一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，按質(zhì)量比1∶0.2∶(0.1～0.3)將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為60～70％；將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.01～0.05m3·h-1·kg濕基-1，每7天翻堆一次；發(fā)酵14～20天后出料，過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80％以上，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的外源調(diào)理劑可以明顯降低污泥堆肥中可溶性碳含量、促進(jìn)腐殖質(zhì)分子結(jié)構(gòu)芳香化、從而促進(jìn)堆肥腐殖化過(guò)程，最終獲得的污泥堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、適宜農(nóng)用，堆肥周期縮短1/3～1/2天，實(shí)現(xiàn)了固體廢物的減量化、資源化和無(wú)害化。
【專利說(shuō)明】—種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固廢資源化領(lǐng)域，涉及一種對(duì)污泥進(jìn)行好氧堆肥處理的工藝，尤其是涉及一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]城市污泥是城市污水經(jīng)過(guò)處理后產(chǎn)生的固體廢棄物，伴隨污水處理率的增加而迅速增加。預(yù)計(jì)十二.五期間全國(guó)干污泥產(chǎn)量將達(dá)700萬(wàn)~1200萬(wàn)噸/年。大量未經(jīng)處理的污泥進(jìn)入環(huán)境，直接給水體和大氣帶來(lái)二次污染。堆肥具有工藝簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、能有效殺滅病原微生物、是當(dāng)前污泥無(wú)害化和農(nóng)肥化處理的重要途徑之一。
[0003]污泥顆粒細(xì)小、透氣性差，在脫水過(guò)程中加入了絮凝劑使其更易板結(jié)，所以在高溫好氧堆肥工藝中，堆料通常由于通氣性差而不能滿足堆肥過(guò)程所需的理化條件。所以需要向物料中加入填充料，使其滿足好氧微生物生長(zhǎng)對(duì)氧氣和營(yíng)養(yǎng)的要求。填充料是可以調(diào)節(jié)堆肥物料C/N比、含水率、堆料空間結(jié)構(gòu)、堆肥養(yǎng)分等作用，有利于堆肥的快速、高效進(jìn)行。常用的填充料包括稻草、秸桿、樹葉、木屑和鋸末等。新型的調(diào)理劑，比如，中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00810137214)采用“0.2~1cm的浮石”改善污泥堆肥過(guò)程；中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?01110151383)投加“蛭石疏氧劑”處理污泥快速堆肥發(fā)酵；中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?01110435933)投加“粒徑為0.5~1cm的木質(zhì)均勻體”縮短堆肥周期。中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?01010248486) 采用“農(nóng)業(yè)廢棄物發(fā)酵品與非金屬礦石粉末”縮短污泥發(fā)酵周期；中國(guó)發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?01110329543)采用“按一定比例混合的多孔陶瓷和木屑混合物”加速污泥有機(jī)質(zhì)降解。
[0004]即便如此，污泥堆肥仍存在污泥降解率低、堆肥產(chǎn)品質(zhì)量低等關(guān)鍵問(wèn)題。這主要是由于污泥中含有較多量的多糖、蛋白質(zhì)和脂肪等慢速降解的有機(jī)物，這類填充料的加入使得污泥中相對(duì)易降解的有機(jī)物部分被降解，而對(duì)于污泥腐殖化過(guò)程中殘余的大量相對(duì)難降解的有機(jī)物部分難以起到強(qiáng)化作用。這些大分子有機(jī)物的降解是限速步驟，導(dǎo)致污泥堆肥整體效率的下降。因此有必要篩選出一種調(diào)理劑作為外源添加劑能夠在污泥好氧堆肥腐殖化過(guò)程中發(fā)揮作用，促進(jìn)污泥堆肥腐殖質(zhì)分子結(jié)構(gòu)芳香化、提高污泥堆肥腐殖化程度、改善堆肥產(chǎn)品品質(zhì)。
[0005]木炭是木材或木質(zhì)原料經(jīng)過(guò)熱解得到的深褐色或黑色多孔性物質(zhì)。木炭分子細(xì)密多孔、具有較大的比表面積和超強(qiáng)的吸附特性，在環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面有很廣闊的應(yīng)用前景。而且我國(guó)木材資源豐富，木炭具有來(lái)源豐富、成本低廉和性能優(yōu)良等特性。
[0006]由于木炭疏水性強(qiáng)，多孔以及比表面積較大的特性，投加木炭的堆肥物料疏松、通氣狀況等明顯改善；木炭的多孔性和表面特性能夠?yàn)槲⑸锷嫣峁└街稽c(diǎn)和較大空間，改善微生物的生長(zhǎng)、發(fā)育和代謝；木炭的表面官能團(tuán)(羧基、酚羥基、羰基、內(nèi)酯基等)和富里酸物質(zhì)促進(jìn)污泥堆肥腐殖質(zhì)分子結(jié)構(gòu)芳香化。因此，木炭對(duì)于改善污泥堆肥的腐殖化程度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，利用木炭的質(zhì)量輕、高孔隙率、強(qiáng)吸附性能，保證污泥堆肥物料與空氣充分接觸；并且在污泥降解的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)木炭的促進(jìn)腐殖質(zhì)分子結(jié)構(gòu)芳香化和提高堆肥腐殖化的優(yōu)勢(shì)；獲得的堆肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散，易分離出木炭，可反復(fù)使用，降低處理成本。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，該應(yīng)用包括以下步驟:
