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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201710153478.1(22)申请日2017.03.15(71)申请人莱阳天康肥料有限责任公司地址265200山东省烟台市莱阳市大夼镇杜家泊村(72)发明人刘秀国 李军海 张震东 (74)专利代理机构潍坊正信致远知识产权代理有限公司37255代理人石誉虎(51)Int.Cl.C02F11/04(2006.01)(54)发明名称一种污泥处理方法(57)摘要本发明公开了一种污泥处理方法，该方法利用发酵、破碎、再发酵、将二次发酵的产物返料继续处理污泥。本发明通过一次发酵替代传统的干化工艺，通过二次发酵处理替代“发酵+烘干”工艺，通过返料扩大污泥处理的再生产量，缩短生产周期，设备投资少，节约能源，可大幅度降低污泥处理的成本。权利要求书1页说明书5页附图2页CN106830599A2017.06.13CN106830599A1.一种污泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将农作物调理辅料和污泥按重量比为1:2～2:1混合；b.将步骤a得到的混合物进行一次发酵，在温度达到55～65℃时进行翻抛和换氧作业，共翻抛5～7次；c.将步骤b得到的物料常温摊放1～2天；d.将步骤c得到的物料用破碎机进行调理后，进行二次发酵，在发酵堆上打通气孔，静置8～12天；e.将所述步骤d中二次发酵后的发酵物作为调理剂与待处理污泥按重量比1:2～1：3混合，并重复步骤b～d。2.如权利要求1所述的污泥处理方法，其特征在于：所述步骤e再重复进行若干次。3.如权利要求1所述的污泥处理方法，其特征在于：所述农作物调理辅料是果壳、农作物秸秆或农作物下脚料。4.如权利要求1所述的污泥处理方法，其特征在于：所述步骤c中，破碎机的转速为每分钟2000转以上。5.如权利要求4所述的污泥处理方法，其特征在于：所述破碎机为无底锤片式破碎机。6.如权利要求1所述的污泥处理方法，其特征在于所述步骤d中通气孔的长度大于三分之二发酵堆的宽度或高度。权 利 要 求 书1/1页2CN106830599A2一种污泥处理方法技术领域[0001]本发明涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥处理方法，该方法利用发酵、破碎、再发酵、返料处理的技术来处理污泥。背景技术[0002]从世界范围看，污泥的处理处置方法主要有填埋、焚烧、海洋倾倒和土地利用等多种形式。填埋操作相对简单，投资费用较小，处理费用较低，适应性强。但是其侵占土地严重，如果防渗技术不够，将导致潜在的土壤和地下水污染；焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积，但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质；海洋倾倒会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链会造成威胁，国际公约已明令禁止；土地利用是用堆肥法处理后的城市污泥进行农业利用，优点是投资少，能耗低，运行费用低，其中有机部分可转化成土壤改良剂成分，因此污泥土地利用被认为是最有发展潜力的一种处置方式。这种处置方式是把污泥应用于农田、菜地、果园、林地、草地、市政绿化、育苗基质及严重扰动的土地修复与重建等，科学合理地土地利用，可减少污泥带来的负面效应，林地和市政绿化的利用是一条很有发展前途的利用方式，因为它不易造成食物链的污染。[0003]采用污泥发酵制作有机肥料是污泥土地利用的一种方式，传统工艺生产周期长，发酵产物不理想。由于污泥含水高达80％以上，不适合有机肥发酵过程中枯草杆菌、酵母菌、固氮菌等其他菌类的繁殖，必须首先进行预处理，即采用“干化+发酵+烘干+造粒”的工艺方法。其中传统的干化方式，分为两种：1)晾干，一部需要3-4个月的时间，场地占用大，生产周期长，不适合批量生产；2)加热干燥，设备投资大，消耗电、煤、沼气等能源。