污泥堆肥处理生产有机肥关键技术及成套设备的应用

生活污泥好氧堆肥技术方案总目录前言 21.SACT技术背景 32.技术比选 43. SACT工艺流程及工艺特点 64.实施方案105.投资与经济分析11前言污水处理伴生的脱水污泥对于环境的威胁由来已久,随着污水处理率提高,污泥产量增加而逐渐成为必需解决的问题｡2007-2009年建设部陆续组织制定颁布实施了:《 CJ248-2007 城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》､《 CJ/T 291-2008 城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》､《 CJ/T 309-2009 城镇污水处理厂污泥处置农用标准》等8项污泥处置标准｡2009年2月,环境部､建设部､科技部联合发布《城市污水处理厂污泥处理处置技术政策》;《城市污水处理厂污泥处理处置最佳可行技术导则》､《城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范》以及污泥总量控制政策也已在酝酿中｡随着政策标准的逐步完善,污泥处置将步入快车道｡保定市污水处理厂规划脱水污泥处理设施规模300t/d,污泥堆肥工艺路线作为污泥资源化处理的备选主导路线｡本项目建议书本着先进性与可靠性并举的原则,以SACT-HCC污泥堆肥工艺和SACT-F5.110污泥翻堆机为核心,提出了技术解决方案,并进行项目初步经济分析,为项目立项提供参考依据｡1.SACT技术背景1956年1980年1986年1995年1997年2001年2002年2006年2007年2008年2009年机械科学研究总院成立｡机械科学研究院组建我国最早的环保科研机构——机械科学研究院环保技术与装备研究所｡机械院环保所在国家攻关计划支持下开始从事污水处理厂污泥处理技术研究｡中国第一台污泥堆肥翻堆机研制成功｡中国第一座市政污泥堆肥项目——唐山西郊污水厂污泥堆肥项目投入使用,SACT工艺初步形成｡中国第一座市政污泥热干化项目——秦皇岛东部区污水处理厂污泥热干化项目投入使用｡中国运行规模最大的污泥堆肥项目——北京大兴污泥消纳厂投入运行,目前设计处理规模520t/d｡SACT技术获北京市科学技术二等奖｡中国第一座工业污泥堆肥项目——天津石化供排水厂污泥堆肥项目投入运行｡SACT技术获中国机械工业科技进步三等奖｡唐山西郊污水二厂污泥堆肥项目投入使用,自动化与除臭系统的完备标志SACT工艺系统走向成熟｡中国单期建设规模最大的市政污泥堆肥项目——洛阳廛东污水厂228t/d污泥堆肥项目投入运行｡SACT技术获首届中央企业青年创新奖｡机科发展公司承担国家环保部《污水处理厂污泥处置最佳可行技术导则》(第四､七章污泥堆肥部分)编制工作｡中国第一台大型国产污泥翻堆机F5.110完成全部设计研制工作｡机科发展公司承担《环境保护设备产品分类》《环境保护设备术语》等两部国家标准相关内容起草编制工作,以及《链条式翻堆机》《滚筒式翻堆机》《污泥堆肥翻堆曝气发酵仓》等三部行业标准起草编制工作｡2.技术比选2.1污泥处置技术比较选择污泥处置技术已经实现工业化应用的有:热干化､焚烧､电厂混烧､碱(石灰)稳定､堆肥｡下表就上述几种技术结合示范工程运行情况,对各自优点､存在问题､投资､运行成本､成品出路进行横向分析比较:通过比较可以看出污泥堆肥技术作为投资､运行成本最低,成熟可靠的技术,是最适合中国国情的污泥处置技术｡2.2污泥堆肥技术比较选择污泥堆肥技术在市政行业应用主要分为以SACT工艺为代表的动态堆肥仓工艺和静态堆肥仓工艺两个流派,下表针对各自技术经济特征进行比较:通过比较可以看出,动态仓从技术先进性和经济性上占优,但需要实施者具备较强的机械设计能力和系统集成能力｡3.SACT工艺流程及工艺特点制约污泥堆肥技术工业化应用的主要瓶颈问题包括占地面积问题､臭气外排造成二次污染问题和操作员工职业健康安全问题｡SACT工艺在经济可靠的前提下,很好地解决了上述问题｡SACT工艺流程如下:SACT系统七个特点:节省占地､免干物料､模块化､无人操作､高效除臭､节省投资､节省成本｡具体体现在以下方面:(1)堆肥发酵仓模块化,方便远期扩建｡(2)堆肥模块物料深度最大可达2.2m:节省占地｡