申請日2015.07.19

　　公開(公告)日2017.02.15

　　IPC分類號C05G3/00

　　摘要

　　一種污水處理廠污泥加工成農肥的方法，涉及一種污水廠污泥制農肥的方法。濃縮預處理后的污水廠污泥，加入質量比0.3%的硫化鐵后，進入曝氣消化器中，進行曝氣消化，消化過程的溶解氧為2.0-1.5mg/l，消化時間6d;消化污泥進入臥式螺桿卸料離心機中脫水，離心分離因素為1800-2200，脫水后分離得到脫水液和脫水的泥餅;脫水液經粉煤灰與碎石混合濾料組成的過濾中和器過濾中和后，排出液回流污水廠的缺氧脫氮段，其中的溶解性有機物可作反硝化脫氮的碳源被利用并去除;泥餅與粉煤灰混合至含水率達55%-58%，再進行常規(guī)堆肥化處理后，即得到N、P、K含量8-10%的農肥。本發(fā)明保證重金屬不再進入環(huán)境，“以廢制廢”進一步降低了處理的成本，具有可貴的經濟和環(huán)境效益。

　　權利要求書

　　1.一種污水處理廠污泥加工成農肥的方法，其特征在于： 第一步：在濃縮預處理后的污水廠污泥中添加硫化鐵，硫化鐵加入質量為污 泥質量的0.3%，然后進入曝氣消化器中，進行曝氣消化，消化過程的溶解氧控 制在2.0-1.5mg/l，消化時間6d，獲得消化污泥; 第二步：將上述消化污泥泵入離心機中脫水，離心分離因素控制在1800-2200 之間，脫水后分離得到脫水液和脫水的泥餅; 第三步：將上步的脫水液泵入由粉煤灰與碎石混合濾料組成的過濾中和器中 過濾和中和;使排出液pH保持在8-9的范圍;當排出液流量與過濾器截面積之 比下降至0.01m/s時排出液pH仍不能保持在8-9時，停止過濾，更換濾料后再 重新開始過濾和中和;更換掉的濾料送至粉煤灰制磚廠，與其它粉煤灰混合后制 粉煤灰磚;中和后的排出液回流到污水廠的缺氧脫氮段，其中含有的溶解性有機 物用作反硝化脫氮的碳源被利用并去除; 第四步：將第二步的脫水泥餅與粉煤灰混合，使混合物的含水率達到 55%-58%;再進入翻倒槽式堆肥裝置，堆置深度1.5m;前8天，對80t泥餅和 36t粉煤灰混合物，以1500m3/h的通風流量，每小時通風15min，并每隔1天翻 倒1次;后22天，以相同的通風流量，每2小時通風15min，并每隔2天翻倒1 次，共進行30天堆肥化處理后，即得到農肥，經檢測該農肥的N、P、K含量達 到8%-10%，與有機肥中的干雞糞相似。

　　2. 根據權利要求1所述的一種污水處理廠污泥加工成農肥的方法，其特征 在于：所述的第三步中的由粉煤灰與碎石混合濾料組成的過濾中和器的構建是， 先將粉煤灰∶碎石=1∶1.2的質量比量取，并混合均勻制成混合濾料，其中碎石 的粒徑級配為10mm-20mm;再將混合濾料填裝入過濾中和器中，填裝深度為 0.6-0.8m。

　　說明書

　　一種污水處理廠污泥加工成農肥的方法

　　技術領域

　　一種污水處理廠污泥加工成農肥的方法，涉及一種用污水處理廠污泥制農 肥的工藝。屬于城市污水處理廠的污泥處理與資源化利用技術領域。

　　背景技術

　　城市污水處理采用主流工藝——生物方法處理時，污泥是必然的二次產物。 污泥的產率，按干固體計為1.2×10-4-2.6×10-4t/m3;我國城市居民人均每年的生活污水產生量為60-100m3，因此，按我國現(xiàn)有城市人口計，如果城市生活污水 的處理率達到100%，相應的污泥干固體產生率為450-840萬噸/年，以含水率80% 的污泥脫水泥餅計，則可達2000-5000萬噸/年。由于我國大部分城市污水廠均 同時處理生活污水廠和工業(yè)污水尾水，因此，城市污水處理廠實際的污泥產量尚 遠大于此值。城市污水處理廠污泥含有從污水中去除的大部分污染物(致病微生 物、有機物、植物營養(yǎng)元素、重金屬等)，排入自然環(huán)境具有很大的污染可能性， 需要作進一步的處理才能有效利用。城市污水處理廠污泥的主要成分為有機物。 同時，含有較豐富的植物營養(yǎng)元素，因此適合于作土地利用。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明的目的是提供一種用污水處理廠污泥加工成農肥的方法，用該方法生 產的農肥肥效與干雞糞(有機肥)相當，且特別適用那些采用生物除磷工藝的城 市污水處理廠污泥加工成農肥。

　　為了達到上述目的，本發(fā)明需解決的關鍵技術是改善污泥的可脫水性、降低 其重金屬含量和有效控制污泥中磷的溶出。為此，根據現(xiàn)有的污泥處理技術，并 經實驗研究證實，污水處理廠污泥添加硫化亞鐵(FeS)鹽后，進行曝氣消化， 利用污水廠污泥中普遍存在的硫和亞鐵氧化微生物，產生Fe2+和SO42-，并形成酸 性的消化環(huán)境;這一環(huán)境條件使污泥固相中的重金屬充分溶出，降低固相的重金 屬含量;同時，酸性環(huán)境和污泥中存在的水解微生物通過化學和生物作用，使污 泥中的部分有機物水解為可溶態(tài)，起到改善污泥可脫水性的作用;而消化中的好 氧環(huán)境條件，則可抑制聚磷菌的磷釋放，使污泥中極大部分的磷仍然保留于固相。