这两种烘干工艺都存在比较明显的缺陷，本发明就旨在克服这种缺陷，探索出一种新的经济实用的方法进行污泥处理。发明内容[0004]本发明的目的是：提供一种污泥处理方法，通过一次发酵替代传统的干化工艺，通过二次发酵替代“发酵+烘干”工艺，然后返料再进行污泥的扩大处理，生产周期短，设备投资少，节约能源，大大降低了污泥处理的成本。[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：[0006]一种污泥处理方法，包括以下步骤：[0007]a.将农作物调理辅料和污泥按重量比为1:2～2:1混合；[0008]b.将步骤a得到的混合物进行一次发酵，在温度达到55～65℃时进行翻抛和换氧作业，共翻抛5～7次；[0009]c.将步骤b得到的物料常温摊放1～2天；[0010]d.将步骤c得到的物料用破碎机进行调理后，进行二次发酵，在发酵堆上打通气孔，静置8～12天；说 明 书1/5页3CN106830599A3[0011]e.将所述步骤d中二次发酵后的发酵物作为调理剂与待处理污泥按重量比1:2～1:3混合，并重复步骤b～d。[0012]优选的，所述的所述步骤e再重复进行若干次。[0013]优选的，所述的农作物调理辅料是果壳、农作物秸秆等农作物下脚料。[0014]优选的，所述的步骤c中，破碎机的转速为每分钟2000转以上，其中的破碎机为无底锤片式破碎机。[0015]优选的，所述的步骤d中通气孔的长度大于三分之二发酵堆的宽度或高度。[0016]发明原理：[0017]由于污泥中的水分大部分被强大的负电荷包裹着，较难分离干燥，也被称为束缚水，很难通过简单的自然发酵被干化。[0018]本发明主要是将污泥通过添加一定比例的农作物调理辅料，改变污泥的物理状态，利用微生物进行发酵，发酵过程中通过发酵本身产生的高温及翻抛、换氧等方式消耗掉部分水分，当发酵温度达到一定的时候，污泥中的有害病菌被高温杀死，污泥中快速营养物质和裂隙水被消耗掉，部分耐高温的病菌和带电荷的水仍存在，发酵进入胶着状态。将经过发酵的物料常温摊放1～2天，让枯草杆菌、酵母菌、固氮菌、醋酸杆菌等有益菌得到繁殖。再用破碎机进行调理，调理后的污泥物理性质发生较大变化，再通过二次发酵处理即可得到目的产物，因为农作物调理辅料的营养元素比污泥低，总处理完成后的产物营养元素含量低，可利用率低，所以采用将经过二次发酵处理的污泥产物按一定比列进行返料调理(将二次发酵处理的污泥产物直接按比例添加到待处理的污泥中进行处理)，污泥经二次发酵处理后的产物有益菌较丰富，活性高，另外污泥的物理、化学性质发生了变化，返料调理比添加农作物调理辅料发酵快，可明显缩短发酵时间。并且通过数次返料处理，迅速扩大污泥的处理量，大大节约污泥处理的成本。[0019]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0020](1)污泥与农作物调理辅料混合，因为选用的农作物调理辅料为高纤维含量的物质，因此可以降低污泥的粘度，增加污泥的透气性，有利于进行微生物的发酵及部分水分的蒸发；通过发酵过程中微生物的作用，特别是高温放线菌的作用，降解有机质的过程中产生高温，进一步使物料中的水分得到消耗蒸发，并改善污泥的理化性质，为二次发酵处理提供基础。[0021](2)物料在常温状态下摊放1～2天，这个过程中，物料中的枯草杆菌、酵母菌、醋酸杆菌、固氮菌等有益菌类的得到充分的繁殖。[0022](3)用破碎机对发酵物料进行调理，可以使物料中大块的未发酵彻底的纤维组织，在破碎机的反复揉搓下，变的更加蓬松，更有利于微生物的繁殖和发酵的透气性；并且物料在离心力和摩擦力的作用下，其中的部分水分被带到了物料外面，包裹水分表面的部分电荷被破坏，束缚水被解除，为二次发酵处理创造条件，使得在二次发酵处理中不用翻抛，水分就较容易的在发酵过程中得到蒸发。在物料堆积进行二次发酵处理中，在各种有益菌类的协同作用下，水的表面张力被减弱，并且发酵过程中有益菌类在转化有机质过程中消耗水分，过程中产生的热量也利于物料中水分的蒸发，在堆好发酵堆上用打孔器横向和竖向进行打孔，通气孔可以有效的提供微生物生长所需的氧气，并且能够增加空气流通，带走水分。