CN108373377A - 一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法 - Google Patents

一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108373377A
CN108373377A CN201810149288.7A CN201810149288A CN108373377A CN 108373377 A CN108373377 A CN 108373377A CN 201810149288 A CN201810149288 A CN 201810149288A CN 108373377 A CN108373377 A CN 108373377A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sludge
compost
composting
added
fermentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810149288.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108373377B (zh
Inventor
郭波
岳秀萍
田瑜
李赛
李美玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyuan University of Technology
Original Assignee
Taiyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyuan University of Technology filed Critical Taiyuan University of Technology
Priority to CN201810149288.7A priority Critical patent/CN108373377B/zh
Publication of CN108373377A publication Critical patent/CN108373377A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108373377B publication Critical patent/CN108373377B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D5/00—Fertilisers containing magnesium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/122—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering using filter presses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/121—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering
    • C02F11/127—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening by mechanical de-watering by centrifugation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • C02F11/14—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening with addition of chemical agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/06—Sludge reduction, e.g. by lysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

本发明公开了一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，包括以下步骤：（1）生物纳米零价铁调理污泥；（2）镁盐和两性高分子絮凝剂PADS调理污泥；（3）经絮凝后的污泥脱水至含水率70~77wt%；（4）将上述脱水后的污泥与回流堆肥、辅料混合均匀，调节水率为53~63wt%，调节碳氮比为26~35:1；（5）一次发酵：将上述混合物料置于堆肥反应器中，强制通风供氧进行发酵5~12天，部分发酵堆肥可作为回流堆肥；（6）二次发酵：一次发酵后的堆肥在遮雨条件下进行敞开式发酵20~35天，得到完全腐熟的堆肥产品。本发明将污泥脱水与堆肥化处理结合，稳定堆肥中重金属，实现污泥的无害化、减量化和资源化。

