城镇污水处理厂污泥槽式好氧堆肥产业化研究 3页

可持续发展·SUSTAINABLEDEVELOP．城镇污水处理厂污泥槽式好氧堆肥产业化研究胡恩丽，孙涛，张玲（山东省文登市环境保护科学研究所，山东文登264400）摘要：用含水率小于80%且重金属等指标符合GB4284—84及相关要求的城镇污水处理厂污泥，掺入一定量的花生壳粉等农业废物，接种复合微生物菌进行槽式好氧堆肥发酵一定时间后，生成可制作有机肥的主要原料，经相应的制肥工艺加工生产非农用有机肥，实现了污泥的无害化、资源化及产业化利用。关键词：城镇污水处理厂；污泥；槽式好氧堆肥；产业化；有机肥文章编号：1005-4944（2013）03-0028-03目前，我国多数城镇污水处理厂对污泥处置的主元素）分离出来。要方法是自然堆放、与垃圾填埋或未经无害化处理应1.2.2化学法用于农田，不仅给环境带来一定程度的污染，而且也通过向污泥中投加化学药剂，提高污泥的氧化还存在安全隐患。城镇污水处理厂污泥已成为制约城镇原电位或降低污泥pH值，从而使污泥中的重金属由现代化建设步伐的重要问题之一。不可溶态的化合物向可溶的离子态或络合离子态转用含水率小于80%且重金属等指标符合《农用污化。泥中污染物控制标准》（GB4284—84）及相关要求的城1.2.3电化学法镇污水处理厂污泥，掺入一定量的花生壳粉等农业废利用外加电场作用于被处理对象，使其内部的一物，接种复合微生物菌进行槽式好氧堆肥发酵一定时些物质，如矿物颗粒、重金属离子及其化合物、有机物间后，生成可制作有机肥的主要原料，经相应的制肥等，在通电的条件下发生一系列复杂的电化学反应。工艺加工生产非农用有机肥，其产品指标完全符合国通过电化学溶解、离子电迁移作用，使一些重金属在家及行业标准要求。本项目属于典型的循环经济、废阴极聚集。物综合利用技术研究，成功地实现了污泥的无害化、1.3污泥重金属源头控制措施资源化及产业化应用，社会、经济、环境效益显著。无论采取微生物法还是化学法降低或去除污泥1污泥重金属源头控制中的重金属，均存在一定局限性，而且还要消耗相应1.1污泥中重金属的危害的人力、物力和财力。因此，笔者提出了“污泥重金属重金属在环境中难降解、毒性大，具有积累效应。源头控制措施”。城镇污水处理厂污泥中重金属通过农用进入土壤，不采取“环保部门—涉重企业—污水处理厂—堆肥仅对土壤、农作物造成污染，而且可通过土壤进入地企业”四方联动机制，从源头控制重金属，减少或消除表水、地下水，对水环境造成污染。因此，许多国家对重金属污染源，确保农用污泥安全可靠（图1）。农用污泥中重金属含量都有严格的限定。2槽式好氧堆肥工艺1.2污泥中重金属处理技术2.1原料预处理1.2.1微生物法污泥与辅料、填充剂等由配料机根据程序按配料利用自然界中一些微生物的直接或者其代谢产比例进行混合，复合微生物菌液储存在菌液罐中用小物的间接作用，以氧化、还原、络合、吸附或者溶解等型计量泵加入。各种物料混合后送到搅拌机中充分地方式，将固相中一些不溶性成分（如重金属、硫及其他搅拌均匀，用皮带输送机输出，再由小型装载机分配28农业环境与发展2013年第3期\n可持续发展·SUSTAINABLEDEVELOP．审批环节限制涉重企业进入环保部门验收环节促进涉重企业治理措施可靠日常监管确保涉重企业稳定达标排放涉重企业生产废水专项治理达标排放处理污泥执行相关规定委托处置反馈不合格污水处理厂污泥监测安全处理委托处置合格堆肥企业反馈退回合格入厂污泥监测生物堆肥不合格图1污泥重金属源头控制措施到各个发酵槽中。带输送机提升和输送后粉碎、筛分分级，筛上物运送2.2槽式好氧堆肥返回到混合间配料，筛下粉状部分由皮带输送机输送好氧堆肥在发酵槽内进行。发酵槽底部安装曝气到后续立式搅拌机中，经过配料混合、造粒、烘干冷管，由鼓风机通过曝气管强制通风供给氧气，形成好却、筛分分级后进行成品包装。氧发酵环境。发酵过程采用翻堆机搅拌物料并同时向3试验设计与指标测试后移位，控制氧的供给情况和发酵间保温程度。堆肥3.1入厂污泥周期约为10耀15d，堆肥温度可以上升至60耀70益。经本试验是以消化利用城镇污水处理厂污泥为目过1个周期的堆肥，发酵后的物料含水率大幅度降低的，按照污泥用于生物堆肥主要控制指标进行设计，（一般小于40%），由小型装载机出料转入陈化棚。并与后序堆肥物料及产品进行了5个生产周期同步槽式好氧堆肥系统将可控通风与定期翻堆相结测试，见表1。合，堆肥过程发生在长而窄的被称作“槽”的通道内。由此可见，5个生产周期入厂污泥符合试验设计轨道由墙体支撑，在轨道上有1台翻堆机。原料被布标准要求。料斗放置在槽的首端或末端，随着翻堆机在轨道上移3.2混合原料配比设计动、搅拌，堆肥混合原料向槽的另一端位移，当原料基C/N是堆肥操作的一个关键因素，C是发酵过程本腐熟时，能刚好被移出槽外。槽的长度和预定的翻中的动力、热源，表征产热量的大小；N是生物合成原堆次数决定了堆制周期。槽式好氧堆肥系统的最大优生物质。