申请日2018.11.27
公开(公告)日2019.01.29
IPC分类号C02F11/02; C02F11/00; C02F11/12; C02F11/148; C05G3/04; C05F17/00
摘要
本发明公开了一种城镇污水处理厂污泥处理用发酵催化剂，按重量份计，包括如下组分：碳酸氢铵50‑70份，生石灰10‑20份，硫酸亚铁5‑10份，酒糟5‑10份，氯化钾10‑20份，磷一铵10‑20份，尿素10‑20份。本发明还公开了一种城镇污水处理厂污泥处理方法，城镇污水处理厂的污泥中加入腐植酸原粉和占污泥和腐植酸原粉重量比10%的发酵催化剂，掺和搅拌均匀，得到含水率为45‑50%的混合物料;沤制7‑10天，而后翻晒得到含水率为20‑30%的有机肥。本发明公开的城镇污水处理厂污泥处理用发酵催化剂，其本身是很好的肥料，而且添加该发酵催化剂对污泥进行处理，有利于提高污泥的温度，不仅可加速污泥与腐植酸原粉的反应，而且能够有效杀灭污泥中的病原微生物，实现污泥的无害化处理。
权利要求书
1.城镇污水处理厂污泥处理用发酵催化剂，其特征在于，按重量份计，其包括如下组分：碳酸氢铵50-70份，生石灰10-20份，硫酸亚铁5-10份，酒糟5-10份，氯化钾10-20份，磷一铵10-20份，尿素10-20份。
2.城镇污水处理厂污泥处理方法，其特征在于，城镇污水处理厂的污泥中加入腐植酸原粉和占污泥和腐植酸原粉重量比10%的发酵催化剂，掺和搅拌均匀，得到含水率为45-50%的混合物料;沤制7-10天，而后翻晒得到含水率为20-30%的有机肥。
3.根据权利要求2所述的城镇污水处理厂污泥处理方法，其特征在于，所述发酵催化剂按重量份计，包括如下组分：碳酸氢铵50-70份，生石灰10-20份，硫酸亚铁5-10份，酒糟5-10份，氯化钾10-20份，磷一铵10-20份，尿素10-20份。
4.根据权利要求2所述的城镇污水处理厂污泥处理方法，其特征在于，所述污泥、所述腐植酸原粉和所述发酵催化剂在发酵池中混合并沤制。
5.根据权利要求2所述的城镇污水处理厂污泥处理方法，其特征在于，所述混合物经沤制后，翻倒到晾台上，在自然通风情况下翻堆晾晒5-7天，得到含水率为20-30%的有机肥。
6.根据权利要求2所述的城镇污水处理厂污泥处理方法，其特征在于，所述城镇污水处理厂污泥的含水率为80-85%。
说明书
城镇污水处理厂污泥处理方法和处理用发酵催化剂
技术领域：
本发明涉及城镇污水处理厂污泥处理方法和处理用发酵催化剂，属于污水处理领域。
背景技术：
随着我国城镇化的不断推进，产生了大量的污水污泥，如不加以科学的处理，势必将对环境生态、城镇安全、社会分化等造成严重的后果。城镇污泥即市政污泥，是市政污水处理厂处理污水后的产物，包括初沉污泥，剩余污泥以及一部分沉沙池的污泥等。由于我国污水处理厂建设存在严重的“重水轻泥”现象，大多数污水处理厂中的污泥处理工艺还停留在传统的调制—脱水模式上。污泥的稳定化是污泥处理过程中重要的一个步骤。未经稳定的生污泥可被认为是污染物，含有易腐有机物、恶臭物质、病原体等，脱水效率低，卫生条件差。不进行污泥稳定化处理即脱水外运会造成如下结果：
污泥体积庞大，造成污泥处置费用庞大;
污泥极不稳定，污泥中有机成分一旦发生腐败变质对环境会造成严重的二次污染;
污泥中的有用资源未得到利用，带来了资源的浪费，不符合可持续发展的目标。