物料有机质得到充分转化，还变得蓬松干燥。二次发酵中多种有益菌群得到繁殖，菌群说 明 书2/5页4CN106830599A4产生酸、醇等物质杀死或抑制一次发酵过程中起主导作用的耐高温菌。经8～12天左右发酵，产物的最终含水率可达到15％以下。[0023](4)二次发酵处理后的污泥产物进行返料调理是因为二次发酵处理后的产物中有益菌较丰富，活性高，返料调理比单纯用农作物调理辅料做调理剂来处理污泥，发酵更快，可缩短高温堆肥时间；并且返料调理还迅速扩大了污泥处理量，经过几次返料处理，可以大大降低污泥处理的成本。[0024]本发明采用“发酵、破碎、再发酵、将二次发酵的产物返料继续处理污泥”的方法。通过一次发酵替代传统的干化工艺，通过二次发酵处理替代“发酵+烘干”工艺，通过返料扩大污泥处理的再生产量，缩短生产周期，设备投资少，节约能源，可大幅度降低污泥处理的成本。在方法中利用了微生物学、静电学、机械力学等相结合，处理过程能耗低，处理成本是传统处理成本的1/3。处理后的污泥用途广泛，可应用于：生物质燃料、有机肥、园林用土等，真正实现了变废为宝，资源循环利用。附图说明[0025]图1是本发明实施例一中污泥原材料图；[0026]图2是本发明实施例一中一次发酵产物图；[0027]图3是本发明实施例一中破碎调理后产物图；[0028]图4是本发明实施例一中最终产品图。具体实施方式[0029]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步描述：[0030]实施例一:[0031]a.将重量份为10的核桃壳碾碎，和重量份为20的含水量为80％的城市生活用水处理出来的污泥(物料形态见附图1)充分混合；[0032]b.将步骤a得到的混合物进行一次发酵，以高度为1.5米，宽度为1.5至3米，长度根据生产厂区实际情况设置来建立发酵堆，在温度达到55℃时进行一次翻堆，共翻堆7次；并实时检测物料的温度和水分含量，发酵堆55℃以上保持160小时左右时间，终止一次发酵(物料形态见附图2)；[0033]c.将步骤b得到的物料常温摊放2天。[0034]d.将步骤c得到的发酵物进行粉碎，用无底锤片破碎机，以每分钟2000转以上的转速进行调理(调理后物料形态见附图3)，然后进行二次发酵处理，发酵堆的堆建参考步骤b，在堆好的发酵堆的横向和竖向分别打上若干通气孔，横向和竖向的通气孔彼此交错设置，静置12天；期间不需要任何处理，仅进行常规的水份、温度等指标检测；发酵完成后水份含量为14.8％；[0035]e.将步骤d中二次发酵后的发酵物作为调理剂与待处理污泥按重量比1:2混合，并重复步骤b～d。重复步骤b时因为是返料的发酵物作为调理剂，所以一次发酵的过程缩短，共翻堆5次即可达到水份的要求，终止一次发酵，进入到步骤c中；步骤b中二次发酵时间也相应的缩短，仅需要10天就可以达到要求，终止发酵；[0036]f.将步骤e再重复进行3次(最终产品形态见附图4)。说 明 书3/5页5CN106830599A5[0037]经过以上处理的污泥，终产物成份主要为污泥，根据测定这一批次终产物的营养成分含量，可以应用到有机肥料、营养土或者直接填埋。[0038]实施例二:[0039]a.将重量份为10的玉米秸秆碾碎，和重量份为10的含水量为83％的城市生活用水处理出来的污泥充分混合；[0040]b.将步骤a得到的混合物进行一次发酵，以高度为1.5米，宽度为1.5至3米，长度根据生产厂区实际情况设置来建立发酵堆，在温度达到60℃时进行一次翻堆，共翻堆6次；并实时检测物料的温度和水份含量，发酵堆60℃以上保持155小时左右时间，终止一次发酵；[0041]c.将步骤b得到的物料常温摊放1.5天。[0042]d.将步骤c得到的发酵物进行充分的粉碎调理，用无底锤式破碎机以每分钟2000转以上的转速进行，然后进行二次发酵处理，发酵堆的堆建参考步骤b，在堆好的发酵堆的横向和竖向分别打上若干通气孔，横向和竖向的通气孔彼此交错设置，静置10天；期间不需要任何处理，仅进行常规的水份、温度等指标检测，发酵