脫水污泥深度加工方法 作者：柳建國(guó) 鄭州柳成行垃圾處理工程有限公司

作者：柳建國(guó)  鄭州柳成行垃圾處理工程有限公司

摘要：在脫水污泥加工中加入一定量的餐廚垃圾或禽畜糞便、作物秸稈等垃圾廢物一起炭化，或?qū)⑽勰嗌�物炭與一定比例的有機(jī)菌肥或化肥混合，從而稀釋、降低重金屬，使加工生產(chǎn)的混合生物炭或污泥生物炭基肥料中的重金屬含量符合現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可用于食用作物；采用環(huán)保燃料天然氣和/或自產(chǎn)甲烷有機(jī)氣體，以及污泥加熱干化和加熱炭化產(chǎn)生的有害廢氣全部單獨(dú)收集單獨(dú)利用，使脫水污泥加工全過程不排放任何污染物；生物炭生產(chǎn)線生產(chǎn)效率極高加工能力巨大，精準(zhǔn)調(diào)整炭化溫產(chǎn)品質(zhì)量準(zhǔn)確可靠。本方法超級(jí)環(huán)保、超級(jí)利潤(rùn)，將在治理污染、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、創(chuàng)造利潤(rùn)等方面作出積極貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：脫水污泥，深度加工，超級(jí)環(huán)保，超級(jí)利潤(rùn)。

1.技術(shù)背景  目前，全國(guó)市、縣累計(jì)建造生活污水處理廠5500多座，年產(chǎn)生含水率80%的脫水污泥5000多萬(wàn)噸，大部分脫水污泥沒有得到妥善處理，脫水污泥所造成的污染問題已引起了社會(huì)的關(guān)注。被政府和市場(chǎng)認(rèn)可的現(xiàn)有四種脫水污泥處理方法：A.厭氧消化處理：工藝復(fù)雜、處理周期長(zhǎng)需要15～20天，并且只能消化一半處理量，為后續(xù)處置增加了難度；B.好氧堆肥處理：臭氣污染環(huán)境選址困難，易受天氣影響，處理周期長(zhǎng)需要18～24天；C.干化和焚燒處理：工藝復(fù)雜、污染環(huán)境，已被部分城市和地區(qū)禁止；D.深度脫水石灰穩(wěn)定+填埋處理：嚴(yán)重污染環(huán)境，已被大部分城市和地區(qū)禁止。目前，脫水污泥處理方法環(huán)保安全一票否決，只有采用污泥厭氧消化處理項(xiàng)目政府才會(huì)批準(zhǔn)，臭氣處理較好的污泥好氧堆肥處理項(xiàng)目也會(huì)通過。《十三五》規(guī)劃中大力提倡脫水污泥資源化處理，污水處理廠迫切需求環(huán)保型、資源化、高速度的脫水污泥處理新方法。

脫水污泥深度加工方法，在脫水污泥加工中加入一定量的餐廚垃圾或禽畜糞便、作物秸稈等垃圾廢物一起炭化，或?qū)⑽勰嗌�物炭與一定比例的有機(jī)菌肥或化肥混合，從而稀釋、降低重金屬，使加工生產(chǎn)的混合生物炭或污泥生物炭基肥料中的重金屬含量符合現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可用于食用作物。采用環(huán)保燃料天然氣和/或自產(chǎn)甲烷有機(jī)氣體，以及污泥加熱干化和加熱炭化產(chǎn)生的有害廢氣全部單獨(dú)收集單獨(dú)利用，使脫水污泥加工全過程不排放任何污染物。生物炭生產(chǎn)線加工生產(chǎn)過程全自動(dòng)全封閉，實(shí)時(shí)監(jiān)控遙控操作，清潔生產(chǎn)防塵保護(hù)；生產(chǎn)線生產(chǎn)效率極高加工能力巨大，精準(zhǔn)調(diào)整炭化溫產(chǎn)品質(zhì)量準(zhǔn)確可靠；當(dāng)天產(chǎn)生的脫水污泥，當(dāng)天加工完畢。本方法超級(jí)環(huán)保、超級(jí)利潤(rùn)，不但脫水污泥加工中沒有任何污染，而且為社會(huì)和企業(yè)創(chuàng)造了巨大的財(cái)富。