Description

一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法
技术领域
本发明属于城市污水处理厂污泥的资源化利用领域，涉及一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法。
背景技术
污泥的处理处置成为人们关注和研究的热点。城市污水处理厂污泥一般含水率高达98wt%以上，体积庞大且含有病原微生物、寄生虫卵及重金属等有毒有害物质。
污泥脱水是污泥处理处置的核心环节。采用高分子絮凝剂进行污泥脱水，能有效去除水分。堆肥处理是污泥无害化和资源化的重要途径之一。污泥经过堆肥化处理后，可有效地杀灭其中的病原菌和寄生虫卵，污泥中富含的氮、磷、钾和有机质等可以为植物生长提供有利的营养成分，但污泥中含有重金属有害物质，如处理不当将导致土壤污染。目前对污泥中的重金属主要是通过稳定化处理，降低其迁移转化能力，降低其生物活性和植物吸收量，以去除或减少重金属对水资源及土壤、农作物的危害以及对生态环境的破坏。纳米零价铁可以去除和固定多种重金属，是广泛使用的环境修复材料之一；生物纳米零价铁是利用植物提取液中的生物活性还原剂将铁盐或亚铁盐还原为纳米零价铁而得，这些生物活性物质如多酚、黄酮、酶、蛋白质等同时兼有分散剂和稳定剂的作用，不仅可以减少纳米颗粒的团聚，在堆肥处理中还可以为微生物提供C源和N源营养。
发明内容
本发明旨在提供一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，将污泥脱水与污泥的堆肥化处理有效结合，达到稳定堆肥中重金属的作用，实现污泥的无害化、减量化和资源化。
本发明利用生物纳米零价铁的吸附、络合或还原等作用，固定重金属污染物；所涉及的生物纳米零价铁是利用葡萄多酚提取液还原亚铁盐而制备得到，采用的原料葡萄皮或葡萄籽是葡萄鲜食、榨汁和葡萄酿酒业的废弃部分，天然取材、变废为宝，且制备工艺简单，具有经济性、环境友好和资源再利用等特点；所含生物活性物质如多酚、黄酮、酶、蛋白质等不仅可以起到分散剂和稳定剂的作用，减少纳米颗粒的团聚，而且在堆肥处理中还可以为微生物提供C源和N源等营养。
本发明使用的镁盐一方面可以利用镁离子带正电，污泥絮体表面通常带负电，从而起到压缩双电层，加快污泥絮凝作用，另一方面，元素镁还可以与污泥中氨氮、磷酸根形成鸟粪石，有助于将氮、磷、镁这些营养元素以固态形式留在污泥堆肥产品中，有效减少污泥脱水后废液的环境污染，提高堆肥产品的肥效。
本发明采用了一种新型的两性高分子絮凝剂P（AM-DAC-SMAS），简称PADS。两性有机高分子絮凝脱水剂，既具有阳离子单元又具有阴离子和中性单元，阳离子单元可以捕捉带负电荷的有机悬浮物，而阴离子单元和中性单元有助于无机悬浮物的沉降，可以起到絮凝助剂的作用；与传统脱水剂相比较，PADS具有用量小，脱水效率高，产生污泥量少等优点，与镁盐联用可以进一步提高脱水效率。
本发明采用高C/N比、低含水率的玉米秸秆、稻草、草木灰或麦秆中一种或多种，以及低C/N比、较低含水率的畜禽粪便作为辅料用以调节初始堆肥的含水率和C/N比；并利用一次发酵后的含水率降至40%以下的堆肥作为回流堆肥，与污泥和辅料混合，以减少辅料的用量。
（1）本发明提供了一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，包括以下步骤：生物纳米零价铁调理污泥：20~30℃下，在污泥中投加新鲜的生物纳米零价铁悬浮液，投加量0.02g~0.16g Fe /g干污泥，40~60r/min搅拌10~30min，利用生物纳米零价铁的吸附、络合和还原作用固定污泥中的重金属污染物，降低重金属的迁移转化能力；
（2）镁盐和两性高分子絮凝剂PADS调理污泥：经生物纳米零价铁调理后的污泥中，投加镁盐溶液0.01g~0.05g Mg/g干污泥，40~60r/min搅拌2~3min；然后加入PADS 50mg~180mg/g干污泥，200~400r/min搅拌30~60s后再以60~100r/min搅拌3~6min；
步骤（2）中镁盐为硫酸镁或氯化镁中的一种，镁盐溶液的浓度为0.5~2.0mol/L。
（3）污泥脱水：对上述经镁盐和PADS调理后的污泥混合物进行离心或压滤脱水，脱水后的污泥含水率为70~77wt%；
（4）调节含水率和C/N比：：将上述脱水后的污泥与回流堆肥、辅料混合均匀，调节混合物料的含水率为53~63wt%，调节碳氮比C/N为26~35:1；C、N含量可以通过测量得到；
