[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

一種污泥熱解碳化耦合污泥處理的土壤改良工藝，通過生物炭與污泥處理工藝進行耦合制備土壤改良劑。將生物炭用作調理脫水的骨架材料，實現污泥的胞外聚合物的破壁，減少污泥調理脫水過程中化學藥劑投加量，實現降低電導，提升脫水效率；生物炭用作高級厭氧消化的微生物載體與電子傳遞介質，提高消化效率；生物炭用作好氧發酵的輔料，減少其他輔料的添加，減少好氧發酵過程中臭味產量，縮小腐熟時間。污泥基生物炭與土壤微生物菌劑復配，污泥基生物炭與高級厭氧消化污泥復配以及污泥基生物炭與好氧發酵污泥復配形成土壤改良劑，施入土壤，提升土壤有機質，提升根系菌絲侵染，改善土壤結構，提高生物量，實現了污泥資源化利用與土壤改良效能的提高。

技術領域

本發明申請屬于污泥處理處置與資源化利用領域，尤其涉及一種污泥熱解碳化耦合污泥處理的土壤改良工藝。

背景技術

研究表明，伴隨著人民生活水平的提高和城鎮化的快速發展，我國污泥年產量高達約3094萬噸。污泥年產量大，含水率高，有限的消納空間，越來越成為限制污泥處理處置與資源化利用過程中的難題。同時，我國沙化土地面積已達17.3萬km²，貧瘠、礦山土壤遺留問題嚴重，園林綠化面積逐年增加。如何安全、經濟、高效的將污泥的資源化與土壤改良進行銜接，是污泥領域迫在眉睫的問題。

早期的污泥處理工藝簡單，工藝僅局限于調理脫水，干化等。伴隨著國內外技術的發展，好氧發酵技術，高級厭氧消化技術，熱解技術，逐步開始用于污泥的處理處置。

目前，因為流程簡單、成本低廉，污泥好氧發酵技術常用于制備污泥基肥料。污泥基肥料進行土壤改良，可實現污泥中礦質營養元素與有機質等的循環利用。然而，污泥好氧發酵存在秸稈等輔料添加量大、工藝過程臭味大、土壤改良肥料性能差等問題，制約了其大規模利用。

近年來，污泥高級厭氧消化技術，已成為我國城鎮污泥處理處置主流的工藝之一。但是，由于胞外聚合物破壁難，使得污泥高級厭氧消化效率不高，調理脫水困難，同樣限制了該技術規模化應用。

熱解技術是指生物質材料，在低氧或無氧環境下，經過一定時間的高溫或低溫下，形成高碳化合物。由于熱解技術可削減污泥的體量，殺滅相關病原微生物，形成具有多孔性、高比表面積、含礦物元素、芳香炭結構、羥基或羧基官能團的高碳化合物，因而成為了一種新型的污泥處理處置的方法。

發明內容

本發明的目的是針對污泥處理工藝中，高級厭氧消化效率不高、脫水困難，好氧發酵輔料添加量大、臭氣排放多，污泥資源化利用產品土壤改良效能低等問題；同時，為了充分利用熱解技術制備的生物炭，具備良好的物理、化學、生物學特性這一優勢，優化高級厭氧消化污泥，好氧發酵污泥，污泥基生物炭，三者用于土壤改良之間的關系，提出了一種污泥熱解碳化耦合污泥處理的土壤改良工藝。

本發明采取的技術方案如下：

本發明通過對污泥熱解碳化與污泥處理工藝進行耦合(①熱解碳化處理工藝，②厭氧消化處理工藝，③好氧發酵處理工藝)(圖1)，形成三種污泥資源化產品：1)污泥基生物炭耦合土壤微生物菌劑復配形成土壤改良劑，2)污泥熱解碳化處理工藝耦合厭氧消化處理工藝形成土壤改良劑，3)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，應用于沙化、貧瘠或礦山及園林綠化土壤改良。這三種污泥資源化產品，通過以下三種方式獲得：

方式一(圖2)：污泥基生物炭耦合土壤微生物菌劑復配形成土壤改良劑。將生物炭作為調理骨架材料，添加到污泥中進行調理脫水。采取低溫熱干化技術，熱解碳化處理技術，制備污泥基生物炭。通過污泥基生物炭與土壤微生物菌劑進行復配，形成土壤改良劑，應用于沙化、貧瘠或礦山及園林綠化土壤改良。