本發(fā)明涉及污泥處理技術領域，尤其涉及一種污泥處理方法，該方法利用發(fā)酵、破碎、再發(fā)酵、返料處理的技術來處理污泥。

背景技術：

從世界范圍看，污泥的處理處置方法主要有填埋、焚燒、海洋傾倒和土地利用等多種形式。填埋操作相對簡單，投資費用較小，處理費用較低，適應性強。但是其侵占土地嚴重，如果防滲技術不夠，將導致潛在的土壤和地下水污染；焚燒為核心的處理方法是最徹底的處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積，但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高，有機物焚燒會產生二噁英等劇毒物質；海洋傾倒會污染海洋，對海洋生態(tài)系統(tǒng)和人類食物鏈會造成威脅，國際公約已明令禁止；土地利用是用堆肥法處理后的城市污泥進行農業(yè)利用，優(yōu)點是投資少，能耗低，運行費用低，其中有機部分可轉化成土壤改良劑成分，因此污泥土地利用被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式。這種處置方式是把污泥應用于農田、菜地、果園、林地、草地、市政綠化、育苗基質及嚴重擾動的土地修復與重建等，科學合理地土地利用，可減少污泥帶來的負面效應，林地和市政綠化的利用是一條很有發(fā)展前途的利用方式，因為它不易造成食物鏈的污染。

采用污泥發(fā)酵制作有機肥料是污泥土地利用的一種方式，傳統(tǒng)工藝生產周期長，發(fā)酵產物不理想。由于污泥含水高達80％以上，不適合有機肥發(fā)酵過程中枯草桿菌、酵母菌、固氮菌等其他菌類的繁殖，必須首先進行預處理，即采用“干化+發(fā)酵+烘干+造?！钡墓に嚪椒?。其中傳統(tǒng)的干化方式，分為兩種：1)晾干，一部需要3-4個月的時間，場地占用大，生產周期長，不適合批量生產；2)加熱干燥，設備投資大，消耗電、煤、沼氣等能源。這兩種烘干工藝都存在比較明顯的缺陷，本發(fā)明就旨在克服這種缺陷，探索出一種新的經濟實用的方法進行污泥處理。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種污泥處理方法，通過一次發(fā)酵替代傳統(tǒng)的干化工藝，通過二次發(fā)酵替代“發(fā)酵+烘干”工藝，然后返料再進行污泥的擴大處理，生產周期短，設備投資少，節(jié)約能源，大大降低了污泥處理的成本。

