥装置，堆置深度1.5m;前8天，对80t泥饼和 36t粉煤灰混合物，以1500m3/h的通风流量，每小时通风15min，并每隔1天翻 倒1次;后22天，以相同的通风流量，每2小时通风15min，并每隔2天翻倒1 次，共进行30天堆肥化处理后，即得到农肥，经检测该农肥的N、P、K含量达 到8%-10%，与有机肥中的干鸡粪相似。
2. 根据权利要求1所述的一种污水处理厂污泥加工成农肥的方法，其特征 在于：所述的第三步中的由粉煤灰与碎石混合滤料组成的过滤中和器的构建是， 先将粉煤灰∶碎石=1∶1.2的质量比量取，并混合均匀制成混合滤料，其中碎石 的粒径级配为10mm-20mm;再将混合滤料填装入过滤中和器中，填装深度为 0.6-0.8m。
说明书
一种污水处理厂污泥加工成农肥的方法
技术领域
一种污水处理厂污泥加工成农肥的方法，涉及一种用污水处理厂污泥制农 肥的工艺。属于城市污水处理厂的污泥处理与资源化利用技术领域。
背景技术
城市污水处理采用主流工艺——生物方法处理时，污泥是必然的二次产物。 污泥的产率，按干固体计为1.2×10-4-2.6×10-4t/m3;我国城市居民人均每年的生活污水产生量为60-100m3，因此，按我国现有城市人口计，如果城市生活污水 的处理率达到100%，相应的污泥干固体产生率为450-840万吨/年，以含水率80% 的污泥脱水泥饼计，则可达2000-5000万吨/年。由于我国大部分城市污水厂均 同时处理生活污水厂和工业污水尾水，因此，城市污水处理厂实际的污泥产量尚 远大于此值。城市污水处理厂污泥含有从污水中去除的大部分污染物(致病微生 物、有机物、植物营养元素、重金属等)，排入自然环境具有很大的污染可能性， 需要作进一步的处理才能有效利用。城市污水处理厂污泥的主要成分为有机物。 同时，含有较丰富的植物营养元素，因此适合于作土地利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用污水处理厂污泥加工成农肥的方法，用该方法生 产的农肥肥效与干鸡粪(有机肥)相当，且特别适用那些采用生物除磷工艺的城 市污水处理厂污泥加工成农肥。
为了达到上述目的，本发明需解决的关键技术是改善污泥的可脱水性、降低 其重金属含量和有效控制污泥中磷的溶出。为此，根据现有的污泥处理技术，并 经实验研究证实，污水处理厂污泥添加硫化亚铁(FeS)盐后，进行曝气消化， 利用污水厂污泥中普遍存在的硫和亚铁氧化微生物，产生Fe2+和SO42-，并形成酸 性的消化环境;这一环境条件使污泥固相中的重金属充分溶出，降低固相的重金 属含量;同时，酸性环境和污泥中存在的水解微生物通过化学和生物作用，使污 泥中的部分有机物水解为可溶态，起到改善污泥可脱水性的作用;而消化中的好 氧环境条件，则可抑制聚磷菌的磷释放，使污泥中极大部分的磷仍然保留于固相。
本发明的具体技术方案如下：
第一步：在浓缩预处理后的污水厂污泥中添加硫化铁(FeS)，硫化铁加入 质量为污泥质量的0.3%，然后进入曝气消化器中，进行曝气消化，消化过程的 溶解氧控制于1.5-2.0mg/l，消化时间6d，获得消化污泥。
第二步：将上述消化污泥泵入卧式螺杆卸料离心机中脱水，离心分离因素(离 心加速度/重力加速度)控制在1800-2200之间，脱水后分离得到脱水液和脱水 的泥饼。