[0010](I)按質(zhì)量比1: 0.2: (0.1~0.3)將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為60~70% ;
[0011](2)將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.01~0.05m3.r1.kg濕基―1，每7天翻堆一次；
[0012](3)發(fā)酵14~20天后出料，過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80%以上，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
[0013]所述的木炭為粒徑2~5mm的木炭。木炭具有芳香化程度高、表面官能團(tuán)含量高、富里酸含量高、pH中偏堿性、疏水性強(qiáng)、不易降解、質(zhì)量輕、孔隙率高、比表面積大、吸附性強(qiáng)、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。
[0014]所述的污泥的含水率為70~85%，污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以干基計(jì)為40~80%。
[0015]步驟⑵所述的通風(fēng)速率優(yōu)選為0.03m3.IT1.kg濕基'
[0016]過(guò)篩篩分出的木炭經(jīng)晾曬0.5~2天后再次作為外源調(diào)理劑使用或作為接種微生物的載體使用。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0018]一、與現(xiàn)在其他的材料相比，添加本發(fā)明的堆肥調(diào)理劑可以明顯降低污泥堆肥中可溶性碳含量、促進(jìn)腐殖質(zhì)分子結(jié)構(gòu)芳香化、從而促進(jìn)堆肥腐殖化過(guò)程，最終獲得的污泥堆肥產(chǎn)品質(zhì)量高、適宜農(nóng)用。
[0019]二、本發(fā)明選用木炭作為堆肥調(diào)理劑，木炭具有吸附性能強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，而且木炭不參與微生物降解反應(yīng)，可反復(fù)循環(huán)使用。好氧堆肥過(guò)程中，物料松散易分離、堆肥周期縮短1/3~1/2天，實(shí)現(xiàn)了固體廢物的減量化、資源化和無(wú)害化。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例1
[0023] 本實(shí)施例中，堆肥調(diào)理劑是粒徑為2~5mm木炭。木炭為現(xiàn)有的各種木炭。該木炭具有芳香化程度高、表面官能團(tuán)含量高、富里酸含量高、PH中偏堿性、疏水性強(qiáng)、不易降解、質(zhì)量輕、孔隙率高、比表面積大、吸附性強(qiáng)、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。
[0024](I)按質(zhì)量比1: 0.2: (0.1~0.3)將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為60~70% ;
[0025](2)將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.03m3.r1.kg濕基―1，每7天翻堆一次；
[0026](3)發(fā)酵14~20天后出料，過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80%以上，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
[0027]其中，污泥的含水率為70~85%，污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以干基計(jì)為40~80%。過(guò)篩篩分出的木炭經(jīng)晾曬0.5~2天后再次作為外源調(diào)理劑使用或作為接種微生物的載體使用。
[0028]實(shí)施例2
[0029]一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其工藝如圖1所示，該應(yīng)用包括以下步驟:
[0030](I)按質(zhì)量比1: 0.2: 0.1將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為60% ；
[0031](2)將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.01m3..kg濕基―1，每7天翻堆一次；
[0032](3)發(fā)酵14天后出料，過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80%以上，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
[0033]木炭為粒徑2~5mm的木炭。木炭具有芳香化程度高、表面官能團(tuán)含量高、富里酸含量高、PH中偏堿性、疏水性強(qiáng)、不易降解、質(zhì)量輕、孔隙率高、比表面積大、吸附性強(qiáng)、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。污泥的含水率為70%，污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以干基計(jì)為40%。