為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：

一種污泥處理方法，包括以下步驟：

a.將農作物調理輔料和污泥按重量比為1:2～2:1混合；

b.將步驟a得到的混合物進行一次發(fā)酵，在溫度達到55～65℃時進行翻拋和換氧作業(yè)，共翻拋5～7次；

c.將步驟b得到的物料常溫攤放1～2天；

d.將步驟c得到的物料用破碎機進行調理后，進行二次發(fā)酵，在發(fā)酵堆上打通氣孔，靜置8～12天；

e.將所述步驟d中二次發(fā)酵后的發(fā)酵物作為調理劑與待處理污泥按重量比1:2～1:3混合，并重復步驟b～d。

優(yōu)選的，所述的所述步驟e再重復進行若干次。

優(yōu)選的，所述的農作物調理輔料是果殼、農作物秸稈等農作物下腳料。

優(yōu)選的，所述的步驟c中，破碎機的轉速為每分鐘2000轉以上，其中的破碎機為無底錘片式破碎機。

優(yōu)選的，所述的步驟d中通氣孔的長度大于三分之二發(fā)酵堆的寬度或高度。

發(fā)明原理：

由于污泥中的水分大部分被強大的負電荷包裹著，較難分離干燥，也被稱為束縛水，很難通過簡單的自然發(fā)酵被干化。

本發(fā)明主要是將污泥通過添加一定比例的農作物調理輔料，改變污泥的物理狀態(tài)，利用微生物進行發(fā)酵，發(fā)酵過程中通過發(fā)酵本身產生的高溫及翻拋、換氧等方式消耗掉部分水分，當發(fā)酵溫度達到一定的時候，污泥中的有害病菌被高溫殺死，污泥中快速營養(yǎng)物質和裂隙水被消耗掉，部分耐高溫的病菌和帶電荷的水仍存在，發(fā)酵進入膠著狀態(tài)。將經過發(fā)酵的物料常溫攤放1～2天，讓枯草桿菌、酵母菌、固氮菌、醋酸桿菌等有益菌得到繁殖。再用破碎機進行調理，調理后的污泥物理性質發(fā)生較大變化，再通過二次發(fā)酵處理即可得到目的產物，因為農作物調理輔料的營養(yǎng)元素比污泥低，總處理完成后的產物營養(yǎng)元素含量低，可利用率低，所以采用將經過二次發(fā)酵處理的污泥產物按一定比列進行返料調理(將二次發(fā)酵處理的污泥產物直接按比例添加到待處理的污泥中進行處理)，污泥經二次發(fā)酵處理后的產物有益菌較豐富，活性高，另外污泥的物理、化學性質發(fā)生了變化，返料調理比添加農作物調理輔料發(fā)酵快，可明顯縮短發(fā)酵時間。并且通過數(shù)次返料處理，迅速擴大污泥的處理量，大大節(jié)約污泥處理的成本。

由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

(1)污泥與農作物調理輔料混合，因為選用的農作物調理輔料為高纖維含量的物質，因此可以降低污泥的粘度，增加污泥的透氣性，有利于進行微生物的發(fā)酵及部分水分的蒸發(fā)；通過發(fā)酵過程中微生物的作用，特別是高溫放線菌的作用，降解有機質的過程中產生高溫，進一步使物料中的水分得到消耗蒸發(fā)，并改善污泥的理化性質，為二次發(fā)酵處理提供基礎。

(2)物料在常溫狀態(tài)下攤放1～2天，這個過程中，物料中的枯草桿菌、酵母菌、醋酸桿菌、固氮菌等有益菌類的得到充分的繁殖。

(3)用破碎機對發(fā)酵物料進行調理，可以使物料中大塊的未發(fā)酵徹底的纖維組織，在破碎機的反復揉搓下，變的更加蓬松，更有利于微生物的繁殖和發(fā)酵的透氣性；并且物料在離心力和摩擦力的作用下，其中的部分水分被帶到了物料外面，包裹水分表面的部分電荷被破壞，束縛水被解除，為二次發(fā)酵處理創(chuàng)造條件，使得在二次發(fā)酵處理中不用翻拋，水分就較容易的在發(fā)酵過程中得到蒸發(fā)。在物料堆積進行二次發(fā)酵處理中，在各種有益菌類的協(xié)同作用下，水的表面張力被減弱，并且發(fā)酵過程中有益菌類在轉化有機質過程中消耗水分，過程中產生的熱量也利于物料中水分的蒸發(fā)，在堆好發(fā)酵堆上用打孔器橫向和豎向進行打孔，通氣孔可以有效的提供微生物生長所需的氧氣，并且能夠增加空氣流通，帶走水分。物料有機質得到充分轉化，還變得蓬松干燥。二次發(fā)酵中多種有益菌群得到繁殖，菌群產生酸、醇等物質殺死或抑制一次發(fā)酵過程中起主導作用的耐高溫菌。經8～12天左右發(fā)酵，產物的最終含水率可達到15％以下。

(4)二次發(fā)酵處理后的污泥產物進行返料調理是因為二次發(fā)酵處理后的產物中有益菌較豐富，活性高，返料調理比單純用農作物調理輔料做調理劑來處理污泥，發(fā)酵更快，可縮短高溫堆肥時間；并且返料調理還迅速擴大了污泥處理量，經過幾次返料處理，可以大大降低污泥處理的成本。

