城市污水污泥生产有机复合肥示范工程 当前位置:首页污泥处理处置技术与设备
 

    目前国家政策大力支持建设城市污水处理设施,以保护水环境防止水污染,促进国民经济和环境保护可持续发展。城市污水污染问题会得到逐步缓解,而城市污水污泥处理和处置是国内一直没有很好解决的,污泥处理、处置不当会引起严重的二次污染,因而污泥的处理和处置是城市水污染治理必须要解决的问题。

    污泥是一种有效的生物资源,含有促进农作物生长的氮、磷、钾等营养物质,含量高达50%以上的有机质是良好的土壤改良剂。但是若不对污泥进行任何处理,直接做为普通有机肥,则不能完全满足作物生长的要求,还可能造成其它方面的污染。同时,污水处理过程中产生的剩余污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵与病原微生物等特点。如不加以妥善处理,任意排放,将会造成二次污染。据统计,我国城市污水处理厂每年排放干污泥约20万t,并以每年20%的速度递增。北京市已建和拟建的污水处理厂处理能力将达到262万t/d,同时产出污泥约为2500m3/d(含水率为80%)。应该统筹规划,采用先进技术无害化处理后做为肥料。这样不但可以节省大量的污泥终端处置费用,更可以为肥力低下的北京地区农田增添有机质,提高肥力促进农业生产发展,实现农业生态环境的良性循环。大量未经处理的污泥没有正常出路,许多城市仍采取购地露天堆放的方法,造成城市周围垃圾成山、蚊蝇孽生、环境污染的状况。

    本次研究建成了一条年产3000吨的有机复合肥生产线。解决了制肥工艺中关键问题污泥的预处理,即污泥的水分调整和无害化处理。采用自行研制的高效滚筒污泥堆肥设备进行动态快速发酵,污泥在堆肥设备中的停留时间为5天,在良好运行条件下,堆温可以在60℃以上保持3天,有效地杀灭了病原微生物和蛔虫卵。通过机械翻堆和鼓风又高效地去除水分,使出料达到了后续制肥工艺的要求。在对污泥进行无害化处理的同时又降低了其含水率,是一种高效的污泥堆肥装置。

    本研究根据污泥产量的不同,应用土壤条件的不同,试制了几个配方的有机复合肥和污泥颗粒肥。经过冬小麦的农田试验和油菜及玉米的生长期盆栽试验,掌握了各种配方肥料的增产效果。其中有机复合肥的增产效果显著超过了优质化肥(磷酸二铵)和商品复合肥,是一种营养齐全配比合理、肥效持久的多元肥料。污泥颗粒肥的增产效果也较为明显,长期的农田定位试验研究表明,富含有机质的污泥肥在对当茬作物有增产效果的同时,对二茬、三茬作物依然发挥着促产效果。

    本研究针对不同规模的污水处理厂产出污泥量的不同,设计了污泥制肥的两类模式。小规模(污水处理量小于10万吨/天)污水厂其污泥产量较小。可以根据本研究确定的污泥投加量10~15%复配化肥成为符合国家复合肥产品质量标准的有机复合肥;大规模(处理量大于10万吨/天)污水厂由于污泥产量过大。为了大量消纳污泥,则可以在经过无害化处理后直接制成污泥颗粒肥。无论是有机复合肥或污泥颗粒肥,由于其中有机质的加入,不但有助提高农作物产量,而且还会对改善土壤结构、提高土壤肥力有很好的作用。

    该研究以城市污水污泥的处理和处置为目的,以实现农业利用为最终目标,解决北京市和我国城市污水处理厂的污泥问题,提出以污泥动态发酵器为核心的污泥制复合肥新工艺,建立了国内第一条生产性复合肥装置,生产装置运行两年来设备稳定可靠、经济效益明显。污泥动态发酵器的研制和污泥颗粒肥的研制等方面的研究,达到国际先进水平。本示范工程的建成,对解决城市污水污泥的最终处置问题有积极的作物,并起到了示范作用。高碑店污水厂大兴污泥转运站和方庄污水厂大兴转运站都在设计中考虑了污泥制作有机肥的可能性,并预留场地。在设计中采用研制的高效滚筒污泥堆肥设备和处理工艺。工程正在建设之中,其中高碑店污水厂大兴污泥转运站预算建设投资2800万元,现在己完成了1000万元的工程量,完成了配电站、锅炉房、综合业务用房、污泥晾晒场等的建设。方庄污水厂大兴污泥转运站也己建成了配电站、锅炉房、综合业务楼、堆置棚、污泥干化场等设施。

