一種除臭滅菌低污染的污泥有機復合肥的制備工藝的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種除臭滅菌低污染的污泥有機復合肥的制備工藝。
【【背景技術】】
[0002]污水廠、水庫清淤等污泥類，如果重金屬、有機氯等接近合格，通常可以被用來制作有機肥以便資源化，目前主要資源化方法有:好氧堆肥法和厭氧發酵法兩類。目前好氧堆肥為高污染處理技術，主要為廢氣污染；厭氧發酵設備成本極高，運行可靠性差；除此之夕卜，目前，污泥有機肥化的問題在于:
[0003]一、原料階段:
[0004]1.污泥脫水與干燥難，污泥發酵前通常必須將水分控制到較低水平，但污泥中的聚丙烯酰胺使其難以脫水干燥，使污泥含水率通常在85%左右，必須有良好的降解聚丙烯酰胺的方法，才能使污泥含水率下降到50% -60%左右以適合堆肥或填埋，目前工業化的處理方法主要有先加氯化鐵調理后用石灰堿性滅菌/ 二次壓榨的方法；目前文獻中有使用硝酸、雙氧水、次氯酸鈉、熱/氧氣處理降解聚丙烯酰胺的方法已為眾人所知，相應地使用雙氧水/亞鐵離子、臭氧、二氧化氯、過硫酸鹽等處理也可同行簡單推導出來；但問題在于這些實驗室方法因設備腐蝕、設備投資大、安全性差等問題尚未工業運行，且銜接后續處理工藝未解決。
[0005]2.重金屬容易超標，使用理論上的酸洗工藝則成本高，廢酸難以處理，其中使用硝酸時優勢在于硝酸氧化降解能力強，但存在著反應產物中的一氧化氮釋放污染空氣問題尚未解決，磷酸則重金屬去除率不好，硫酸鹽酸等成本低廉，去除重金屬能力好，但壓榨出水難以資源化與回池。
[0006]3.污泥滅菌難，往往導致污泥儲存中及高溫干燥時惡臭問題，理論上滅菌與處理聚丙烯酰胺方式相似。
[0007]二、發酵階段:
[0008]1.將有機物大分子生物分解的時間長，設備投資大，同時往往需要添加大量秸桿等，一方面提高透氣性，一方面供給微生物部分養分，以便其高速發酵，成本很高。
[0009]2.大量臭味溢出，造成嚴重空氣污染，導致生產廠家難以被周圍居民接受。
[0010]3.高鹽度有機肥原料難以使用常規微生物發酵。
[0011]三、肥料使用過程:
[0012]1.此類有機肥因肥效釋放慢，通常只能作為基肥使用，無法提供快速一一緩釋一一基肥組合性能。另外，制肥后殘留在肥料內的酸根離子極易導致土地鹽堿化，難以長期使用。
[0013]現有對應的處理方式有:污泥前處理——自上世紀30年代起，尤其是在美國1979年《污泥處理處置工藝設計手冊》中，污泥調質基礎上盜版與小修改的大量中國發明污泥調質專利；一些污泥破膠專利等，污泥堆肥一一一些原理已眾所周知的，使用好氧和厭氧工藝發酵，沒有實質突破的污泥堆肥技術等。
[0014]污泥處理中，成本、臭氣、重金屬三個門檻必須破解才能解決資源化問題，而可簡易操作則為原位處置污泥的關鍵所在。
[0015]使用陳楷翰、李小文、呂乃基經典生態工程學理論分析認為:對于污泥的肥料循環利用過程，需要滿足以下條件:
[0016]1.處理過程三廢盡可能低。
[0017]A.含水污泥壓縮過程的廢水要求可以回污水處理設施，如污水處理工序、土地滲濾系統，對生態系統危害小，這要求壓縮摻加的物質不得有害和盡可能不殘留。
[0018]B.處理過程中盡可能不得有廢固體。相應要求制肥原料所含有的重金屬等濃度合格或接近合格，以避免淋濾液除重金屬步驟產生大量危廢。
[0019]C.全程不得有大量、高濃度的廢氣產生。這就要求污泥存放期間盡量避免厭氧微生物活動、污泥干燥過程盡量避免使用高溫處理、污泥生物堆肥應不產生明顯臭氣。
[0020]2.處理過程設備和藥劑、人工成本應盡量低。必須可以滿足野外原位肥料化操作以減少搬運費用。
[0021]3.系統工藝性應盡可能好，占地小，不容易因為誤操作或外界干擾造成污泥肥料循環利用失敗。
[0022]4.從景觀人文上必須可以讓人接受的處理方式。
【
【發明內容】
】
[0023]本發明要解決的技術問題，在于提供一種除臭滅菌低污染的污泥有機復合肥的制備工藝，其解決了近合格污泥的資源化工藝，同時解決了目前速效肥、緩釋肥、基肥、微生物肥不合一，簡化了多次施肥的問題，有利于土地生態用肥。
[0024]本發明是這樣實現的:
[0025]—種除臭滅菌低污染的污泥有機復合肥的制備工藝，工藝步驟如下:
[0026]步驟一、預處理:往高含水量的污泥中加入過氧化氫與鐵離子共同攪拌，放置
0.1?6小時，污泥中的聚丙烯酰胺被芬頓體系部分降解，然后用常規設備二次壓榨脫水或土工袋壓榨脫水，得低含水量污泥，即固含量在60% -80%的預處理破膠除臭污泥，可繼續干燥至更低含水量；