步骤（4）中的所述的辅料为畜禽粪便以及玉米秸秆、稻草、草木灰或麦秆中一种或多种；所述的回流堆肥是一次发酵后的堆肥，回流堆肥的含水率应低于40wt%。
（5）一次发酵：将上述混合物料置于堆肥反应器中，强制通风供氧进行发酵5~12天，部分发酵堆肥可作为回流堆肥；
（6）二次发酵：一次发酵后的堆肥在遮雨条件下进行敞开式发酵20~35天，得到完全腐熟的堆肥产品。
步骤（6）中所述的二次发酵是将物料堆成1~2m高的条垛形，在防雨设施下进行敞开式发酵，每隔5~8天翻堆一次。
上述方法中，生物纳米铁是以悬浮液的形式加入到体系中，悬浮液中Fe的浓度为0.03~0.15mol/L。生物纳米零价铁悬浮液的制备方法：
（1）葡萄多酚提取液的制备：向经烘干粉碎后的葡萄皮或葡萄籽粉末中加入提取剂，于N2保护下加热，所得溶液经离心，离心后的上清液即为葡萄多酚提取液；
（2）生物纳米零价铁悬浮液的制备：N2保护下，60~100r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于亚铁盐溶液中，20~30℃下，反应10~30s得到生物纳米零价铁悬浮液。
进一步地，生物纳米铁悬浮液的制备步骤（1）中，提取条件为：提取剂为蒸馏水或乙醇溶液；提取剂加入量为：1g葡萄皮或葡萄籽粉末加入提取剂15~25mL；提取温度：70~90℃，提取时间：0.5~1h。
进一步地，生物纳米铁悬浮液的制备步骤（2）中，所述亚铁盐溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁或硫酸亚铁铵中的一种；亚铁盐溶液浓度为0.1~0.3mol/L；葡萄多酚提取液与亚铁盐溶液的体积比为：1:1~1:2。
上述方法中，两性高分子絮凝剂PADS是以丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯磺酸钠为单体原料，采用三元自由基水溶液聚合法，在引发剂作用下，经过复合引发制备而成。
两性高分子絮凝剂PADS的制备方法如下：按照丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯磺酸钠物质的量比=70~89:10~20:1~10，分别配制质量分数为10%的丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯磺酸钠的水溶液，将上述配制好的三种单体溶液混合，并倒入装有冷凝和搅拌的装置中，调节pH值为4~8，100~200r/min搅拌下，通氮除氧10~30min；然后向所得混合溶液中加入三种单体总质量分数0.05~0.15%的引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠，过硫酸铵与亚硫酸氢钠的物质的量比=1:1，50~100r/min下持续搅拌，控制温度40~60℃，通氮气反应3~6h后出料，得到淡黄色胶状粘稠溶液PADS，经真空干燥后，存于干燥器中。
本发明的有益效果：
1）本发明一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，有效地将污泥脱水与污泥的堆肥化处理相结合，利用绿色合成的纳米零价铁的吸附、络合或还原等作用稳定污泥中重金属的同时，又为后续堆肥化处理中的微生物提供了C源和N源等营养；
2）本发明中污泥絮凝脱水采用两性高分子絮凝剂PADS，具有用量小，脱水效率高，产生污泥量少等优点，与镁盐联用可以进一步提高脱水效率；
3）本发明中使用的镁盐在污泥脱水中起到加快污泥絮凝的作用，同时还可以与污泥中氨氮、磷酸根形成鸟粪石，从而将氮、磷、镁这些营养元素以固态形式留存于污泥堆肥产品，有助于提高堆肥产品的肥效。
4）本发明利用一次发酵后的堆肥半成品作为回流堆肥，用以调节初始堆肥物料的含水率，可以大大减少辅料的用量。
5）本发明采用废弃的玉米秸秆、稻草、草木灰或麦秆，以及畜禽粪便作为辅料，调节初始污泥堆肥的含水率和C/N比，以实现污泥的无害化、减量化和资源化。
附图说明
图1本发明一种城市污水处理厂污泥堆肥化处理方法工艺流程图。
图2为对比例1加入生物纳米零价铁前后污泥溶液中三种重金属含量（mg/kg污泥）的变化。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
对比例1：生物纳米零价铁对污泥溶液中重金属含量的影响
制备生物纳米零价铁悬浮液：经烘干、粉碎后的葡萄皮渣（葡萄皮与葡萄籽混合物）粉末中，加入体积分数为50%的乙醇溶液提取剂：1g葡萄皮渣粉末中加入提取剂20mL；氮气保护下，于80℃水浴锅中加热提取40min，获得葡萄多酚提取液，经8000r/min离心所得上清液即为葡萄多酚提取液；于N2保护中，60r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于0.1M硫酸亚铁盐溶液中等体积混合，室温下反应10s，得到黑色的新鲜生物纳米铁悬浮液。