(3)堆肥模块之间可以实现翻堆机水平垂直二维转仓:成倍节省占地面积(本项目考虑水平转仓)｡(4)堆肥模块内部容积效率高达45%;每个模块自由空间容积仅675m3(传统工艺相同处理能力系统自由空间容积约2000m3);除臭换气量较传统工艺减少60%以上:高效除臭,节省成本｡ (5)隧道式发酵仓替代臭气收集管道,且效率提高:节省投资｡(6)针对主要臭气源NH3､H2S ､VOC,终端除臭有针对性分段考虑:高效除臭｡终端除臭系统除臭原理示意图(7)系统集成与优化改进相结合,使操作员工与污泥彻底隔离:无人操循环水作｡注意:物料粘性和含水率不同,对于输送储存设备设施提出苛刻要求,需要大量非标机械设计辅助完成｡(8)免干物料,且节省成本｡原因如下:●秸杆等干物料来源和价格不稳定;●秸杆等干物料储运占地面积很大,切存在火灾隐患;●秸杆等干物料中C元素多以纤维素等大分子形式存在,调节C/N效果有限;●市政污泥C/N比一般较低,不妨碍好氧发酵过程的展开,多余的N将以NH4+或者NH3形式存在;●动态发酵翻堆次数多,通过机械作用改善物料孔隙结构｡4. 实施方案4.1处理量与处理标准●处理量300t/d(含水率80%),实验系统共24个仓｡●出料含水率小于40%4.2工艺流程说明300t/d脱水污泥经过与180t/d熟料混和达到不超过65%含水率,由装载机送入发酵仓中,经过14天翻堆机翻倒和仓底曝气系统曝气,使得物料充分发酵,含水率降低到40%以下｡熟料在仓尾部由装载机出仓｡部分熟料与脱水污泥混和进入下一周期,每天54t左右含水率40%以下的熟料作为成品输出,作为制肥原料｡4.3.方案设计4.3.1总平面布置本项目占地面积约为5000m2｡4.3.2工艺设计好氧堆肥车间按照1个好氧发酵模块设置(预留追加模块接口和布料机､出料系统安装空间)｡好氧发酵过程停留14天,曝气系统分段曝(吸)气｡发酵仓单体有效宽5米,有效长42米,物料有效深度2米｡采用F5翻堆机每天将仓内物料翻抛1次,整体前移动3米,仓内堆肥物料被翻抛､打散,与氧气充分接触,保证好氧堆肥所需要的氧气量,提高充氧率,提高分解率｡在好氧发酵车间两端设置进料区和出料区,由装载机负责进出料｡工艺参数:系统处理量:300t/d(含水率80%)物料进仓量:480t/d(含水率65%)物料出仓量:81t/d(含水率40%)发酵仓模块平面尺寸:45m*5m(含进出料区)发酵仓物料有效深度:2m4.3.3土建设计发酵仓墙体采用钢筋混凝土结构,混料区车间采用轻钢结构,地板采用素砼结构形式,屋面采用轻钢屋面板+FRP采光板｡4.3.4电控设计总装机功率约为1400kW｡控制采用现场独立PLC控制柜控制｡5.投资与经济分析5.1投资估算工程投资估算表注:以上未包含第二部分其它费用和含制肥生产系统费用｡5.2经济分析5.2.1运行成本分析计算运行成本,基本数据如下:5.2.1.1污泥处理耗电能､水､车辆用油计算（1）总装机功率约1400KW,电费为0.7元/KW｡每日耗电费为1400KW×0.7元/KW×8h /d=7840元/ d电耗费用｡核算处理1吨脱水污泥电能成本为26.13元｡(2)水费本工艺生产中基本不需要水,只需要生活用水,每天估计需要用水3吨,每吨水估价4元,合计处理1吨脱水污泥用水成本约为0.04元｡(3)车辆用油估算每天车辆用油为150升,估价为每天需要750元,合计处理1吨脱水污泥车辆用油成本为2.50元｡5.21.2污泥处理人员费用计算需要15人操作生产,每人估计工资､福利等人均每人每天50元,合计处理1吨脱水污泥人员费用为2.50元｡5.21.2管理费用计算按照上述费用的10%计算,约合处理1吨污泥管理费用3.10元｡5.2.1.3运行成本分析总计(每日处理300吨脱水污泥计算)总计处理1吨脱水污泥(含水80%)运行费用为34.27｡(不含折旧) 5.2.2效益分析营养土可以直接作为土壤改良剂用于园林绿化､土壤改良,符合国家标准可以作为基肥使用,也可以替代垃圾填埋场覆盖土或者作为辅助燃料｡该项目通过改善投资环境,避免或减轻因污泥二次污染对工农业生产和人民健康造成的损失等所产生的经济效益尚无法作出全部的定量计算,但定性地讲,其间接经济效益是巨大的｡对污水处理厂来说,建设污泥堆肥工程,即可以节省污泥外运的人工费､运输费､占地费和排污费,又可以在符合标准的前提下赢利创收｡。

