專利名稱：一種污泥發(fā)酵干燥制肥工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用熱油傳熱在反應(yīng)器的前段和中段產(chǎn)生中溫、高溫好氧發(fā)酵環(huán)境來發(fā)酵污水處理廠脫水污泥，同時(shí)在反應(yīng)器的后段間接干化發(fā)酵污泥來生產(chǎn)顆粒污泥的工藝，產(chǎn)生的顆粒污泥可用于園林和農(nóng)業(yè)。
本發(fā)明提出的污泥發(fā)酵干燥制肥工藝，以污水處理廠的脫水污泥為主要原料，其具體步驟如下(1)將含水率為60％-90％的濕污泥和含水率為10％-20％的小顆粒狀干污泥混合，形成一個(gè)個(gè)表面布滿潮濕污泥的大顆粒；(2將上述混和的顆粒，在40-100℃條件下，通過好氧細(xì)菌的發(fā)酵，污泥中的有機(jī)質(zhì)發(fā)生變化，有利于農(nóng)作物的吸收；(3)發(fā)酵完全后的污泥大顆粒再經(jīng)過干燥后形成含水率為10％～20％，粒徑為3mm～10mm的顆粒肥料。
本發(fā)明方法中，發(fā)酵過程可分為二個(gè)階段中溫(40～55攝氏度)發(fā)酵和高溫(55～80攝氏度)；最后高溫(大于80攝氏度)干燥。
本發(fā)明中，根據(jù)肥料的使用對(duì)象不同，可補(bǔ)充添加農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，如銨鹽、磷酸鹽、鉀鹽等化學(xué)制劑，來提高產(chǎn)品中氮、磷、鉀的含量。營(yíng)養(yǎng)元素加入量為污泥重量的1/10-5/10，添加物的種類及數(shù)量可根據(jù)所制肥料的使用對(duì)象調(diào)整。
本發(fā)明中，污水處理廠脫水污泥可采用皮帶輸送入一個(gè)計(jì)量料斗中。該計(jì)料漏斗的作用是控制濕污泥進(jìn)入混合機(jī)的流量?；旌蠙C(jī)中加入小顆粒狀的干污泥(含水率在10％～20％之間)，與濕污泥(含水率在60％～90％之間)混合，成為一個(gè)個(gè)表面布滿濕污泥的大顆粒，送入發(fā)酵干燥器。
本發(fā)明中，發(fā)酵、干燥步驟在一個(gè)發(fā)酵干燥器中進(jìn)行。該發(fā)酵干燥器是一個(gè)圓柱形的設(shè)備。其內(nèi)部由一系列的水平放置的夾心鋼板圓盤組成，內(nèi)含導(dǎo)熱油。這些圓盤的內(nèi)部形成一個(gè)溫度由下向上降低的閉循環(huán)的熱油系統(tǒng)，通過鋼板間接加熱圓盤上的顆粒污泥。每層上還布有旋轉(zhuǎn)葉槳，每個(gè)葉槳上布置多個(gè)耙片，用于攪拌和移動(dòng)顆粒污泥。發(fā)酵干燥時(shí)，發(fā)酵干燥器中通入新鮮空氣，使上層和中層中的污泥在好氧條件下發(fā)酵。污泥顆粒進(jìn)入發(fā)酵干燥器后，在第一層圓盤上發(fā)酵或干燥0.5～4個(gè)小時(shí)后，再由與中心轉(zhuǎn)軸相連葉槳上的耙片掃到圓盤的外沿，散落到第二層圓盤上，這里，污泥顆粒從外沿逐漸被掃到開口的中心區(qū)域，散落到第三層；同時(shí)，污泥顆粒也經(jīng)歷同樣的發(fā)酵或干燥過程。就這樣，污泥顆粒從上一層圓盤運(yùn)送到下一層圓盤，直到發(fā)酵干燥器的底部；控制熱油的溫度，可以使發(fā)酵干燥器的上部若干層的顆粒污泥處于常中溫發(fā)酵，中部的若干層處于高溫發(fā)酵，最下幾層為完全干燥段。
干燥后的顆粒污泥送入分離機(jī)篩分，將不合格污泥回流進(jìn)行再處理。具體步驟為將小顆?；亓魅牖旌蠙C(jī)繼續(xù)涂覆發(fā)酵干燥，大顆粒送入冷卻塔中冷卻；冷卻后再送入回轉(zhuǎn)篩進(jìn)行第二次篩分。小顆?；亓魅牖旌蠙C(jī)，大顆粒制成成品。
如果要添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可在脫水污泥被送入計(jì)量料斗前，將所需添加的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻地噴灑在由皮帶運(yùn)輸?shù)拿撍勰嗌?，也可以隨回流的小顆粒一起送入混合機(jī)。添加物能和濕污泥均勻的混合，而不需要添加額外的混合工藝。
如果提高熱油的溫度，使發(fā)酵干燥器中的各層都成為干燥段，即可將發(fā)酵干燥工藝改變?yōu)楦稍锕に?。這樣可大大縮短反應(yīng)時(shí)間，成品呈硬顆粒狀，肥效不及發(fā)酵干燥工藝。
在上述的中溫發(fā)酵和高溫發(fā)酵階段中，采用導(dǎo)熱油間接干燥的方法，輔助微生物發(fā)酵，有效縮短了發(fā)酵時(shí)間，克服了生產(chǎn)過程中能耗高的缺點(diǎn)和安全隱患。本發(fā)明具有好氧發(fā)酵技術(shù)投資低、能耗低、產(chǎn)品肥效高和干燥技術(shù)占地少、生產(chǎn)時(shí)間短、能連續(xù)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。具體說明如下1.本工藝在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)完成好氧發(fā)酵、干燥、造粒工藝，整套設(shè)備占地面積小，投資和運(yùn)行費(fèi)用低。而且，發(fā)酵干燥器封閉，產(chǎn)生的臭氣被完全收集，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
