[發明專利]一種污泥熱解碳化耦合污泥處理的土壤改良工藝

有效

• 申請號: 202210947756.1
• 申請日: 2022-08-05
• 公開（公告）號: CN115231790B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 許國仁;徐志超
• 申請（專利權）人: 許國仁
• 主分類號: C02F11/02
• 分類號: C02F11/02;C02F11/04;C02F11/10;C02F11/148;B09C1/00;B09C1/10
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 王新雨

1.一種污泥熱解碳化耦合污泥處理的土壤改良工藝，其特征在于：所述工藝包括三個實施方式：

方式一：污泥基生物炭耦合土壤微生物菌劑復配形成土壤改良劑；在本方式中，包括下述內容：

步驟一：調理脫水：(1)向待調理污泥中共同加入污泥基生物炭和生物質生物炭，并攪拌混合均勻；(2)將鐵鹽、鋁鹽混凝劑加入經過(1)處理后的污泥中并攪拌混合均勻；(3)將高分子絮凝劑加入經過(2)處理后的污泥中；(4)采用污泥脫水機對經過(3)處理的污泥進行脫水；

步驟二：熱干化：調理脫水后的污泥，采用低溫熱干化方式進行干化，干化過程中污泥溫度在60-95℃之間，低溫熱干化后的污泥含水率降低至30％以下；

步驟三：熱解碳化：(1)將熱干化后的污泥，輸送至熱解裝置進行熱解，制備污泥基生物炭；(2)將經過(1)制備的污泥基生物炭，作為骨架材料，部分回流輸送至步驟一：調理脫水過程中；

步驟四：土壤改良：(1)將熱解碳化制備的污泥基生物炭，接種10-200g/kg土壤微生物菌劑；(2)將經過(1)處理的污泥基生物炭，施用于沙化、貧瘠、礦山、園林綠化中的一種的土壤改良，土壤施入量為300kg/ha-30t/ha；

方式二：污泥熱解碳化處理工藝耦合高級厭氧消化處理工藝形成土壤改良劑；在本方式中，包括下述內容：

步驟一：高級厭氧消化：將污泥基生物炭和生物質生物炭共同添加到厭氧消化反應罐中，發酵罐溫度54℃-56℃，在厭氧環境的微生物作用下，滅活病原菌，進行水解、產酸、產甲烷的過程；

步驟二：調理脫水：(1)向厭氧消化后的污泥中共同加入污泥基生物炭和生物質生物炭，并攪拌混合均勻；(2)將鐵鹽、鋁鹽混凝劑加入經過(1)處理后的污泥中并攪拌混合均勻；(3)將高分子絮凝劑加入經過(2)處理后的污泥中；(4)采用污泥脫水機對經過(3)處理的污泥進行脫水；

步驟三：土壤改良：(1)將調理脫水后的高級厭氧消化污泥，與污泥基生物炭復配，污泥基生物炭所占質量比例不超過50％；(2)將經過(1)處理的高級厭氧消化污泥，施用于沙化、貧瘠、礦山、園林綠化中的一種的土壤改良，土壤施入量為300kg/ha-30t/ha；

步驟四：熱干化：調理脫水后的污泥，采用低溫熱干化方式進行干化，干化過程中污泥溫度在60-95℃之間，低溫熱干化后的污泥含水率降低至30％以下；

步驟五：熱解碳化：(1)將熱干化后的污泥，輸送至熱解裝置進行熱解，制備污泥基生物炭；(2)將經過(1)制備的污泥基生物炭，作為微生物載體與電子傳遞介質，部分回流輸送至步驟一，高級厭氧消化過程中；(3)將經過(1)制備的污泥基生物炭，作為骨架材料，部分回流輸送至步驟二，調理脫水過程中；(4)將經過(1)制備的污泥基生物炭，輸送至步驟三，土壤改良中，與高級厭氧消化污泥復配生產土壤改良劑；

步驟六：土壤改良：(1)將熱解碳化制備的污泥基生物炭，接種10-200g/kg土壤微生物菌劑；(2)將經過(1)處理的污泥基生物炭，施用于沙化、貧瘠、礦山、園林綠化中的一種的土壤改良，土壤施入量為300kg/ha-30t/ha；

方式三：污泥熱解碳化處理工藝耦合好氧發酵處理工藝形成土壤改良劑；在本方式中，包括下述內容：

步驟一：調理脫水：(1)向待調理污泥中共同加入污泥基生物炭和生物質生物炭，并攪拌混合均勻；(2)將鐵鹽、鋁鹽混凝劑加入經過(1)處理后的污泥中并攪拌混合均勻；(3)將高分子絮凝劑加入經過(2)處理后的污泥中；(4)采用污泥脫水機對經過(3)處理的污泥進行脫水；

步驟二：好氧發酵：(1)向調理脫水后的污泥中共同添加污泥基生物炭和生物質生物炭，混合均勻；(2)將經過(1)處理后的污泥，在室內按堆體進行堆肥，定時翻堆，翻堆頻率為3-6天/次；

步驟三：土壤改良：(1)將好氧發酵后的污泥與污泥基生物炭復配，污泥基生物炭所占質量比例不超過50％；(2)將經過(1)處理的好氧發酵污泥，施用于沙化、貧瘠、礦山、園林綠化中的一種的土壤改良，土壤施入量為300kg/ha-30t/ha；

步驟四：熱干化：調理脫水后的污泥，采用低溫熱干化方式進行干化，干化過程中污泥溫度在60-95℃之間，低溫熱干化后的污泥含水率降低至30％以下；

步驟五：熱解碳化：(1)將熱干化后的污泥，輸送至熱解裝置進行熱解，制備污泥基生物炭；(2)將經過(1)制備的污泥基生物炭，作為骨架材料，部分回流輸送至步驟一，調理脫水過程中；(3)將經過(1)制備的污泥基生物炭，作為好氧發酵輔料，部分回流輸送至步驟二，好氧發酵過程中；(4)將經過(1)制備的污泥基生物炭，輸送至步驟三，土壤改良中，與好氧發酵污泥復配生產土壤改良劑；

步驟六：土壤改良：(1)將熱解碳化制備的污泥基生物炭，接種10-200g/kg土壤微生物菌劑；(2)將經過(1)處理的污泥基生物炭，施用于沙化、貧瘠、礦山、園林綠化中的一種的土壤改良，土壤施入量為300kg/ha-30t/ha；

以上所述生物質生物炭包含秸稈生物炭、稻殼生物炭、木屑生物炭、草本生物炭中的一種；上述調理脫水步驟中，所述污泥基生物炭和生物質生物炭的投加量不超過污泥干重的50％；所述鐵鹽、鋁鹽混凝劑的投加量不超過污泥干重的10％；所述高分子絮凝劑投加量不超過污泥干重的2％；

上述熱解碳化步驟中，熱解參數為：熱解溫度400-800℃，升溫速率10-100℃/min，污泥在裝置中停留時間20-120min，通過連續熱解裝置產生氣體，裝置內采用通入氮氣、氬氣、二氧化碳、水蒸氣保護氣體中的一種；

上述土壤改良步驟中，所述土壤微生物菌劑包括：固氮菌、根瘤菌以及菌根真菌一種或幾種。