某污水处理厂采用SBR生化反应池处理工艺，取浓缩池污泥，污泥初始含水率97.7wt%，pH=6.58。在污泥中加入新鲜的生物纳米零价铁，投加量为0.1g/（g干污泥），搅拌方式为60r/min搅拌20min。测定加入生物纳米零价铁前后污泥溶液中Cr(VI)、Pb(II)、Cd(II)三种重金属的含量，如图2所示。可以看出加入后，污泥溶液中Cr(VI)、Pb(II)和Cd(II)去除率分别达到74%、62%和23%。
对比例2：镁盐对污泥絮凝脱水的影响
制备生物纳米零价铁悬浮液：经烘干、粉碎后的葡萄皮渣（葡萄皮与葡萄籽混合物）粉末中，加入体积分数为50%的乙醇溶液提取剂：1g葡萄皮渣粉末中加入提取剂20mL；氮气保护下，于80℃水浴锅中加热提取40min，获得葡萄多酚提取液，经8000r/min离心所得上清液即为葡萄多酚提取液；于N2保护中，60r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于0.1M硫酸亚铁盐溶液中等体积混合，室温下反应10s，得到黑色的新鲜生物纳米铁悬浮液。
PADS的制备方法为：称取物质量比为80/10/10的AM、DAC、SMAS，用蒸馏水配成质量分数为10%的水溶液，倒入装有冷凝和搅拌装置的三颈烧瓶中；调节水溶液pH值为6，设定温度为45℃，开动搅拌装置（转速150r/min），通氮气除氧20min；接着向上述水溶液中加入三元单体总质量分数为0.10%的氧化还原引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠，开动搅拌装置（转速50r/min），在设定温度下继续通氮气反应4.0h，得到淡黄色胶状粘稠溶液，冷却出料，产物真空干燥至恒重，产品存于干燥器中。
某污水处理厂采用SBR生化反应池处理工艺，取浓缩池污泥，污泥初始含水率97.7wt%，pH=6.58。在污泥中加入生物纳米零价铁，投加量为1.0g/（g干污泥），搅拌方式为60r/min搅拌10min；然后加入1.5mol/L硫酸镁0.05g Mg/g干污泥，60r/min搅拌3min；然后加入PADS，投加量为160mg/(g干污泥)，搅拌方式为400r/min搅拌30s后以60r/min搅拌5min；8000rpm下离心10min，污泥的含水率降至70.2wt%。
对比例3：
与对比例2对照，不加镁盐的实施过程。
制备生物纳米零价铁悬浮液：经烘干、粉碎后的葡萄皮渣（葡萄皮与葡萄籽混合物）粉末中，加入体积分数为50%的乙醇溶液提取剂：1g葡萄皮渣粉末中加入提取剂20mL；氮气保护下，于80℃水浴锅中加热提取40min，获得葡萄多酚提取液，经8000r/min离心所得上清液即为葡萄多酚提取液；于N2保护中，60r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于0.1M硫酸亚铁盐溶液中等体积混合，室温下反应10s，得到黑色的新鲜生物纳米铁悬浮液。
PADS的制备方法为：称取物质量比为80/10/10的AM、DAC、SMAS，用蒸馏水配成质量分数为10%的水溶液，倒入装有冷凝和搅拌装置的三颈烧瓶中；调节水溶液pH值为6，设定温度为45℃，开动搅拌装置（转速150r/min），通氮气除氧20min；接着向上述水溶液中加入三元单体总质量分数为0.10%的氧化还原引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠，开动搅拌装置（转速50r/min），在设定温度下继续通氮气反应4.0h，得到淡黄色胶状粘稠溶液，冷却出料，产物真空干燥至恒重，产品存于干燥器中。
某污水处理厂采用SBR生化反应池处理工艺，取浓缩池污泥，污泥初始含水率97.7wt%，pH=6.58。在污泥中加入生物纳米零价铁，投加量为1.0g/（g干污泥），搅拌方式为60r/min搅拌10min；然后加入PADS，投加量为160mg/(g干污泥)，搅拌方式为400r/min搅拌30s后以60r/min搅拌5min；8000rpm下离心10min，污泥的含水率降至71.9wt%。
对比例2与对比例3显示，镁盐的加入起到促进絮凝脱水的作用。
实施例1：
制备生物纳米零价铁悬浮液：经烘干、粉碎后的葡萄皮渣（葡萄皮与葡萄籽混合物）粉末中，加入体积分数为50%的乙醇溶液提取剂：1g葡萄皮渣粉末中加入提取剂20mL；氮气保护下，于80℃水浴锅中加热提取40min，获得葡萄多酚提取液，经8000r/min离心所得上清液即为葡萄多酚提取液；于N2保护中，60r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于0.1M硫酸亚铁盐溶液中等体积混合，室温下反应10s，得到黑色的新鲜生物纳米铁悬浮液。
