城市污泥高效生物堆肥与农林业安全利用技术设备研制与示范可行性论证报告

城市污泥高效生物堆肥与农林业安全利用技术设备研制与示范可行性论证报告内容摘要：

主要起熟化、稳定作用，提高堆肥的质量。 发酵完毕将有机物进一步粉碎，调配氮、磷、钾有机质及 C/N，称量包装，检验出厂 一次发酵塔： 空气入口温度≤ 60℃ 发酵温度（ 5070）℃ 出料水分≤ 35% 大肠杆菌死亡率≥ 99% 发酵塔出口气体氧含量（ 1417） %（干基 ） 15 考虑 8 天的发酵时间； 二次发酵仓： 空气入口温度≤ 40℃ 发酵温度≤ 50℃ 出料水分≤ 25% 发酵塔出口气体氧含量（ 1417） %（干基） 考虑 20 天的发酵时间； 除臭装置采用生物除臭技术 Biologic 是百分之百天然的微生物营养剂，专门刺激微生物族群中兼性菌的增殖，并增进其活力，以加快对有机物分解速度，提高分解效率，使兼性菌成为微生物族群中的优势族群，抑制厌氧菌的生长，从根本上除消臭气的产生。 成果、知识产权及人才培养： 本项目中的各种 装置及设备，大多都是 承担单位 自行制造开发，可向专利部门申报一项发明专利三项实用新型专利和一项外观专利，并可在中国环保产业杂志及中国环境杂志发表相关论文 2 篇以上，并积极开展与广大大专高校展开合作，建立实习及人才培养基地。 项目拟采取的研究方法，项目技术路线 随着我国人口和经济的增长，城市 污水 处理事业迅速发展，城市 污水 处理厂排放的城市污泥数量迅速增多。 按照国家计委的有关规划，到 2020 年，我国的城市 污水 处理率将达到 40～ 50％，届时 污水 处理厂将达到近 2020 座。 而城市污泥的处理和处置一直是限制我国 污水 处理行业健康发展的薄弱环节。 由于我国至今仍缺乏经济有效的城市污泥处置和资源化利用技术，致使城市污泥处置问题成了 污水 处理厂的沉重负担，甚至导致严重的二次污染问题，以致于影响 污水 处理厂的正常运转。 16 城市污泥虽然含有大量有机质、植物养分，可以提供植物生长发育的有益养分。 但是，同时它也含有病原菌、寄生虫（卵），并且容易腐烂发臭；如果处理不当，则可能造成二次污染。 目前国外污泥处置方法有四类：填埋、焚烧、投海和土地利用。 前三种处理方法中，投海已被国际公约所禁止，其余两种方法由于 环境 压力和经济压力等原因也在减少，而污 泥的资源化利用则越来越受到重视。 但是，污泥作为肥料销售往往因运输成本太高和操作不便而很难形成市场。 对于重金属不超标的城市污泥，如果在稳定化和无害化处理的基础上，将其加工成有机肥或复合肥才具有稳定的产品市场。 承担单位 综合国内外处理污泥的各种现状，在现中国国情的考虑下，通过承担单位 在以前城市生活垃圾处理上的各种成功的经验积累，拟采取有机肥和有机复合肥的方法进行处理城市污泥。 利用城市污泥生产有机肥和有机无机复合肥的主要工艺流程如下： （ 1） 根据具体的堆 肥环境条件，将一定比例的调理剂 、粉碎后的树枝与木屑等 与城市污泥混匀； （ 2） 通过快速堆肥系统进行自动检测和控制，分别培养堆体的耐高温微生外加物料 混料系统 好氧发酵 除臭系统 供气系统 二次发酵 污泥制肥 营养物质 脱水污泥 回流物料 有机肥料 除尘 除尘 17 物，并使堆体在最短的时间内达到无害化所需的温度 (50℃ )，并维持国家标准规定所需时间 (8 天 )； （ 3） 将堆肥产品进行筛分，使调理剂与堆肥产品分离，筛分出来的调理剂经过处理后可以回用； （ 4） 筛分后的污泥堆肥 继续进行二次发酵； （ 5）二次发酵后的堆肥 可以制作有机肥或制备复合肥； （ 6） 按照用肥地点的土壤和作物情况，设计出最佳的专用复合肥配方； （ 7） 按照设计的专用肥配方，将 不同比例的原料进行配料，混合、造粒、过筛、包装，即可生产出合格的有机 无机复合肥产品。 