通过测试分析，本地污泥C/N为7颐1耀11颐1，为点是堆肥周期短、堆肥产品质量均匀以及节约劳动表1入厂污泥指标设计与测试结果力，节约用地，便于形成产业化。测试项目（干污泥）测试结果控制标准2.3陈化有机质/%35.9~45.3—N/g·kg-129.5~48.3—堆肥阶段后期大部分有机物已被降解，由于有机PO/g·kg-111.9~23.1—25物的减少及代谢产物的累积，微生物的生长及有机物KO/g·kg-13.2~4.9—2的分解速度减缓，发酵温度开始降低，此时用小型装Cd/mg·kg-1未检出臆5Hg/mg·kg-1未检出臆5载机将发酵槽内的物料移至陈化棚进行二次发酵。在Pb/mg·kg-1未检出~2.5臆300陈化棚中用小型装载机进行堆垛、翻堆等操作。陈化周Cr/mg·kg-1未检出~120.0臆600期约为15耀20d，堆肥的温度逐渐下降，稳定在40益As/mg·kg-12.0~4.5臆75Cu/mg·kg-115.0~55.3臆250时，堆肥腐熟，形成腐殖质。Zn/mg·kg-150.5~255.4臆5002.4制肥Ni/mg·kg-1未检出~4.6臆100发酵物料由小型装载机运到进料地斗中，经过皮pH6.7~7.25.0~8.5Agro-Environment&Development29\n可持续发展·SUSTAINABLEDEVELOP．了保持营养平衡，加入花生壳粉、木糠、稻草、人畜粪、表4产品指标设计与测试结果秸秆等，可提高C/N。指标测试结果控制标准有机质/%47.0~52.5逸45.0经测试分析，一般情况下，城镇污水处理厂污泥N/g·kg-122.0~28.5—好氧堆肥过程，有机质下降7%左右、总氮下降20%左PO/g·kg-118.3~20.5逸6025KO/g·kg-121.9~24.2—右。结合本地资源情况，确定试验主要原料为城镇污2Cd/mg·kg-1未检出臆3水处理厂污泥和花生壳粉。通过分析计算，设计混合Hg/mg·kg-1未检出臆2原料配比见表2。Pb/mg·kg-1未检出~1.7臆50Cr/mg·kg-1未检出~81.3臆1503.3堆肥控制指标As/mg·kg-11.4~3.0臆15依据《复合微生物肥料》（NY/T798—2004）、《生物水分/%17.9~20.0臆30有机肥》（NY884—2004）等，设计堆肥后物料主要控杂菌率/%1.5~4.5臆30.0粪大肠菌群/个·g-111~33臆100制指标，并与原料及产品进行了5个生产周期同步测蛔虫卵死亡率/%100逸95试，见表3。pH6.9~7.45.5~8.5由此可见，5个生产周期堆肥后物料符合试验设计标准要求。物混合，接种复合微生物菌进行槽式好氧堆肥发酵，3.4产品指标去除物料中的寄生虫卵、病原微生物等，经过一定的依据《复合微生物肥料》（NY/T798—2004）、《生物生产工艺，加工生产非农用有机肥，其产品质量满足有机肥》（NY884—2004）、《有机肥料》（NY525—国家及行业相关标准要求。因此，只要严格控制城镇2011）等，设计了产品控制指标，并与原料及中间物料污水处理厂污泥中重金属等指标，城镇污水处理厂污进行了5个生产周期同步测试，见表4。泥槽式好氧堆肥的产业化是可以实现的。由此可见，5个生产周期产品符合试验设计标准（3）本项目属于典型的循环经济、废物综合利用要求。技术研究，解决了城镇污水处理厂污泥的二次污染问4结论题，成功地实现了污泥的无害化、资源化，社会、经济、（1）采取“环保部门—涉重企业—污水处理厂—环境效益显著，具有广阔的推广应用前景。堆肥企业”四方联动机制，可从源头减少或消除城镇污水处理厂污泥中的重金属，确保污泥堆肥的安全可参考文献：靠。[1]高孟春，秦超，杨丽娟，等.团岛污水处理厂消化污泥强制通风好（2）将一定量的污泥与少量的花生壳粉等农业废氧堆肥的研究[J].中国海洋大学学报：自然科学版，2008，9（5）：828-832.表2混合原料配比设计项目污泥花生壳粉混合料[2]陈桂梅，刘善江，田野，等.污泥堆肥的应用研究进展[J].广州化工，C/%23.0060.0034.102010（12）：15-17.N/%3.501.102.78[3]张增强.污水处理厂污泥堆肥化处理研究[J].农业机械学报，2011P/%1.320.100.95K/%0.400.500.43（12）：148-152.C/N76012[4]赵璇，张蓓，李琛，等.城市污泥综合利用研究进展[J].化工技配比/%70.0030.00100.00术与开发，2011，12（6）：56-60.表3堆肥后物料指标设计与测试结果测试项目测试结果控制标准作者简介：胡恩丽（1974—），女，山东文登人，工程师，国家注册环评杂菌率/%2.5~5.6臆30.0师，研究方向：环境污染防治、生态环境保护、环境影响评价等。粪大肠菌群/个·g-140~80臆100蛔虫卵死亡率/%100逸95收稿日期：2012-11-3030农业环境与发展2013年第3期