污泥稳定化处理最终目标及难度是降低其含水率，传统的污泥稳定化处理方法一是烘干，用一种能源换为另一种能源，烘干势必需要消耗大量的能源，用煤增加环保成本，用煤气成本太高，而且还产生大量的臭气也对周围的环境造成影响及破坏其有效成分，但是随着国家对环保的要求越来越严;以上这几种办法难以摆脱的困扰就是烘干的难度，而且烘干设备在运转中很难保证完好率，烘干成本较高;另一种传统的污泥稳定化处理方法是好氧发酵处理，在有氧的条件下，污泥中的有机物在微生物作用下好氧发酵降解，同时好氧发酵反应释放的热量形成高温杀死病原微生物，进而实现污泥的减量化。但是，目前的好氧发酵处理过程存在温度难以达到要求，稳定性不高的问题，往往难以达到理想效果，此外常规好氧发酵处理需要蒸发降低污泥含水率，处理发酵时间长，往往需要25-30天，且发酵过程中需要不断供氧和加入大量秸秆等调理剂，运行成本高。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种城镇污水处理厂污泥处理用发酵催化剂，能够提高污泥的温度，加速污泥的沤制发酵，有效去除污泥中的有害病原微生物。
本发明的第二个目的在于提供一种城镇污水处理厂污泥的处理方法，即“掺和法”：将腐殖酸原粉加发酵剂与含水高的污泥进行掺和，使之直接降低其含水量，以达到“一升二降三节能”的目的，即提升其品质，降低其有害物含量，节能环保，做到“无害化、稳定化、减量化和资源化”处理的效果;本发明不仅可以降低污泥的含水率，而且能使城镇污水处理厂的污泥变为用于土壤修复、园林绿化等的肥料，变废为宝，在安全、环保和经济的前提下，实现了污泥的综合利用，达到了节能减排和发展循环经济的目的。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：
城镇污水处理厂污泥处理用发酵催化剂，按重量份计，包括如下组分：碳酸氢铵50-70份，生石灰10-20份，硫酸亚铁5-10份，酒糟5-10份，氯化钾10-20份，磷一铵10-20份，尿素10-20份。
生石灰遇水发热，可快速有效提高污泥的温度;碳酸氢铵能够使腐植酸原粉快速反应，碳酸氢铵和硫酸亚铁本身是很好的肥料，加入污泥中可起到强化肥效的效果。
硫酸亚铁本身是很好的肥料，除了能够补充植物体内的铁元素外，能促进其对氮与磷元素的吸收，还可以使得土壤中的有机物分解加快，快速产生肥效。
此外，由于碳酸氢铵以及生石灰呈碱性，而硫酸亚铁具有酸性性质，能够起到调节发酵催化剂酸碱性的效果。
酒糟含有丰富的粗蛋白，约高出玉米含量的2-3倍，同时还含有多种微量元素、维生素、酵母菌等，赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸的含量也很高，有助于城市污泥的发酵处理。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：
城镇污水处理厂污泥处理方法，城镇污水处理厂的污泥中加入腐植酸原粉和占污泥和腐植酸原粉重量比10%的发酵催化剂，掺和搅拌均匀，得到含水率为45-50%的混合物料，污泥的含水率一般为80-85%，腐植酸原粉的含水率一般为10%左右，腐植酸原粉和污泥的掺和比例根据最终的混合物料含水率来控制;沤制7-10天，而后翻晒得到含水率为20-30%的有机肥;根据需要，该有机肥可以进行破碎、造粒和包装处理，方便后续的运输和售卖。
一、腐植酸原粉
产品参数：
腐植酸原粉(Humic Acid，简写为HA)是一种高分子非均一芳香族羟基羧酸，外观为褐黑色粉末状，难溶于水，呈弱酸性，含有羟基、羧基、酚羟基等活性基团。
质量指标：
项目指标有机质(干基)35%-55%
用途：
腐植酸原粉，(生物有机、无机复合肥料的生物活性添加剂)，是一种结构复杂的天然高分子有机聚合物，含有大量的羧基、醌基和酚羟基活性基团，并含有2-4%的氮、磷、钾等营养元素，具有很高的生物生理活性。用于腐植酸有机肥料，饲料添加剂等的原料，可作沙漠土壤改良剂、植物生长刺激剂和肥效增进剂和络合土壤中的中、微量元素等，改良低产土壤;提高肥料的利用率;对细胞膜有良好的通透性，刺激植物生长发育;增加作物的抗逆性能;改善和提高农产品品质。
腐植酸及其制剂是一种天然的抑菌、杀虫剂，绿色、高效、安全，开展病虫害防治具有既肥既药、多重调控的作用。