PADS的制备方法为：称取物质量比为80/10/10的AM、DAC、SMAS，用蒸馏水配成质量分数为10%的水溶液，倒入装有冷凝和搅拌装置的三颈烧瓶中；调节水溶液pH值为6，设定温度为45℃，开动搅拌装置（转速150r/min），通氮气除氧20min；接着向上述水溶液中加入三元单体总质量分数为0.10%的氧化还原引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠，开动搅拌装置（转速50r/min），在设定温度下继续通氮气反应4.0h，得到淡黄色胶状粘稠溶液，冷却出料，产物真空干燥至恒重，产品存于干燥器中。
某污水处理厂采用SBR生化反应池处理工艺，取浓缩池污泥，污泥初始含水率97.7wt%，pH=6.58。具体处理过程如下：
（1）生物纳米零价铁调理污泥：
20℃下，在污泥中加入生物纳米零价铁，投加量为0.1g/（g干污泥），搅拌方式为60r/min搅拌10min；
（2）镁盐和两性高分子絮凝剂PADS调理污泥：经生物纳米零价铁调理后的污泥中，加入0.03g Mg/g干污泥，60r/min搅拌3min；然后加入PADS，投加量为120mg/(g干污泥)，搅拌方式为400r/min搅拌30s后以60r/min搅拌5min；镁盐为1.0mol/L硫酸镁；
（3）污泥脱水：对上述经镁盐和PADS调理后的污泥混合物进行离心或压滤脱水，在8000rpm下离心10min，污泥的含水率降至75wt%；
（4）调节含水率和C/N比：将上述脱水后的污泥与回流堆肥、辅料混合均匀；
按照表1的配比，在脱水后的污泥中加入辅料和回流堆肥，混合物料的含水率为55%，C/N比为29.3，满足堆肥的要求。
表1 混合物料配比表
（5）一次发酵：将上述混合物料置于堆肥反应器中，强制通风供氧进行发酵10天，部分发酵堆肥可作为回流堆肥；
（6）二次发酵：一次发酵后的堆肥在遮雨条件下进行敞开式发酵30天，得到完全腐熟的堆肥产品。
实施例2
制备生物纳米零价铁悬浮液：经烘干、粉碎后的葡萄皮渣（葡萄皮与葡萄籽混合物）粉末中，加入体积分数为50%的乙醇溶液提取剂：1g葡萄皮渣粉末中加入提取剂20mL；氮气保护下，于80℃水浴锅中加热提取40min，获得葡萄多酚提取液，经8000r/min离心所得上清液即为葡萄多酚提取液；于N2保护中，60r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于0.1M硫酸亚铁盐溶液中等体积混合，室温下反应10s，得到黑色的新鲜生物纳米铁悬浮液。
PADS的制备方法为：称取物质量比为80/10/10的AM、DAC、SMAS，用蒸馏水配成质量分数为10%的水溶液，倒入装有冷凝和搅拌装置的三颈烧瓶中；调节水溶液pH值为6，设定温度为45℃，开动搅拌装置（转速150r/min），通氮气除氧20min；接着向上述水溶液中加入三元单体总质量分数为0.10%的氧化还原引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠，开动搅拌装置（转速50r/min），在设定温度下继续通氮气反应4.0h，得到淡黄色胶状粘稠溶液，冷却出料，产物真空干燥至恒重，产品存于干燥器中。
某污水处理厂采用SBR生化反应池处理工艺，取浓缩池污泥，污泥初始含水率97.7wt%，pH=6.58。具体处理过程如下：
（1）生物纳米零价铁调理污泥：
20℃下，在污泥中加入生物纳米零价铁，投加量为0.1g/（g干污泥），搅拌方式为60r/min搅拌10min；
（2）镁盐和两性高分子絮凝剂PADS调理污泥：经生物纳米零价铁调理后的污泥中，加入0.05g Mg/g干污泥，60r/min搅拌3min；然后加入PADS，投加量为160mg/(g干污泥)，搅拌方式为400r/min搅拌30s后以60r/min搅拌5min；镁盐为1.0mol/L硫酸镁；
（3）污泥脱水：对上述经镁盐和PADS调理后的污泥混合物进行离心或压滤脱水，在8000rpm下离心10min，污泥的含水率降至72wt%；
（4）调节含水率和C/N比：将上述脱水后的污泥与回流堆肥、辅料混合均匀；
按照表1的配比，在脱水后的污泥中加入辅料和回流堆肥，混合物料的含水率为55.1%，C/N比为28.2，满足堆肥的要求。
表1 混合物料配比表
（5）一次发酵：将上述混合物料置于堆肥反应器中，强制通风供氧进行发酵11天，部分发酵堆肥可作为回流堆肥；
（6）二次发酵：一次发酵后的堆肥在遮雨条件下进行敞开式发酵31天，得到完全腐熟的堆肥产品。

Claims (10)