2.加工設(shè)備

2.1.混合干化設(shè)備設(shè)施  包括螺桿式污泥泵、雙軸強(qiáng)力污泥攪拌機(jī)、環(huán)保型污泥干化機(jī)。 

2.2.生物炭全自動(dòng)全封閉生產(chǎn)線  本公司自行研發(fā)的脫水污泥加工設(shè)備，包括螺旋式進(jìn)料機(jī)、環(huán)保型污泥干化機(jī)、干化廢氣處理裝置、螺旋式進(jìn)出料機(jī)、環(huán)保型污泥炭化機(jī)、炭化廢氣處理裝置、水冷式出料機(jī)、生物油處理裝置、生物炭磨粉機(jī)、粉末收集器、螺旋式輸送機(jī)、自動(dòng)包裝機(jī)。

生產(chǎn)線配備有工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，各設(shè)備配置有溫度、燃?xì)饬髁�、燃�(xì)鈮毫�、包裝數(shù)量(生產(chǎn)量)的檢測(cè)傳感器和全部設(shè)備配置變頻調(diào)速電機(jī)的變頻調(diào)速器以及監(jiān)控探頭；各個(gè)傳感器、變頻調(diào)速器、監(jiān)控探頭輸出信號(hào)接入工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控主機(jī)，使生產(chǎn)線從原料到產(chǎn)品包裝加工過程成為全自動(dòng)生產(chǎn)線，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控遙控操作，精準(zhǔn)調(diào)整炭化溫。在原料、半成品、成品輸送過程和設(shè)備之間的連接全封閉，使生產(chǎn)線從原料到產(chǎn)品包裝加工過程全封閉，能夠清潔生產(chǎn)防塵保護(hù)。

2.3.肥料混合造粒生產(chǎn)線  包括雙軸強(qiáng)力攪拌機(jī)、帶式輸送機(jī)、喂料機(jī)、對(duì)輥式擠壓造粒機(jī)、滾筒式篩分機(jī)、拋圓機(jī)、自動(dòng)包裝機(jī)。

3.加工方法  在生活污水處理廠內(nèi)建造生物炭肥料廠，將脫水污泥就地加工成為肥料，也可收集周邊污水處理廠脫水污泥一起加工肥料。

3.1.混合干化  采用螺桿式污泥泵將含水率80%的脫水污泥從全封閉脫水污泥儲(chǔ)存池底部泵入雙軸強(qiáng)力污泥攪拌機(jī)中，用航吊將一定量的含水率20%干化污泥從干化污泥儲(chǔ)存池吊起、倒入污泥攪拌機(jī)中，脫水污泥和干化污泥充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠛�水�?5～50%成為半干化污泥，倒入半干化污泥儲(chǔ)存池。用航吊將半干化污泥從半干化污泥儲(chǔ)存池吊起、倒入環(huán)保型污泥干化機(jī)進(jìn)料機(jī)料斗中，進(jìn)料機(jī)定量將半干化污泥送入干化機(jī)中；干化機(jī)的回轉(zhuǎn)筒外部下面安裝有幾十個(gè)燃?xì)饷突鹑紵�器�?duì)回轉(zhuǎn)筒加熱，半干化污泥進(jìn)入干化機(jī)的回轉(zhuǎn)筒內(nèi)，回轉(zhuǎn)筒攜帶的熱量使半干化污泥升溫90～110度，在高溫下半干化污泥中的水分被蒸發(fā)；在風(fēng)機(jī)作用下較高溫度和較高水分的干化廢氣從干化機(jī)的廢氣出口抽出，進(jìn)入干化廢氣處理裝置，經(jīng)干化廢氣處理裝置冷卻降溫、脫硫和去除雜質(zhì)處理后，從新鼓入干化機(jī)中循環(huán)使用；回轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速5～7轉(zhuǎn)/分鐘，半干化污泥在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)不斷揚(yáng)起拋撒水分快速蒸發(fā)、干化慢慢流向出料口；出料口下方設(shè)有干化污泥儲(chǔ)存池，干化后的污泥自動(dòng)流入干化污泥儲(chǔ)存池。干化污泥含水率20%左右，一半干化污泥回流與脫水污泥混合，另一半干化污泥采用生物炭全自動(dòng)全封閉生產(chǎn)線加工成為污泥生物炭。