通过本专题的技术研究，开发出适合我国国情的城市污泥高效低耗堆肥与复合肥生产成套技术。 这一技术可以为解决 污水 处理厂的污泥处置及出路问题提供一条经济可行的新途径，实现城市污泥的稳定化、无害化，使城市污泥变废为宝，不仅有利于农业生产、化肥工业和 环境 保护，更重要的是对我国 污水处理行业的健康、快速发展具有重要意义，因此具有较良好的 环境 效益、经济效益和社会效益。 项目预期研究成果应用前景分析 污泥处理处置方法有土地利用 （用于农林业）、填埋、焚烧和海洋弃置。 据美国环保署估计，美国 15300 个城市污水处理厂中 ,年产干固体污泥 769 万吨，45％的污泥用于农林业， 21%进行填埋，３０％用于投弃海洋。 焚烧法由于能耗高，所以只占 3％。 原西德年产干污泥约 200 万吨，农田利用占 32％，填埋占59％，焚烧占 8％。 日本 55% 的污泥进行焚烧， 35％的污泥进行填埋，约 9％的污泥进行农田利用。 污泥排海处置，由于对海洋越来越高的要求，许多国家已停止使用。 污泥焚烧以日本、德国，奥地利等国占比例高，一般大型污水厂污泥通过焚烧无害化，产生的热能可回收利 用，污泥减容减量化程度很高 ,但焚烧投资巨大，操作管理复杂，能耗和运行费均很高，近期内我国还不能全面推广 18 采用。 据报导，日本拟研究污泥焚烧后残渣溶铸成块石堆砌的处置方法。 总之，在大多数国家中，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用将是一个主要的发展方向。 我国是一个农业大国，用合格的城市污泥生产肥料是一条有效的资源化利用途径。 城市污泥中含有有益于植物生长的养分和大量的有机质，对改良和培肥土壤具有良好的效果。 目前我国化肥生产能力严重不足，每年要花费 250 多亿元进口大量化肥。 即便 如此，化肥的缺口仍高达 10%左右。 而且有机复合肥是国内外化肥工业和农业生产的发展方向。 如果用经过处理的污泥生产有机复合肥，则可以明显降低复合肥的生产成本，提高化肥生产能力。 因此，既可以使其转化为一种良好的资源，又可以解决其处置出路及二次污染问题，不仅有利于农业生产、化肥工业和环境保护，更重要的是对城市污水处理行业的快速、健康发展具有重大意义。 有机质是反应土壤肥力状况的主要指标，常用它作为评价土壤肥力的参考标准。 惠州市市土壤肥料站将土壤肥分分为三组，有机质小于 %为低肥力组，%为中肥力组， 大于 %为高肥力组。 惠州土壤有机质平均含量为 %，说明惠州市土壤有机质大多处于中低肥力水平。 1997 年监测的 43 块农田中 24块为中低肥力组，占取样总数的 56%。 高肥力组的 19 块农田有 13 块分布在惠州市郊区，也就是说惠州市远郊区县有 85%的农田有机质处于中低水平。 由于土壤有机质偏低，限制了远郊区农作物产量的进一步提高。 提高土壤有机质不仅可提高作物的产量，而且可改善农产品品质。 而提高土壤有机质只有增施有机肥。 近几年由于人粪尿大部随生活污水进入污水处理厂，再加上规模化大型猪 (牛 )场的出现使牲畜粪便回用困难，使农用有机肥源大幅度减少。 一年两熟耕作制的推广，不仅增加了土壤有机质的消耗，还使作物秸杆回收困难。 这一切都使土壤有机质含量逐年下降。 因此，寻求低廉、施用方便的有机肥是提高土壤肥力的主要措施。 惠州市现有 14 座污水处理厂日处理污水 万吨，如果都进行生化二级 19 处理，日排污泥量可达 吨，每天可生产污泥颗粒肥 (含水率 20%左右 )118吨，全年可生产污泥颗粒肥 43435 吨。 因此，污泥是农业生产正在寻求的、质高价廉的有机肥源，在广大郊区有广泛的应用前景。 如果每亩农田施用 200 公斤，则可供 万亩农田施用。 