城市污水处理厂污泥制备盐碱地改良专用有机肥与施用方法一、技术原理盐碱土地是盐土和碱土的总称。

盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，土壤呈碱性，但pH值不一定很高。

碱土是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤，pH值较高，土壤呈碱性。

盐碱土的有机质含量少，土壤肥力低，理化性状差，对作物有害的阴、阳离子多，作物不易促苗生长。

针对盐碱地低温、土瘦、结构差的特点，传统的办法对盐碱地改良和利用过程会遇到很多困难。

采取的开沟降水排盐，淡水灌注压盐，设置淋层防渗隔盐等多种方法进行的排盐降碱改良，不能有效的达到土壤脱盐和防止“返盐”目的。

增施有机肥是盐碱地改良持久有效的措施。

增加土壤有机质，提高土壤保水、保肥能力，多施有机肥可使土壤变得疏松，孔隙度大，表面温度高，土壤水分、物理性能和结构能得到改善。

此外有机肥产生的有机酸，既能中和游离的碱，置换土壤复合体上的交换钠，又可溶解土壤中含有的碳酸钙，使钙离子和钠离子相互作用而置换出交换性钠离子，有机质含量越高，抑制水盐运动的作用就越强。

大量施用有机肥可对土壤中的有害阴、阳离子起缓冲作用，有利于发根、促苗。

有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，能提高土壤的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性。

腐殖酸钠还能刺激作物生长，增强抗盐能力。

腐殖质也可以促进团粒结构形成，从而使孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。

有机质在分解过程中产生大量有机酸，一方面可以中和土壤碱性，另一方面可加速养分分解，促进迟效养分转化，提高磷的有效性。

因此，增施有机肥料是改良盐碱地，提高土壤肥力的重要措施。

二、盐碱地改良专用有机肥制备材料与性能盐碱地改良专用有机肥，是利用城市污水处理厂污泥与农林秸秆（如玉米秸秆、麦秆、稻草、树枝、树叶、杂草）和畜禽粪便（如牛羊粪便）等一般废弃物，在通过添加调理剂、重金属钝化剂和改良材料与中微量元素，进行无害化的有效处理与利用制作而成。

制备的改良专用有机肥，其有机肥的功效不同于普通有机肥，排盐降碱针对性非常强，即减少环境污染，又有利于环境保护。

以城市生活污泥为原料生产有机肥项目建议书一概述城市生活污水排放中所含污泥占污水量的0.7%左右。

在城市生活污水排放量日益增加的现实状况下，使用城市生活污泥生产生物有机肥，是迄今为止世界范围内处理和利用城市生活污泥的最佳选择，对于化害为利、保护环境、减少能源都有重要的意义。

1.1 污泥的基本属性污泥作为污水处理厂在净化污水过程中产生的废弃物，含有丰富的有机质和矿物质，它既可提供植物生长所需要的养分、又可改良土壤。

但城市生活污泥含有重金属、有机污染物、病原菌、寄生虫等，因而污泥在农业上适用时，既要充分利用其营养成分，又要保护农业环境不受污染。

污泥因其来源和处理工艺不同，营养成分含量差异很大。

具有关资料报道，城市生活污泥以烘干样计平均含量：氮为4.17%、磷1.20%、钾0.45%；有机质含量60—80%，总灰分20—40%。

污泥中含有大量的有机质和植物必需的营养元素，利用污泥作肥料，即可以促进土壤团粒结构形成，加速土壤熟化，又能保水、保肥、提高土壤温度，利于作物生长发育，因而它是优质的土壤改良剂。