1.一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）生物纳米零价铁调理污泥：20~30℃下，在污泥中投加新鲜的生物纳米零价铁，投加量0.02g~0.16g Fe /g干污泥，40~60r/min搅拌10~30min；
（2）镁盐和两性高分子絮凝剂PADS调理污泥：经生物纳米零价铁调理后的污泥中，投加镁盐溶液0.01g~0.05g Mg/g干污泥，40~60r/min搅拌2~3min；然后加入PADS 50mg~180mg/g干污泥，200~400r/min搅拌30~60s后再以60~100r/min搅拌3~6min；
（3）污泥脱水：对上述经镁盐和PADS调理后的污泥混合物进行离心或压滤脱水，脱水后的污泥含水率为70~77wt%；
（4）调节含水率和C/N比：将上述脱水后的污泥与回流堆肥、辅料混合均匀，调节混合物料的含水率为53~63wt%，调节碳氮比为26~35:1；
（5）一次发酵：将上述混合物料置于堆肥反应器中，强制通风供氧进行发酵5~12天，部分发酵堆肥可作为回流堆肥；
（6）二次发酵：一次发酵后的堆肥在遮雨条件下进行敞开式发酵20~35天，得到完全腐熟的堆肥产品。
2.根据权利要求1所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：生物纳米零价铁是以悬浮液的形式加入到体系中，悬浮液中Fe的浓度为0.03~0.15mol/L；
生物纳米零价铁悬浮液的制备方法为：
（1）葡萄多酚提取液的制备：经烘干粉碎后的葡萄皮或葡萄籽粉末中，加入提取剂，于N2保护下加热，所得溶液经离心，上清液即为葡萄多酚提取液；
（2）生物纳米零价铁悬浮液的制备：N2保护下，60~100r/min搅拌下，滴加葡萄多酚提取液于亚铁盐溶液中，20~30℃下，反应10~30s得到生物纳米零价铁悬浮液。
3.根据权利要求2所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：所述提取剂是蒸馏水或乙醇水溶液，提取剂的加入量为：1g葡萄皮或葡萄籽粉末加入提取剂15~25mL；提取温度：70~90℃，提取时间：0.5~1h。
4.根据权利要求2所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：所述亚铁盐溶液为硫酸亚铁、氯化亚铁或硫酸亚铁铵中的一种；亚铁盐溶液的浓度为0.1~0.3mol/L；葡萄多酚提取液与亚铁盐溶液的体积比为1:1~2。
5.根据权利要求1所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：
镁盐为硫酸镁或氯化镁中的一种，镁盐溶液的浓度为0.5~2.0mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：
两性高分子絮凝剂PADS是以丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯磺酸钠为单体原料，采用三元自由基水溶液聚合法，在引发剂作用下，经过复合引发制备而成。
7.根据权利要求6所述的一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：两性高分子絮凝剂PADS的制备方法如下：按照丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯磺酸钠物质的量比=70~89:10~20:1~10，分别配制质量分数为10%的丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯磺酸钠的水溶液，将上述配制好的三种单体溶液混合，并倒入装有冷凝和搅拌的装置中，调节pH值为4~8，100~200r/min搅拌下，通氮除氧10~30min；然后向所得混合溶液中加入三种单体总质量分数0.05~0.15%的引发剂过硫酸铵-亚硫酸氢钠，过硫酸铵与亚硫酸氢钠的物质的量比=1:1，50~100r/min下持续搅拌，控制温度40~60℃，通氮气反应3~6h后出料，得到淡黄色胶状粘稠溶液PADS，经真空干燥后，存于干燥器中。
8.根据权利要求1所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：所述的辅料是畜禽粪便以及玉米秸秆、稻草、草木灰或麦秆中一种或多种。
9.根据权利要求1所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：所述的回流堆肥是一次发酵后的堆肥，回流堆肥的含水率应低于40wt%。
