利用城市污水厂污泥生产有机复合肥的探讨

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摘要：本文通过城市污水厂污泥处置面临的难题，介绍了龙岩市污水处理厂利用产生的污泥生产有机复合肥的工艺过程，对利用城市污水厂污泥生产有机复合肥的可行性、环境效益进行了探讨。

关键词：污水厂污泥；处置；有机复合肥；工艺控制；应用

1、城市污泥处置的重要性

城市污泥是城市污水处理厂在水处理过程产生的沉淀物质，通常占污水总量的0.5~1%，其成分复杂，既含有大量的微生物、有机质及丰富的氮、磷、钾等营养物质，同时又具有含水量高、易腐烂、有恶臭等特点，部分污水处理厂的污泥还有超标重金属、病原微生物等，如处理不善将会造成严重的二次污染。如何安全利用污泥成为世界各国关注的重点课题之一。

据资料显示，2005年，我国城市污水处理率已达到50%，到2010年达到60%、重点城市达70%，污泥产量不断增多。长期以来，受我国污水处理界“重水轻泥”倾向的影响，污泥的卫生化、无害化处理处置问题一直未得到重视与解决，目前我国的污泥绝大部分是被弃置或填埋，而这样处理后的污泥均未达到有关环保排放标准，同时又需占用大量土地，还造成严重的二次污染和新的环境问题。随着环保力度的加大和我国污水处理规模不断扩大，污泥处置问题日益突出。

2、龙岩市污水处理厂污泥处置现状

龙岩市污水处理厂是1999年建成投入运行，该厂采用国际上较先进的前置厌氧―好氧（A/O）工艺，设计规模为日处理污水10万吨，目前实际日处理污水已达满负荷。在水处理过程中将产生剩余污泥，目前每天产生大约45吨的污泥。在过去的几年中污泥处置方法是将污泥经脱水机脱水后运往日处理规模100吨的城市垃圾填埋场土地填埋。近几年随着城市生活垃圾量的增多，同时伴随污水处理率提高城市污泥的产生量也在逐年增加，龙岩市城市垃圾填埋场将无法接纳城市污泥，污水处理厂剩余污泥都被周边几个有机肥料厂全部利用生产有机复合肥，实现了污泥零污染和零排放。

3、利用城市污泥生产有机复合肥的可行性

常见的污泥处置方法有土地填埋、焚烧和农田利用。

土地填埋：土地填埋始于上个世纪60年代，是一项比较成熟的污泥处置技术。只要将城市污泥经过简单的灭菌处理，直接倾倒于填埋场。它对前期的污泥处理技术要求较低，一般进行消化减容即可。但该方法需要大面积的场地和大量的运输费用，若地基防渗处理不当容易污染地下水，造成二次污染，因此近年来污泥填埋处置所占比例越来越少。

焚烧：焚烧是最彻底的处理方法，主要可分为两大类：一类将脱水污泥直接用于焚烧炉焚烧；另一类是脱水污泥先干化再焚烧。污泥焚烧要求污泥有较高热值，因此污泥一般不进行消化处理。焚烧最大优点是可以迅速和较大程度地使污泥减容，并且在恶劣的天气条件下不需存储设备，能够满足越来越严格的环境要求和充分地处理不适宜资源化利用的部分污泥。但焚烧所需的基建投资和运行费用较高，并且焚烧会产生一定的烟尘。

农田利用：根据传统农业的经验，污泥可以施用在土地上来改善土壤的土质，以促进农作物的增长。另外，施用污泥可以减少化肥和农药的使用量，因而减少环境污染。这种利用和处置方式致使污泥最终剩余物问题得到真正解决，因为其中的有机物重新进入自然环境。同时污泥中也含有大量病原菌、寄生虫以及铬、汞等重金属和多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质。污泥要做农田利用，必须进行无毒无害化处理。

污泥土地利用是当今国际上非常重视的污泥处置方式，防止重金属污染是污泥施用中最重要的问题。因此在考虑污泥农田利用之前，对污水处理厂污泥的泥样进行检测，检测结果见表1。

从表中数据可以看出，龙岩市污水处理厂污泥中含有丰富的有机质和N、P、K养分，且重金属含量都小于我国《农用污泥质量标准》的限定值。因此，结合我市农业施肥状况，以污水厂污泥为原料，加入有效的菌种、配料，再配入一定量的无机肥，生产有机复合肥是可行的。

4、利用污水厂污泥生产有机复合肥

利用污水厂污泥生产有机复合肥，首先将泥饼通过烘干机烘干后与选取的菌种以及添加剂、疏松剂至搅拌机进行搅拌，然后至发酵仓发酵，经过发酵的混合物送至烘干机，烘干后再次破碎后与经过破碎后的无机肥进行搅拌，经过造粒包装就形成了有机复合肥产品。具体工艺流程见图4-1。