但必须注意，在城市生活污泥中富集着重金属、有机污染物、寄生虫卵和致病菌等有害物质，如处理不当必然会造成环境的二次污染。

因此污泥在农业利用时，必须防止其对农畜产品、地下水和农业环境的污染危害。

此外，污泥中含有化学品絮凝剂，对制肥和肥效都构成影响。

沃特威公司供应的专用发酵剂，可以对超标一定范围以内的重金属降解至达标。

对重金属含量超标较重的污泥，需要采取钝化的措施。

2.2 农用污泥标准①、农用污泥注意的问题：在施用前必须摸清污泥肥和当地土壤的有害物质含量，严格控制，低于“标准”才能使用。

此外，污泥每年的施用量必须考虑各种营养元素的平衡和作物的需肥特点，禁止超量施用。

污泥农用时，要考虑施用地pH、质地和有机质含量，较理想的土壤为中等质地土壤，pH大于6.5，有机质含量为3—7%。

多年连续使用污泥，会造成土壤中有害物质积累，必须进行总量控制，每年施入土壤中的有害物质，受总控制量的限定：Q＝（C土－C本）×W÷（C泥×t）Q ---每年可施用污泥肥量（kg）C土---土壤允许有害物最高浓度（mg/kg）C本---土壤中某种有害物含量（mg/kg）W ---耕层土壤重（kg/亩）C泥---污泥有害物质控制标准值（mg/kg）t ---污泥安全施用年限（年）②、农用污泥污染物的控制标准。

畜禽养殖废弃物资源化利用技术畜禽养殖在为人类提供丰富的肉、蛋、奶等产品的也产生了大量的废弃物，如粪便、污水等。

如果这些废弃物处理不当，不仅会对环境造成严重污染，还会浪费资源。

畜禽养殖废弃物资源化利用技术的出现，为解决这些问题提供了有效途径。

一、畜禽粪便的资源化利用技术（一）堆肥技术堆肥是一种古老而有效的畜禽粪便处理方法。

通过将畜禽粪便与适量的秸秆、木屑等调理剂混合，调节合适的碳氮比、湿度和通气条件，在微生物的作用下，粪便中的有机物逐渐分解转化为稳定的腐殖质。

堆肥过程中，要注意翻堆操作，以保证物料充分通气。

堆肥后的产物可以作为优质的有机肥料用于农业生产。

它能改善土壤结构，增加土壤肥力，提高作物产量和品质。

例如，在一些果园中，施用畜禽粪便堆肥后，果实的甜度和色泽都有明显提升。

（二）沼气发酵技术沼气发酵是将畜禽粪便放入沼气池中，在厌氧条件下，微生物分解粪便中的有机物产生沼气。

沼气的主要成分是甲烷，可以作为清洁能源用于炊事、照明等。

发酵后的沼渣和沼液也是很好的肥料。

沼渣含有丰富的有机质和养分，可以直接施用于农田。

沼液除了含有氮、磷、钾等大量元素外，还含有多种微量元素和生物活性物质，可用于叶面喷施或灌溉施肥。

这种技术在一些农村地区得到了广泛应用，既解决了畜禽粪便污染问题，又为农户提供了清洁能源和肥料。

（三）饲料化技术部分畜禽粪便经过适当处理后可以转化为饲料。

例如，鸡粪中含有未被完全消化吸收的蛋白质、矿物质等营养成分。

通过干燥、发酵等处理方法，可以将鸡粪制成鸡粪饲料。

这种饲料可以用于反刍动物的饲养，但是在饲料化过程中，必须严格控制处理工艺，确保饲料的安全性和卫生性，避免其中的有害物质对动物健康造成影响。

二、畜禽污水的资源化利用技术（一）好氧生物处理技术好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物分解污水中的有机物。

常见的有活性污泥法和生物膜法。

活性污泥法是通过向污水中通入空气，使活性污泥中的微生物与污水充分接触，分解有机物。