10.根据权利要求1所述的城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法，其特征在于：所述的二次发酵是将物料堆成1~2m高的条垛形，在防雨设施下进行敞开式发酵，每隔5~8天翻堆一次。
CN201810149288.7A 2018-02-13 2018-02-13 一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法 Active CN108373377B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810149288.7A CN108373377B (zh) 2018-02-13 2018-02-13 一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810149288.7A CN108373377B (zh) 2018-02-13 2018-02-13 一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108373377A true CN108373377A (zh) 2018-08-07
CN108373377B CN108373377B (zh) 2021-01-29

Family

ID=63017998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810149288.7A Active CN108373377B (zh) 2018-02-13 2018-02-13 一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108373377B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110199606A (zh) * 2019-07-15 2019-09-06 广西恒晟水环境治理有限公司 一种复合式石漠化生态修复方法
CN110240501A (zh) * 2019-07-03 2019-09-17 中农新科(苏州)有机循环研究院有限公司 有机废弃物的生物干化方法
CN111570481A (zh) * 2020-05-26 2020-08-25 北京师范大学 一种制革污泥堆肥利用中铬污染控制的方法
CN113185333A (zh) * 2021-05-20 2021-07-30 江西中江环保集团股份有限公司 一种市政污泥堆肥方法
CN114868619A (zh) * 2022-04-24 2022-08-09 同济大学 一种厌氧消化产物制备乔木基质的培养方法与应用方法
CN117383983A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 中国科学院大学 一种污泥中磷高效回收方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052247A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Daio Paper Corp 紙の製造方法及びこの製造方法により得られる紙
CN102380505A (zh) * 2011-08-08 2012-03-21 同济大学 纳米零价铁修复重金属污染土壤或污泥的方法
CN202988933U (zh) * 2012-12-14 2013-06-12 首大能源环保集团有限公司 一种污泥处置土地资源化利用***

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052247A (ja) * 2010-08-31 2012-03-15 Daio Paper Corp 紙の製造方法及びこの製造方法により得られる紙
CN102380505A (zh) * 2011-08-08 2012-03-21 同济大学 纳米零价铁修复重金属污染土壤或污泥的方法
CN202988933U (zh) * 2012-12-14 2013-06-12 首大能源环保集团有限公司 一种污泥处置土地资源化利用***

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋志伟 等: "《水污染控制工程》", 31 July 2013, 中国矿业大学出版社 *
王向宇 等: "《环境工程中的纳米零价铁水处理技术》", 31 October 2016, 冶金工业出版社 *
雍毅 等: "《市政污泥特性与再生利用引论》", 31 May 2016, 中国环境出版社 *