[0034]過(guò)篩篩分出的木炭經(jīng)晾曬0.5~2天后再次作為外源調(diào)理劑使用或作為接種微生物的載體使用。
[0035]實(shí)施例3
[0036]一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其工藝如圖1所示，該應(yīng)用包括以下步驟:
[0037](I)按質(zhì)量比1: 0.2: 0.2將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為65% ；
[0038](2)將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.03m3.r1.kg濕基―1，每7天翻堆一次；
[0039](3)發(fā)酵17天后將堆肥產(chǎn)品出料，過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80%以上，剩下的即為腐熟產(chǎn)品，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
[0040]木炭為粒徑2~5mm的木炭。木炭具有芳香化程度高、表面官能團(tuán)含量高、富里酸含量高、PH中偏堿性、疏水性強(qiáng)、不易降解、質(zhì)量輕、孔隙率高、比表面積大、吸附性強(qiáng)、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。污泥的含水率為80%，污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以干基計(jì)為60%。過(guò)篩篩分出的木炭經(jīng)晾曬0.5~2天后再次作為外源調(diào)理劑使用或作為接種微生物的載體使用。
[0041]實(shí)施例4
[0042]一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其工藝如圖1所示，該應(yīng)用包括以下步驟:
[0043](I)按質(zhì)量比1: 0.2: 0.3將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為70% ；
[0044](2)將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.05m3.r1.kg濕基―1，每7天翻堆一次；
[0045](3)發(fā)酵20天后出料，過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80%以上，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
[0046]木炭為粒徑2~5mm的木炭。木炭具有芳香化程度高、表面官能團(tuán)含量高、富里酸含量高、PH中偏堿性、疏水性強(qiáng)、不易降解、質(zhì)量輕、孔隙率高、比表面積大、吸附性強(qiáng)、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。污泥的含水率為85%，污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以于基計(jì)為80%。
[0047]過(guò)篩篩分出的木炭經(jīng)晾曬0.5~2天后再次作為外源調(diào)理劑使用或作為接種微生物的載體使用 。
【權(quán)利要求】
1.一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其特征在于，該應(yīng)用包括以下步驟: (1)按質(zhì)量比1: 0.2: (0.1~0.3)將污泥、干稻草與干燥的木炭混合，得混合物料，該混合物料含水率為60~70% ;(2)將混合物料放入發(fā)酵設(shè)備內(nèi)通過(guò)靜態(tài)強(qiáng)制通風(fēng)方式及人工強(qiáng)制翻堆相結(jié)合的方式對(duì)污泥進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理，通風(fēng)速率為0.01~0.05m3.r1.kg濕基―1，每7天翻堆一次； (3)發(fā)酵14~20天后出料,過(guò)篩篩分出木炭，篩分率在80%以上，即完成木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其特征在于，所述的木炭為粒徑2~5mm的木炭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其特征在于，所述的污泥的含水率為70~85%，污泥中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以干基計(jì)為40~80%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其特征在于，步驟(2)所述的通風(fēng)速率優(yōu)選為0.03m3.r1.kg濕基'
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種木炭作為外源調(diào)理劑在污泥堆肥中的應(yīng)用，其特征在于，過(guò)篩篩分出的木炭經(jīng)晾曬0.5~2天后再次作為外源調(diào)理劑使用或作為接種微生物的載體使用。
【文檔編號(hào)】C05F17/00GK104045388SQ201310077278
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月11日
【發(fā)明者】何品晶, 張繼寧, 呂凡, 邵立明 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)