本發(fā)明采用“發(fā)酵、破碎、再發(fā)酵、將二次發(fā)酵的產物返料繼續(xù)處理污泥”的方法。通過一次發(fā)酵替代傳統(tǒng)的干化工藝，通過二次發(fā)酵處理替代“發(fā)酵+烘干”工藝，通過返料擴大污泥處理的再生產量，縮短生產周期，設備投資少，節(jié)約能源，可大幅度降低污泥處理的成本。在方法中利用了微生物學、靜電學、機械力學等相結合，處理過程能耗低，處理成本是傳統(tǒng)處理成本的1/3。處理后的污泥用途廣泛，可應用于：生物質燃料、有機肥、園林用土等，真正實現(xiàn)了變廢為寶，資源循環(huán)利用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一中污泥原材料圖；

圖2是本發(fā)明實施例一中一次發(fā)酵產物圖；

圖3是本發(fā)明實施例一中破碎調理后產物圖；

圖4是本發(fā)明實施例一中最終產品圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案進一步描述：

實施例一:

a.將重量份為10的核桃殼碾碎，和重量份為20的含水量為80％的城市生活用水處理出來的污泥(物料形態(tài)見附圖1)充分混合；

b.將步驟a得到的混合物進行一次發(fā)酵，以高度為1.5米，寬度為1.5至3米，長度根據(jù)生產廠區(qū)實際情況設置來建立發(fā)酵堆，在溫度達到55℃時進行一次翻堆，共翻堆7次；并實時檢測物料的溫度和水分含量，發(fā)酵堆55℃以上保持160小時左右時間，終止一次發(fā)酵(物料形態(tài)見附圖2)；

c.將步驟b得到的物料常溫攤放2天。

d.將步驟c得到的發(fā)酵物進行粉碎，用無底錘片破碎機，以每分鐘2000轉以上的轉速進行調理(調理后物料形態(tài)見附圖3)，然后進行二次發(fā)酵處理，發(fā)酵堆的堆建參考步驟b，在堆好的發(fā)酵堆的橫向和豎向分別打上若干通氣孔，橫向和豎向的通氣孔彼此交錯設置，靜置12天；期間不需要任何處理，僅進行常規(guī)的水份、溫度等指標檢測；發(fā)酵完成后水份含量為14.8％；

e.將步驟d中二次發(fā)酵后的發(fā)酵物作為調理劑與待處理污泥按重量比1:2混合，并重復步驟b～d。重復步驟b時因為是返料的發(fā)酵物作為調理劑，所以一次發(fā)酵的過程縮短，共翻堆5次即可達到水份的要求，終止一次發(fā)酵，進入到步驟c中；步驟b中二次發(fā)酵時間也相應的縮短，僅需要10天就可以達到要求，終止發(fā)酵；

f.將步驟e再重復進行3次(最終產品形態(tài)見附圖4)。

經過以上處理的污泥，終產物成份主要為污泥，根據(jù)測定這一批次終產物的營養(yǎng)成分含量，可以應用到有機肥料、營養(yǎng)土或者直接填埋。

實施例二:

a.將重量份為10的玉米秸稈碾碎，和重量份為10的含水量為83％的城市生活用水處理出來的污泥充分混合；

b.將步驟a得到的混合物進行一次發(fā)酵，以高度為1.5米，寬度為1.5至3米，長度根據(jù)生產廠區(qū)實際情況設置來建立發(fā)酵堆，在溫度達到60℃時進行一次翻堆，共翻堆6次；并實時檢測物料的溫度和水份含量，發(fā)酵堆60℃以上保持155小時左右時間，終止一次發(fā)酵；

c.將步驟b得到的物料常溫攤放1.5天。

d.將步驟c得到的發(fā)酵物進行充分的粉碎調理，用無底錘式破碎機以每分鐘2000轉以上的轉速進行，然后進行二次發(fā)酵處理，發(fā)酵堆的堆建參考步驟b，在堆好的發(fā)酵堆的橫向和豎向分別打上若干通氣孔，橫向和豎向的通氣孔彼此交錯設置，靜置10天；期間不需要任何處理，僅進行常規(guī)的水份、溫度等指標檢測，發(fā)酵完成后水份含量為14.7％；