第三步：将脱水后分离得到的脱水液泵入由粉煤灰与碎石混合滤料组成的过 滤中和器中过滤和中和，中和处理后的脱水液主要含溶解性有机物(重金属以氢 氧化物的形式沉积于滤料中被去除);混合滤料是按照粉煤灰∶碎石质量比例=1∶ 1.2，均匀混合配制而成，其中碎石的粒径级配为10mm-20mm;混合滤料在过滤 中和器中的填充深度为0.6-0.8m;操作时，脱水液经高位槽和流量控制阀进入 过滤中和器，过滤中和器出口设pH检测器和流量计检测器，对排出液的pH及 流量进行检测，根据pH的反馈，控制脱水液进入过滤中和器的流量(控制阀的 开启度)，使排出液pH保持在8-9的范围;当排出液流量与过滤中和器截面积之 比下降至0.01m/s，而排出液pH仍不能保持在8-9时，则停止过滤，并更换滤料 后再重新开始过滤和中和;更换掉的滤料送至粉煤灰制砖厂，与其它粉煤灰混合 后制粉煤灰砖。中和后的排出液回流到污水厂缺氧脱氮段，其中含有的溶解性有 机物可用作反硝化脱氮的碳源被利用并去除。
第四步：将第二步的脱水泥饼与粉煤灰混合，使混合物的含水率达到 55%-58%;再进入翻倒槽式堆肥装置，堆置深度1.5m;前8天，对80t泥饼和 36t粉煤灰混合物，以1500m3/h的通风流量，每小时通风15min，并每隔1天翻 倒1次;后22天，以相同的通风流量，每2小时通风15min，并每隔2天翻倒1 次，共进行30天堆肥化处理后，即得到农肥，经检测该农肥的N、P、K含量达 到8%-10%，与有机肥中的干鸡粪相似。
本发明具有如下的显著优点：
1.本发明在污泥曝气消化时添加了硫化铁，形成酸性的消化环境，使污泥 固相中的重金属充分溶出到脱水液中，脱水液进入含氧化钙(CaO)、氧化镁 (MgO)、氧化钠(Na2O)和氧化钾(K2O)等碱性化合物总质量比达10%以上 的粉煤灰为主要滤料的过滤中和器中，使其中的重金属以氢氧化物的形式沉积于 滤料中被去除，(污泥中含量较高的Zn、Cr、Cu可降低80%左右，其它重金属 也可降低40-60%)，保证重金属不再进入环境，提高了污泥利用的安全性。
2.由于城市污水厂的生物可降解性有机碳与氮之比仅为3左右，而生物脱 氮要求碳氮比为3～5，因此，生物脱氮碳源较为缺乏，为此，本发明将过滤中和 器的排出液回流污水厂脱氮工序，可补充反硝化脱氮的碳源，同时，使有机碳降 解为CO2，具有环境和资源效益。
3.由于泥饼采用与粉煤灰混合后堆肥制农肥的方式，可同时完成酸性中和 和水分调理，使之满足堆肥化处理对原料的含水率和酸碱度要求，与现有的采用 添加秸杆、木屑等调理剂工艺相比，降低了生产成本，具有可贵的经济效益。
4.本发明的污泥在酸性环境中进行曝气消化，影响其可脱水性的有机物部 分分解，颗粒电性得到改变，使可脱水性改善，离心脱水后泥饼的含水率可达 73-78%，降低了堆肥化前的水分调理难度。
5.由于脱水液的中和及泥饼的水分调理和酸性中和，均采用粉煤灰为处理 剂，这种“以废制废”方法进一步降低了处理的成本。
6.脱水液中和产生的沉积了重金属的粉煤灰滤料，仍可与其它粉煤灰混合 作为粉煤灰砖的原料进一步利用，而重金属利用制砖过程进入砖中形成的无机晶 格使其得到固定，降低了重金属再溶出的风险，保证了环境安全性。
7.本发明的曝气消化可有效控制污泥中磷的溶出，使磷保留在脱水泥饼中， 满足制成的农肥中磷的含量，因此，同时具有环境和资源效益。