[0027]步驟二、硝化降解:往步驟一所得低含水量污泥中加入硝酸和過氧化氫或硝酸和氧氣，混煉成泡沫稠泥或混合成松散泥料，再密閉放置進行硝化降解熟化處理；往熟化后的污泥中加入中和物，所述中和物為粉煤灰、硼泥、堿性的鉀、鎂或銨化合物中的至少一種，，最后將硝化降解中和后的污泥進行干燥；
[0028]步驟三、有機復合肥:將硝化降解并中和干燥后的污泥與包埋發酵菌的顆粒直接混合，即得成品污泥有機復合肥。
[0029]進一步地，所述步驟一中過氧化氫的用量為濕污泥重量的0.4?5%，鐵離子的用量為濕污泥重量的0.01?0.1 %。
[0030]進一步地，所述步驟二中當加入硝酸和過氧化氫時，硝酸的用量為干污泥重量的3?20%，過氧化氫的用量為干污泥重量的0?8% ;單加入硝酸和氧氣時，硝酸的用量為干污泥重量的3?20%，氧氣的用量為干污泥重量的0.1?5%。
[0031]進一步地，所述步驟二中中和的酸堿度控制在pH6?8。
[0032]進一步地，所述步驟二中，硝化降解的時間為3?48小時。
[0033]本發明具有如下優點:
[0034]本發明步驟一相比于通用的氯化鐵調理/石灰堿性滅菌法處理，成本較低、壓榨出水無鹽度增加問題，無氨臭味，污泥易于后續處理；步驟二混合容易，反應速度快，整個步驟過程無明顯的氮氧化合物釋放，解決了現有實驗室中的大量溶液浸泡加熱進行硝化處理時產生大量一氧化氮、二氧化氮氣體污染環境；步驟三制成成品肥落地后，速效肥硝酸鹽成分遇水溶出，部分硝化降解有機肥以硝化腐殖酸、硝化有機物等形式緩慢進入土壤，殘余的有機肥料部分由于后降解菌種包埋體在一定時間后逐漸分解，各種微生物先后釋放出來對殘余肥料起深度降解和土地改良作用，而逐漸微釋放生物二次降解進入土壤。
[0035]總之，本發明解決了近合格污泥的資源化工藝，同時解決了目前速效肥、緩釋肥、基肥、微生物肥不合一，簡化了多次施肥的問題，有利于土地生態用肥，并且環境污染小，經濟效益大。還適用于各種淤泥、養殖場垃圾等原位處置資源化的難題解決。
【【具體實施方式】】
[0036]本發明所涉及的一種除臭滅菌低污染的污泥有機復合肥的制備工藝，制備步驟如下:
[0037]步驟一、預處理破膠排水兼除臭步驟:用于處理含有聚丙烯酰胺的污染物合格的污泥(如污染物合格的生活污水廠污泥，機械清淤污泥等)時有較大優勢。將高含水量的污泥加入濕污泥重量為0.5-5 %的過氧化氫和0.01 % -0.1 %鐵離子共同攪拌，放置
0.1-6小時候聚丙烯酰胺被芬頓體系部分降解，此時可常規設備二次壓榨脫水(工廠)或土工袋(野外)壓榨脫水，污水回池循環凈化或直接進入土地滲濾，此時可得到固含量在60%-80%的預處理破膠除臭污泥，在通常的短時間貯存過程內解決了發臭問題。可進一步干燥后可運出掩埋或進一步資源化加工，也可直接進一步資源化加工。該步驟使用雙氧水，分解后不增加污染物質進入外界環境，無害的鐵離子則直接被污泥固定。使用臭氧、二氧化氯等性質相同，但工藝性明顯劣化。使用其他氧化物易帶入鹽類或副產有害物質，無工業化價值。
[0038]此步驟的作用:降解聚丙烯酰胺、滅菌除臭、氧化金屬硫化物。
[0039]此步驟由于有廢水外排需回污水處理系統，因此最好不使用分解后有殘余鹽分、磷氮、有機酸根的破膠劑，以免影響環境和后續工序實施。也不使用加熱、超聲波、研磨等方法促進脫水，以免能耗、異味及過多有機物從廢水排出。雙氧水是最優方式，相比于通用的氯化鐵調理/石灰堿性滅菌法處理，成本較低、壓榨出水無鹽度增加問題，無氨臭味，污泥易于后續處理。
[0040]步驟二:污泥硝化降解步驟:對步驟一所得預處理低含水量污泥，加硝酸和過氧化氫或氧氣為降解藥劑，混練中和成泡沫稠泥，或混合成松散泥料，密閉放置進行硝化降解，將大分子有機物進行初步降解。按照干污泥重量比HN03S 3-20%，Η 202為0-8%，氧氣則用量在0.1%-5%。硝化降解時間3-48小時，溫度20-80攝氏度。該步驟不同于磷氮測定中大量溶液浸泡加熱進行硝化降解的實驗室做法。
[0041]熟化后的污泥用粉煤灰、硼泥、堿性鉀、銨、鎂化合物等混練中和兼調整壓榨與干燥性能，中和到ΡΗ6-8之間。最好不用碳酸鹽以避免產生大量釋放無益氣體影響壓榨。此步驟存在大量放熱現象，導致物料進一步脫水和固化與降解。
[0042]不使用鐵離子催化則反應速度慢，揮發性氣體較多，鐵離子由步驟一提供；如果不聯合使用H202或氧氣等氧化劑并密閉，則硝化降解步驟眾所周知地產生大量一氧化氮、二氧化氮氣體而污染環境，不能用于工業化生產。中和PH過于堿性則氨氣泄漏。
[0043]最關鍵的是不混練/混合成松散泥料狀或泡沫稠泥，則物料硝化降解過程很難均勻，硝酸及一氧化氮、二氧化氮氣體很難被物料完全吸收。
[0044]當污泥分析發現污染