3.2.加熱干化  用航吊將含水率20%的干化污泥從原料儲(chǔ)存池吊起、倒入生物炭生產(chǎn)線的環(huán)保型污泥干化機(jī)的螺旋式進(jìn)料機(jī)料斗中，進(jìn)料機(jī)定量將干化污泥送入干化機(jī)中；干化機(jī)的回轉(zhuǎn)筒外部下面安裝有幾十個(gè)燃?xì)饷突鹑紵�器�?duì)回轉(zhuǎn)筒加熱，干化污泥進(jìn)入干化機(jī)的回轉(zhuǎn)筒內(nèi)，回轉(zhuǎn)筒攜帶的熱量使干化污泥升溫90～110度，在高溫下干化污泥中的水分被蒸發(fā)；在風(fēng)機(jī)作用下較高溫度和較高水分的干化廢氣從干化機(jī)的廢氣出口抽出，進(jìn)入干化廢氣處理裝置，經(jīng)干化廢氣處理裝置冷卻降溫、脫硫和去除雜質(zhì)處理后，從新鼓入干化機(jī)中循環(huán)使用；回轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速5～7轉(zhuǎn)/分鐘，干化污泥在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)不斷揚(yáng)起拋撒水分快速蒸發(fā)、進(jìn)一步干化，慢慢流向出料口；出料口下方設(shè)有螺旋式進(jìn)出料機(jī)將干化后的污泥送入環(huán)保型污泥炭化機(jī)中，進(jìn)一步干化后的污泥含水率5～8%。

3.3.加熱炭化  進(jìn)一步干化后的含水率5～8%污泥進(jìn)入環(huán)保型炭化機(jī)后，炭化機(jī)的回轉(zhuǎn)筒外部下面安裝有幾十個(gè)燃?xì)饷突鹑紵�器�?duì)回轉(zhuǎn)筒加熱，回轉(zhuǎn)筒攜帶的熱量使干化污泥升溫370～400度被炭化；加熱炭化產(chǎn)生的炭化廢氣從炭化機(jī)的出風(fēng)口抽出，進(jìn)入炭化廢氣處理裝置，炭化廢氣含有高濃度甲烷有機(jī)物，經(jīng)炭化廢氣處理裝置冷卻降溫、脫硫和去除雜質(zhì)后，獲得的有機(jī)甲烷氣體用做炭化機(jī)燃料；回轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速5～7轉(zhuǎn)/分鐘，干化污泥在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)不斷被加熱炭化成為污泥生物炭，慢慢流向出料口；出料口下方設(shè)有水冷式出料機(jī)將污泥生物炭送入生物炭磨粉機(jī)，磨粉機(jī)研磨后的污泥生物炭通過風(fēng)機(jī)、管道進(jìn)入粉末收集器，收集器出料口通過螺旋式輸送機(jī)將污泥生物炭送入自動(dòng)包裝機(jī)進(jìn)料斗中，包裝機(jī)自動(dòng)裝袋、稱重、封口，包裝后的污泥生物炭運(yùn)送到倉(cāng)庫(kù)待售或深度加工。處理炭化廢氣生成的生物油從炭化廢氣處理裝置底部抽出泵入生物油處理裝置，經(jīng)加熱處理分離出生物焦油和木醋液，將生物焦油和木醋液分別裝桶待售。  