    近年来,北京市污水处理事业发展迅速。陆续兴建了一系列的城市污水处理厂,如北小河、密云、方庄和高碑店污水处理厂。在今后的几年里将续兴建高碑店二期工程,清河、郑王坟、酒仙桥、怀柔和大兴等一系列的城市污水处理厂。其中高碑店污泥处理厂一期工程为日污水处理50万吨/日,并建有污泥消化系统,是目前国内最大的污水处理厂,二期工程建成后日处理污水100万吨,为亚洲最大的污水处理厂。大兴污泥转运站在设计时己考虑并预留了场地供建造污泥制肥厂。这一成果应用在该站将有很大的经济效益性,示范性。而对于一些小型的无消化池的污水处理厂,采用污泥直接处理也是解决这一类污水处理厂的可行的方法。

    本研究开发的污泥动态发酵器很好地解决了传统堆肥方式堆肥时间长、占地面积大、污泥发酵不完全等缺点。与一般机械堆放装置相比也具有占地面积小、操作灵活、能耗低等优势。适合于城市污水厂污泥的无害化处埋。具有良好的推广应用前景。

    污泥无害化处理后复配制成有机复合肥的污泥处置新工艺既有效地解决了弃置污泥的最终处置问题,又可以为农业生产提供优质的有机肥源。是一项有广泛推广价值的综合利用技术。

    本研究根据污泥产量的不同,应用土壤条件的不同,试制了几个配方的有机复合肥和污泥颗粒肥。经过冬小麦的农田试验和油菜及玉米的生长期盆栽试验,掌握了各种配方肥料的增产效果。其中有机复合肥A的增产效果显著超过了优质化肥(磷酸二铵)和商品复合肥,是一种营养齐全配比合理、肥效持久的多元肥料。污泥颗粒肥的增产效果也较为明显,长期的农田定位试验研究表明,富含有机质的污泥肥在对当茬作物有增产效果的同时,对二茬、三茬作物依然发挥着促产效果。

    污泥有机复合肥生产工艺流程图
    污泥――晾晒――混合――堆肥发酵――复配――粉碎――造粒――干燥――筛分――包装――成品

    污泥高温堆肥技术本世纪初就在欧洲研究成功,我国于六十年开始进行污泥的好氧发酵技术研究工作。机械化堆肥技术则是近年来发展的结果,堆肥过程的机械化涉及到堆肥装置、搅拌、通风等多种固素的影响,研制开发高效,节能的机械堆肥装置仍然是关键问题。

    本项目研究开发的污泥动态发酵器在传统滚筒式发酵器的基础上加以改进,并对内部结构和转动、通风方式做了完善,摸索出最佳的工艺条件,使得污泥动态发酵器可以高效地实现污泥的无害化处理,并同时脱除水分,能耗仅为通常好氧堆肥设备的1/10。

    本研究针对不同规模的污水厂污泥产量,设计了污泥农业利用的两类模式;小型污水厂污泥经无害化处理后复配制成有机复合肥;大型污水厂污泥经无害化处理后制成颗粒污泥肥。为污水厂污泥的最终处置提出了切实可行的实施方案。这是过去同类研究所不曾提出过的。农业生产迫切需要大量的有机肥,本项研究提出的污泥农业利用模式较好地解决污泥污染与有机肥缺乏的矛盾,有利于生态农业的建设和发展。

    该项目获得了有关专家的好评:

    1、该研究以城市污水污泥的处理和处置为目的,以实现最终农业利用为目标,解决北京市和全国城市污水处理厂的污泥问题,选题正确,开展研究是十分迫切和必要的。

    2、该研究在承担单位“六•五”和“八•五”科技攻关和国内同行业研究的基础上,设计、研制了城市污泥动态发酵器,该装置效率高。能耗低,便于操作管理。具有独创性。

   3、提出的以城市污泥动态发酵器为核心的污泥制复合肥新工艺路线,并以此建立了国内第一条生产性复合肥装置。设备稳定可靠,社会效益。环境效益和经济效益明显。示范工程成果适用于城市污水污泥的综合利用。

    4、城市污泥有机复合肥和颗粒复合肥配方合理,肥效良好,增产效果明显。

    5、污泥动态发酵器的研制和污泥颗粒肥的研制工艺等方面的研究,达到国际先进水平。

    6、建议在本项研究的基础上,继续实现动态发酵装置的标准化、系列化,为成果转化和产业化发展打下良好基础。同时,应对污泥有机复合肥的实际使用效果进行跟踪调查。