腐植酸原粉经过加工之后它的细度可达60目左右，含水率大约在10%左右，呈颗粒状。腐植酸原粉和污泥的掺和比例根据污泥处理前含水率、最终的混合物料含水率来控制，如污泥含水率在80%，那么按1:1添加，这样水分就可控制在40～50%左右，如将污泥经过深度加工后含水率达到60%左右，按比例1:1添加，水分就可控制在30～40%。
进一步的，所述发酵催化剂按重量份计，包括如下组分：碳酸氢铵50-70份，生石灰10-20份，硫酸亚铁5-10份，酒糟5-10份,氯化钾10-20份，磷一铵10-20份，尿素10-20份。
二、腐殖酸的发酵：
腐植酸原粉富含腐植酸，目前还没有有效地开发利用，本研究将腐植酸原粉腐植酸活化技术与生物发酵技术相结合，研究了解发酵过程中腐植酸及氮磷养分的转化特点，试图开发适合有机农业生产的腐植酸肥料。研究结果表明，腐植酸原粉经过碳酸氢铵和磷酸铵处理后，大部分腐植酸转化为水溶性状态，水溶性腐植酸含量51%～60%;活化材料中的氮磷养分大部分为水溶性。发酵过程中微生物利用了大量的氮磷养分，微生物量氮磷占水溶性氮磷的比例在培养结束时最高，分别达到52.42%和73.74%，说明一半左右的水溶性氮和大部分水溶性磷素为微生物量氮磷。30d培养期间，接近3%的氮素和15%的磷素经过了微生物量循环。由此可见，腐植酸原粉活化时所加入的无机氮磷养分很大一部分转化为微生物量氮磷，并有可观的一部分经过了微生物量的转化，发酵产物符合有机农业的生产要求。
发酵催化剂的加入，生石灰与水反应可以快速提高污泥与腐植酸原粉的温度，其升温幅度可达5-10℃，加速腐植酸的活化;碳酸氢铵呈碱性，能够活化腐植酸原粉中的腐植酸，使得腐植酸快速溶于水中，产生效果，最终减少了污泥的发酵时间。
并最终形成可利用的污泥成品。
进一步的，所述污泥、所述腐植酸原粉和所述发酵催化剂在发酵池中混合并沤制。
进一步的，所述混合物经沤制后，翻倒到晾台上，在自然通风情况下翻堆晾晒5-7天，得到含水率为20-30%的满足粉碎、造粒和包装要求的有机肥。
进一步的，所述城镇污水处理厂污泥为城镇污水处理过程中产生的初沉池污泥和二沉池污泥，不包括栅渣、浮渣和沉沙。
进一步的，所述城镇污水处理厂污泥的含水率为80-85%。
腐植酸原粉经加入本发明的发酵催化剂后变为腐植酸，即可溶于水，其中有机质含量约为80%，不同程度含有钾、磷、钙、硫、镁、锌、铁、铝、硼、钠、铜等60种以上元素;而且、铅、镉、铬、汞、砷含量远低于NY1110-2010《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》标准;富含有微生物酶质，微生物促长作用显著;表面积大，活性强;融水好，溶解度高，易用施用。
本发明的优点：
1、本发明公开的城镇污水处理厂污泥处理用发酵催化剂，其本身是很好的肥料，同时添加该催化剂有利于提高污泥的温度，也有利于腐植酸原粉快速溶于水中，不仅可加速污泥与腐植酸原粉的反应，而且能够有效杀灭污泥中的病原微生物，实现污泥的无害化处理。
2、本发明公开的城镇污水处理厂污泥处理方法，采用腐植酸原粉和发酵催化剂这些优质肥料对污泥首先进行发酵降水处理，缩短了处理流程，避免了常规污泥稳定化处理过程中能源消耗、污染环境等问题，同时发酵催化剂有利于快速提高污泥的温度，也有利于腐植酸快速活化并溶于水中，不仅可加速污泥与腐植酸的反应，缩短污泥处理时间，而且能够有效杀灭污泥中的病原微生物，实现污泥的无害化处理。
3、利用本发明方法处理污泥，将污泥和腐植酸原粉的优点结合起来，完全保证了两种物质的原有特性，酸碱度可控制在pH值7左右，处理产物有机质含量在75%以上，氮、磷、钾在5%以上，有效地发挥了其优点。而且通过发酵催化剂降低了污泥中的有害成分的比例，这样可以用于农业、园林绿化等土地修复中，实现了污泥的消纳，做到了变废为宝。此外，由于处理过程中免烘干，所以减少了能源的消耗，同时又减少了环保的压力。
4、采用本发明技术可充分利用现有处置设备及设施，即各处理厂普遍采用得好氧发酵设施，不需要重新投资与改建，成本低，适合推广。