2.濕污泥層涂覆到干化顆粒表面，形成有規(guī)則的圓形顆粒，產(chǎn)品質(zhì)量高。利用微生物降解污泥中的大分子有機(jī)物，產(chǎn)品肥效高，易被農(nóng)作物吸收利用，且能有效改善土壤結(jié)構(gòu)。
3.顆粒的形成過程避免了污泥的塑性階段(塑性階段是指當(dāng)污泥的含水率60～35％之間，污泥會(huì)呈現(xiàn)類似于膠水的流體特性，膠狀，粘稠，處置能耗高)，與常規(guī)的干燥工藝相比，節(jié)省了能源。
4.利用熱油間接干燥顆粒污泥，與利用熱空氣直接干燥的工藝相比，安全性更高，不存在安全隱患。
例如如果要求生產(chǎn)的成品顆粒的粒徑是3mm左右的話，發(fā)酵干燥器設(shè)計(jì)成10層左右。其中上面2～3層為中溫發(fā)酵層(溫度在40攝氏度左右)，中間4～5層為高溫發(fā)酵層(溫度在60攝氏度左右)，下面2～4層為干燥層(溫度在100攝氏度左右)。因?yàn)轭w粒粒徑較小，只需要10層左右就可以完成整個(gè)發(fā)酵和干燥過程。粒徑在1mm～3mm之間的回流污泥顆粒經(jīng)過涂覆混合后長(zhǎng)成粒徑在6mm左右，送入發(fā)酵干燥器中。顆粒在整個(gè)發(fā)酵干燥器中的停留時(shí)間約是24小時(shí)。經(jīng)過這段時(shí)間的發(fā)酵和干燥，從發(fā)酵干燥器中出來的顆粒體積縮減到3mm左右，其中的20％～30％粒徑小于3mm的顆粒將回流入混合器，再次涂覆干燥。
如果要求生產(chǎn)的成品顆粒的粒徑是10mm左右的話，發(fā)酵干燥器設(shè)計(jì)成20層左右。因?yàn)轭w粒變大后，干燥變得更為困難。干燥層在整個(gè)發(fā)酵干燥器中的比例也要相應(yīng)增加(20層中占8～10層)或者增加熱油的溫度(干燥層的溫度在150攝氏度左右)來保證成品顆粒的含水率小于20％。產(chǎn)品的回流比也相應(yīng)地增加到70％～80％。大部分小顆粒必須經(jīng)過多次涂覆、發(fā)酵、干燥的過程才能達(dá)到10mm的粒徑。其他的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)與生產(chǎn)3mm的顆粒相似。
權(quán)利要求
1.一種污泥干燥制肥工藝，其特征在于以污水處理廠的脫水污泥為主要原料，具體步驟為(1)將含水率為60％-90％的濕污泥和含水率為10％-20％的小顆粒狀干污泥混合，形成一個(gè)個(gè)表面布滿潮濕污泥的大顆粒；(2將上述混和的顆粒，在40-100℃條件下，通過好氧細(xì)菌的發(fā)酵，污泥中的有機(jī)質(zhì)發(fā)生變化，有利于農(nóng)作物的吸收；(3)發(fā)酵完全后的污泥大顆粒再經(jīng)過干燥后形成含水率為10％～20％，粒徑為3mm～10mm的顆粒肥料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制肥工藝，其特征在于發(fā)酵過程分為二個(gè)階段40～55攝氏度的中溫發(fā)酵和55～80攝氏度的高溫發(fā)酵；干燥溫度大于80攝氏度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制肥工藝，其特征在于干、濕污泥顆?；旌碗A段，添加農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，加入量為污泥重量的1/10-5/10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制肥工藝，其特征在于發(fā)酵、干燥在一個(gè)發(fā)酵干燥器中進(jìn)行，污泥顆粒進(jìn)入發(fā)酵干燥器后，在第一層圓盤上發(fā)酵或干燥0.5～4個(gè)小時(shí)后，再由與中心轉(zhuǎn)軸相連葉槳上的耙片掃到圓盤的外沿，散落到第二層圓盤上，這里，污泥顆粒從外沿逐漸被掃到開口的中心區(qū)域，散落到第三層；就這樣，污泥顆粒從上一層圓盤運(yùn)送到下一層圓盤，直到發(fā)酵干燥器的底部；控制熱油的溫度，可以使發(fā)酵干燥器的上部若干層的顆粒污泥處于常中溫發(fā)酵，中部的若干層處于高溫發(fā)酵，最下幾層為完全干燥段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制肥工藝，其特征在于對(duì)制得的顆粒肥料進(jìn)行篩分，將不合格的污泥顆?；亓?，進(jìn)行再處理。
全文摘要
本發(fā)明為一種以污泥為主要原料的顆粒肥料及其制備方法。該顆粒肥料為經(jīng)混合、發(fā)酵、烘干工藝制得的圓形顆粒，直接成為有機(jī)肥料。本發(fā)明利用污泥，變廢為寶，化害為利，整個(gè)工藝在封閉體系中進(jìn)行，無環(huán)境污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C05F7/00GK1478760SQ0312910
公開日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者許太明, 陳剛, 卻國(guó)良, 張善發(fā), 鄭燕, 白海梅, 朱惟猛 申請(qǐng)人:上海復(fù)潔環(huán)境科技工程有限公司, 上海市城市排水有限公司