图4-1污水厂污泥生产有机复合肥工艺流程图

4.2主要生产设备和添加剂

（1）发酵设备

发酵设备可以选择堆积式简易发酵、卧式发酵器和立式多段发酵器。立式多段发酵器构造较为复杂，发酵物从顶部投入、从底部送出分段通气、排气，但可保证通气均匀、混合均匀，缩短发酵时间，同时可获得较为稳定的产品，发酵气体易于导出，便于统一处理，发酵仓段可根据实际需要设置为1-10段。因此，发酵设备选择立式多段发酵器。

（2）脱臭设备

脱臭设备种类多种多样，一般都采用碱液进行吸收，然后对碱液进行处理，避免发酵气体对大气环境的污染。

（3）其它设备

除了发酵设备和脱臭设备外，还需要混合搅拌机、烘干机、破碎机、造粒机、筛分机、袋装机等，这些设备与一般复合肥生产设备一样，可以根据生产需要在市场上选购。

（4）添加剂

在污泥生产有机复合肥的过程中，为了改善污泥的通气性、加快升温以及加速水分的蒸发，还需要加入疏松剂。疏松剂必须质轻、松散、发热量高、为有机物。可以选择木屑、纸屑、谷壳、禾杆、禽畜粪便等，猪粪在龙岩市易得且也是较好的有机肥。因此，疏松剂选择猪粪。

此外，生产过程还需要添加氮、磷、钾等无机肥料如尿素、磷酸氢铵、氯化钾等，可以提高有机复合肥的肥效。无机肥添加量与有机肥的比例为1:3-1:4。

4.3工艺条件控制

（1） 通风控制

通风是污泥发酵生产有机复合肥的基本条件之一，在机械堆肥生产

系统中，要求至少有50%的氧渗入到堆料各部分，以满足微生物氧化分解有机物的需要。选择通气速度为0.10-0.25m/min，平均通气量为50-150L/min。

（2） 水分控制

水分是否适量将直接影响到堆肥发酵速度和腐熟程度，因此水分控

制是污泥生产有机复合肥的关键因素之一。当含水率超过65%时，水就会充满物料颗粒间的间隙，使空气含量减少，堆肥将由好氧转化为厌氧，温度也急剧下降，形成发臭的中间产物（H2S、硫醇、NH3等），同时导致堆料腐败发黑。因此，污水厂污泥生产有机复合肥水分必须控制在45%-60%，55%为最佳。

（3） 温度控制

温度也是污泥生产有机复合肥过程中的重要因素。堆肥过程中微生

物分解有机物进行分解代谢产生热量，发酵过程将经过升温、高温、降温阶段，温度的升高将污泥中的虫卵、病原菌、寄生虫等杀灭，达到无害化要求。温度控制：在投入泥饼和添加剂后，按3℃/h的梯度将温度升到65℃；达到60℃未达到65℃时应保持35h左右，65℃应保持在15h以上，最高温度将升至75-80℃。

5、有机复合肥的应用

龙岩市污水厂污泥经过大约25-30天的发酵后，烘干、破碎并与无机肥进行搅拌，造粒包装成为有机复合肥成品。该肥含有机质50%以上，总氧分N+P2O5+K2O>6%。将生产出来的产品同生污泥施用于污水处理厂内的花木和蔬菜，同时划出一块未施用肥料的进行对比，施用有机复合肥的花木、蔬菜长势明显优于其他两块地。

利用城市污泥生产有机复合肥施用于土地上，一方面可以改善土壤的土质，促进农作物的增长，施用污泥同时可以减少化肥和农药的使用量，为“绿色农业”、“无公害食品”等目标的提出以及有机肥广阔的市场需求空间奠定了基础；另一方面，又解决了城市污泥的出路，污泥处置资源化，减少了由城市污泥导致的对环境的二次污染，具有很好的环境效益。此外，利用城市污泥生产有机复合肥，将促进我国污泥产业化进程。

6.结论和建议

（1）随着城市规模的扩大，城市污水处理量不断增加，城市污泥也不断增多。利用城市污泥生产有机复合肥，将有助于解决由于污泥处置不当引起的对环境的二次污染和新的环境问题。同时，有机复合肥的施用能明显改善土壤的土质，促进农作物的生长。此外，城市污泥的资源化处置将推动我国污泥产业的发展，在获取环境效益的同时，可以获得一定的经济效益。

（2）城市污泥既含有丰富的营养物质，同时部分污水厂污泥还有超标重金属、病原微生物等。因此，污泥在资源化处置之前，应对污泥成分进行分析，特别是重金属，在确定达标的前提下，才可以用于生产有机复合肥。

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