e.將步驟d中二次發(fā)酵后的發(fā)酵物作為調理劑與待處理污泥按重量比1:2.5混合，并重復步驟b～d。重復步驟b時因為是返料的發(fā)酵物作為調理劑，所以一次發(fā)酵的過程縮短，共翻堆4次即可達到水份的要求，終止一次發(fā)酵，進入到步驟c中；步驟b中二次發(fā)酵時間也相應的縮短，需要8天就可以達到要求，終止發(fā)酵；

f.將步驟e再重復進行2次。

經過以上處理的污泥，終產物成份主要為污泥，根據(jù)測定這一批次終產物的營養(yǎng)成分含量，可以應用到有機肥料、營養(yǎng)土或者直接填埋。

實施例三:

a.將重量份為20的小麥秸稈、麥糠等碾碎，和重量份為10的含水量為85％的城市生活用水處理出來的污泥充分混合；

b.將步驟a得到的混合物進行一次發(fā)酵，以高度為1.5米，寬度為1.5至3米，長度根據(jù)生產廠區(qū)實際情況設置來建立發(fā)酵堆，在溫度達到65℃時進行一次翻堆，共翻堆5次；并實時檢測物料的溫度和水份含量，發(fā)酵堆65℃以上保持150小時以上時間，終止一次發(fā)酵；

c.將步驟b得到的物料常溫攤放1.0天；

d.將步驟c得到的發(fā)酵物進行充分的粉碎，用無底錘式破碎機以每分鐘2000轉以上的轉速進行，然后進行二次發(fā)酵處理，發(fā)酵堆的堆建參考步驟b，在堆好的發(fā)酵堆的橫向和豎向分別打上若干通氣孔，橫向和豎向的通氣孔彼此交錯設置，靜置8天；期間不需要任何處理，僅進行常規(guī)的水份、溫度等指標檢測；發(fā)酵完成后水份含量為14.9％；

e.將步驟d中二次發(fā)酵后的發(fā)酵物作為調理劑與待處理污泥按重量比1:3混合，并重復步驟b～d。重復步驟b時因為是返料的發(fā)酵物作為調理劑，共翻堆3次即可達到水份的要求，終止一次發(fā)酵，進入到步驟c中；步驟b中二次發(fā)酵時間進行8天，終止發(fā)酵；

f.將步驟e再重復進行1次。

經過以上處理的污泥，終產物成份主要為污泥，但小麥秸稈、麥糠等的含量也占有比較大的比例，根據(jù)測定這一批次終產物的營養(yǎng)成分含量，可以應用到生物質燃料、營養(yǎng)土或者直接填埋。

實施例四:處理后污泥的各項指標：

上述實施例一、實施例二污泥處理后終產物達到有機肥料的標準，經檢測各項指標如下：

大腸肝菌﹤10^-2；

蛔蟲卵殺死率﹥95％；

有機質≥45％；

氮+磷+鉀≥5％；

PH值7.3；

含水率﹤15％。

實施例三因為小麥秸稈和麥糠含量高，返料處理次數(shù)少，所以有機質和氮+磷+鉀的含量都低于上述指標，但能達到其它三項指標，所以可以應用到生物質燃料、營養(yǎng)土或者直接填埋處理。

實施例五:污泥處理后制造的有機肥的應用

在2015年和2016年，分別用實施例一及實施例二方法制得的有機肥料在萊陽市周邊地區(qū)選擇不同土質情況的地塊種植玉米，并在相應地塊旁邊設置一組對照田，對照田為不添加肥料的地塊，同時用常規(guī)種植方法進行種植。種植期間，對玉米的株高、根系、生長等方面進行檢測，發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明肥料的地塊的玉米的生長狀況明顯好于對照組，最終的產量比對照組也有明顯增加，平均提高了12.7％。

并且通過對種植地塊的土壤情況進行檢測，發(fā)現(xiàn)施用本發(fā)明制造的有機肥后，土壤狀況也有明顯的改善，在有機質含量、土壤孔隙率等方面明顯增強。