　　本發(fā)明的具體技術方案如下：

　　第一步：在濃縮預處理后的污水廠污泥中添加硫化鐵(FeS)，硫化鐵加入 質量為污泥質量的0.3%，然后進入曝氣消化器中，進行曝氣消化，消化過程的 溶解氧控制于1.5-2.0mg/l，消化時間6d，獲得消化污泥。

　　第二步：將上述消化污泥泵入臥式螺桿卸料離心機中脫水，離心分離因素(離 心加速度/重力加速度)控制在1800-2200之間，脫水后分離得到脫水液和脫水 的泥餅。

　　第三步：將脫水后分離得到的脫水液泵入由粉煤灰與碎石混合濾料組成的過 濾中和器中過濾和中和，中和處理后的脫水液主要含溶解性有機物(重金屬以氫 氧化物的形式沉積于濾料中被去除);混合濾料是按照粉煤灰∶碎石質量比例=1∶ 1.2，均勻混合配制而成，其中碎石的粒徑級配為10mm-20mm;混合濾料在過濾 中和器中的填充深度為0.6-0.8m;操作時，脫水液經高位槽和流量控制閥進入 過濾中和器，過濾中和器出口設pH檢測器和流量計檢測器，對排出液的pH及 流量進行檢測，根據pH的反饋，控制脫水液進入過濾中和器的流量(控制閥的 開啟度)，使排出液pH保持在8-9的范圍;當排出液流量與過濾中和器截面積之 比下降至0.01m/s，而排出液pH仍不能保持在8-9時，則停止過濾，并更換濾料 后再重新開始過濾和中和;更換掉的濾料送至粉煤灰制磚廠，與其它粉煤灰混合 后制粉煤灰磚。中和后的排出液回流到污水廠缺氧脫氮段，其中含有的溶解性有 機物可用作反硝化脫氮的碳源被利用并去除。

　　第四步：將第二步的脫水泥餅與粉煤灰混合，使混合物的含水率達到 55%-58%;再進入翻倒槽式堆肥裝置，堆置深度1.5m;前8天，對80t泥餅和 36t粉煤灰混合物，以1500m3/h的通風流量，每小時通風15min，并每隔1天翻 倒1次;后22天，以相同的通風流量，每2小時通風15min，并每隔2天翻倒1 次，共進行30天堆肥化處理后，即得到農肥，經檢測該農肥的N、P、K含量達 到8%-10%，與有機肥中的干雞糞相似。

　　本發(fā)明具有如下的顯著優(yōu)點：

　　1.本發(fā)明在污泥曝氣消化時添加了硫化鐵，形成酸性的消化環(huán)境，使污泥 固相中的重金屬充分溶出到脫水液中，脫水液進入含氧化鈣(CaO)、氧化鎂 (MgO)、氧化鈉(Na2O)和氧化鉀(K2O)等堿性化合物總質量比達10%以上 的粉煤灰為主要濾料的過濾中和器中，使其中的重金屬以氫氧化物的形式沉積于 濾料中被去除，(污泥中含量較高的Zn、Cr、Cu可降低80%左右，其它重金屬 也可降低40-60%)，保證重金屬不再進入環(huán)境，提高了污泥利用的安全性。

　　2.由于城市污水廠的生物可降解性有機碳與氮之比僅為3左右，而生物脫 氮要求碳氮比為3～5，因此，生物脫氮碳源較為缺乏，為此，本發(fā)明將過濾中和 器的排出液回流污水廠脫氮工序，可補充反硝化脫氮的碳源，同時，使有機碳降 解為CO2，具有環(huán)境和資源效益。

　　3.由于泥餅采用與粉煤灰混合后堆肥制農肥的方式，可同時完成酸性中和 和水分調理，使之滿足堆肥化處理對原料的含水率和酸堿度要求，與現(xiàn)有的采用 添加秸桿、木屑等調理劑工藝相比，降低了生產成本，具有可貴的經濟效益。

　　4.本發(fā)明的污泥在酸性環(huán)境中進行曝氣消化，影響其可脫水性的有機物部 分分解，顆粒電性得到改變，使可脫水性改善，離心脫水后泥餅的含水率可達 73-78%，降低了堆肥化前的水分調理難度。

　　5.由于脫水液的中和及泥餅的水分調理和酸性中和，均采用粉煤灰為處理 劑，這種“以廢制廢”方法進一步降低了處理的成本。

　　6.脫水液中和產生的沉積了重金屬的粉煤灰濾料，仍可與其它粉煤灰混合 作為粉煤灰磚的原料進一步利用，而重金屬利用制磚過程進入磚中形成的無機晶 格使其得到固定，降低了重金屬再溶出的風險，保證了環(huán)境安全性。

　　7.本發(fā)明的曝氣消化可有效控制污泥中磷的溶出，使磷保留在脫水泥餅中， 滿足制成的農肥中磷的含量，因此，同時具有環(huán)境和資源效益。