3.4.深度加工  單獨(dú)利用脫水污泥加工的污泥生物炭重金屬含量超標(biāo)，只能用于改良土壤，市場(chǎng)價(jià)格很低。如果深度加工在脫水污泥加工中加入一定量的餐廚垃圾或作物秸稈等垃圾廢物一起炭化，或?qū)⑽勰嗌�物炭與一定比例的有機(jī)菌肥或化肥混合，從而稀釋、降低重金屬，使加工生產(chǎn)的混合生物炭或污泥生物炭基肥料中的重金屬含量符合現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可用于食用作物，這樣污泥生物炭的價(jià)格就會(huì)增加幾倍。深度加工生產(chǎn)生物炭基肥料，采用肥料混合造粒生產(chǎn)線。  

4.應(yīng)用前景  生物炭是以生物污泥或/和餐廚垃圾、禽畜糞便、作物秸稈、農(nóng)林廢物、風(fēng)化煤等生物質(zhì)做原料，在絕氧條件下、炭化（熱解）溫度200～700⁰C得到的穩(wěn)定的固體富碳產(chǎn)物。根據(jù)原料炭化溫度的不同生物炭應(yīng)用包括：作物肥料、修復(fù)污染土壤、改良土壤、處理工業(yè)廢水、雞飼料添加劑等。生物炭是二十一世紀(jì)科學(xué)研究的熱點(diǎn)，獨(dú)特新奇的性能被業(yè)內(nèi)專家學(xué)者譽(yù)為“黑色黃金”。生物炭肥料是一種新型肥料，在提高農(nóng)業(yè)土壤有效水含量、減少肥料流失、改善土壤微生物系統(tǒng)、緩解土壤酸化、降低土壤中重金屬的生物有效性和提高農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)方面起到重要作用。生物炭與有機(jī)菌肥或化肥混合加工生物炭基肥料，雙方混合不但充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)，而且還彌補(bǔ)了雙方不足；有機(jī)菌肥或化肥肥力較大但肥料利用率較低，生物炭肥力較小主要作用是細(xì)微孔隙結(jié)構(gòu)；細(xì)微孔隙結(jié)構(gòu)可以吸附有機(jī)菌肥或化肥的養(yǎng)分慢慢釋放，減少了養(yǎng)分淋失提高了肥料利用率；有機(jī)菌肥或化肥補(bǔ)充了生物炭的養(yǎng)分，提高了生物炭的肥力。目前，生物炭和生物炭基肥料市場(chǎng)供給極少，售價(jià)高的離譜，加工生產(chǎn)獲利巨大。

生活污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥是加工生物炭的免費(fèi)原料，一條生物炭生產(chǎn)線加工能力100噸/天干物質(zhì)，折合脫水污泥500噸/天。目前，全國(guó)能夠達(dá)到產(chǎn)生脫水污泥500噸/天的污水處理廠較少，可根據(jù)當(dāng)?shù)刭Y源添加垃圾或廢物，加工生產(chǎn)市場(chǎng)急需的生物炭肥料。如果單獨(dú)加工脫水污泥，銷售污泥生物炭收入和脫水污泥處理費(fèi)收入減去生產(chǎn)成本，最低獲得毛利潤(rùn)12.15萬(wàn)元/天；如果加入其它垃圾或廢物生產(chǎn)混合生物炭或者生產(chǎn)生物炭基肥料，獲得毛利潤(rùn)能夠增加一倍；生物炭基菌肥預(yù)計(jì)售價(jià)比市場(chǎng)價(jià)降低了1.5～2倍，盈利還有很大空間。脫水污泥加工工程投資費(fèi)用是現(xiàn)有脫水污泥處理工程投資費(fèi)用的20～30%；加工工程和加工設(shè)備簡(jiǎn)單，建設(shè)周期較短。脫水污泥深度加工方法應(yīng)用前景廣闊，將在治理污染、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、創(chuàng)造利潤(rùn)等方面作出積極貢獻(xiàn)。