惠州 市共有农田 221 万亩，则每年有十分之一的农田可施用污泥颗粒肥。 如果按每公斤污泥颗粒肥增产水稻或小麦 公斤计，则每年可增产 万公斤。 从惠州市施肥情况来看，基肥和追肥各占该作物全生育期施肥总量的 45%与 55%。 有机复合肥不仅具有有机肥的性质，而且大部分养分以有效态存在，因此它不仅可做基肥在作物播前使用，也可用作追肥，在作物生长需肥的关键时施用。 如果用作追肥，按追肥占全年施肥总量的 55%计算，每亩用量 6080 公斤。 可一次或分两次施用。 由于有机复合 肥中氮、磷、钾之比为 1： ： ，并被加工成肥效不易流失分解的颗粒状，因此是一种养分齐全、搭配合理、肥效均衡持久的多元有机复合肥。 用它作追肥后可免施其它任何肥料。 因此，本项目所生产的污泥堆肥产品完全可以就在惠州市本地区销售完毕，并且具有广阔的前景和良好的经济效益。 项目 承担单位 承诺提供的支撑条件，其他所需增添的支撑条件和主要仪器设备 承担单位 提供的支撑条件： 承担单位 承担了 20202020 年度广东省惠州市科技计划项目“城市生活垃圾无害化综合处理技术研究”， 20202020 年度广东省科技计划 项目“研制开发综合处理与处置城市生活垃圾配套设备”，这两个项目的技术和设备在 湖南省永州市宁远县的垃圾处理工程项目中投入实际应用，运行效果良好，并通过了中国环境保护产业协会固体废物处理利用委员会组织的专家评审。 在本项目上，无论是技术还是设备， 承担单位 都具有雄厚是实力，并在本项目的研究上提供 20 以下技术及设备上的支撑： 传送带 专利号 一种破碎机 专利号 发酵塔 专利号 垃圾粉碎机 专利号 垃圾滚筒筛 专利号 城市生活垃圾处理装置的出料机构 专利号 城市生活垃圾综合处理装置 专利号 一种翻板式垃圾发酵装置 专利号 城市生活垃圾综合处理方法 专利号 所需增添的支撑条件和 主要仪器设备： (1)发酵设施：用于污泥的生物发酵（按每天 150 吨 ,8 天的发酵周期 ） （ 2）育林示范基地：采用分散、多品种的示范机制 ； （ 3）吸附塔：采用先进的生物吸附技术，摒除了传统吸附塔所造成的二次污染问题，能够进行循环使用，达到无有害气体排放；吸附能力为 12020 立方米 /小时； 五 、城市 污泥 处理 厂 设计说明 5. 1 依据 1996 年 4 月 1 日起施行的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》。 《 农用污泥污染物控制标准 》 GB428484 《城 市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指评》 CJ/T3059— 1996 《城镇污水处理厂污泥处置》 5. 2 原则 吸取国内相关厂家的生产经验和技术革新成果。 采取高效生物堆肥工艺，所有污泥全部进厂进行处理，不造成二次污染，产品为主要为有机肥。 公称能力为日处理城市污泥 150 吨。 5. 3 设计范围 本设计包括城市污泥处理装置，产品包装贮运，公用工程 (水、电、通气 )及上述装置的配电、电信、控制和分析。 对生活福利设施、机修、仪表检修、电信以及提供上述 装置的所需定员。 5. 4 因地制宜设计 本设计南方的气候特征为基础数据，如有不同数据，应根据当地数据予以核算。 各城市污水厂污泥的各项数据可能不同，有的甚至相差较大， 22 应根据当地情况核算。 稳定仓贮量一般考虑 3— 6 个月的细料量，可根据当时的销售形势予以调整。 5. 5 总图运输 考虑厂区内通道，污泥入场，产品售出，人流通道根据具体条 件予以调整。 污水的收集和输送采用密闭方式，不对外排污。 厂内天然雨水采用明沟收集排出厂外。 道路构造根据地质情 况确定。 5. 6 供电 本设计根据电负荷性质，采用。