齐亮 等: "《两性高分子污泥脱水剂P( AM-DAC-AMPS) 的表征与应用》", 《环境工程学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110240501A (zh) * 2019-07-03 2019-09-17 中农新科(苏州)有机循环研究院有限公司 有机废弃物的生物干化方法
CN110199606A (zh) * 2019-07-15 2019-09-06 广西恒晟水环境治理有限公司 一种复合式石漠化生态修复方法
CN111570481A (zh) * 2020-05-26 2020-08-25 北京师范大学 一种制革污泥堆肥利用中铬污染控制的方法
CN113185333A (zh) * 2021-05-20 2021-07-30 江西中江环保集团股份有限公司 一种市政污泥堆肥方法
CN114868619A (zh) * 2022-04-24 2022-08-09 同济大学 一种厌氧消化产物制备乔木基质的培养方法与应用方法
CN114868619B (zh) * 2022-04-24 2024-02-06 同济大学 一种厌氧消化产物制备乔木基质的培养方法与应用方法
CN117383983A (zh) * 2023-12-12 2024-01-12 中国科学院大学 一种污泥中磷高效回收方法
CN117383983B (zh) * 2023-12-12 2024-04-26 中国科学院大学 一种污泥中磷高效回收方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108373377B (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108373377A (zh) 一种城市污水处理厂污泥的堆肥化处理的方法
CN107500497B (zh) 黑臭水体污泥的处理方法及其***
CN105776812A (zh) 一种市政污泥高干脱水方法及其设备
CN108409435B (zh) 一种污泥好氧堆肥方法
CN108329106A (zh) 一种猪粪好氧发酵过程中重金属钝化方法
CN111233304B (zh) 污泥用破壁剂、疏水骨架以及制备方法和污泥减量方法
CN109824396A (zh) 一种有机-无机环保无公害蔬菜专用肥料的制备方法
CN114988926A (zh) 一种用含水率百分之八十污泥生产有机复合肥及制造方法
CN114988965A (zh) 高速处理含水率百分之八十的污泥及衍生物及其制备方法
CN105198511B (zh) 一种利用制革厂污泥和木质纤维的多功能有机肥及其制备方法和应用
CN110226490A (zh) 利用钻井污泥无害化处理后制备植物营养土的方法
CN109502946A (zh) 电渗透高干脱水与好氧发酵联合的污泥处理***及方法
CN105347972A (zh) 以介孔氧化硅为重金属钝化剂和微生物载体的堆肥方法
CN107840690A (zh) 一种去除生物有机肥中重金属的方法
CN108558177A (zh) 一种两性高分子絮凝剂联用生物纳米零价铁调理污泥的方法
CN108774081A (zh) 一种畜禽粪便的资源化利用方法
CN104098189B (zh) 一种培养紫纹羽卷担菌菌皮去除水体中重金属的方法
RU2257353C2 (ru) Способ подготовки сточных вод для сельскохозяйственного использования
CN111689614A (zh) 一种甘薯淀粉加工废水资源化利用***及处理技术
JP3887726B2 (ja) 脱水ケーキのコンポスト化方法
CN110171996A (zh) 一种利用活性污泥制备的有机无机复合肥及其制备方法
RU2761818C1 (ru) Способ получения основы препарата для обработки осадков сточных вод и/или отходов сельского хозяйства, навоза и помета, с использованием зерна риса
RU2761206C1 (ru) Способ получения основы препарата для обработки осадков сточных вод и/или отходов сельского хозяйства с использованием зерна пшеницы
JPH02257832A (ja) 飼料の製造方法
CN109279749A (zh) 城镇污水处理厂污泥处理方法和处理用发酵催化剂

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant