【文章內(nèi)容簡介】 保生物科技有限公司負責運營。這一項目污泥處理量 30m3/d，輔料選用菇渣和稻殼，采用陽光棚發(fā)酵槽堆肥工藝，發(fā)酵槽使用攪拌式翻堆機。為提高污泥堆肥的肥效和商品性，提高經(jīng)濟效益，配合建有加工制肥生產(chǎn)線 1 條，可年產(chǎn)有機 — 無機復混肥 1 萬噸。產(chǎn)品為 NPK 總養(yǎng)分 15～ 20%的系列有機 — 無機復混肥，主要用于小麥、水稻、油菜等大田作物，苗圃、草坪等園林綠 化。 利用污泥生產(chǎn)高效有機復合肥技術及裝置 20200728 09:28 沃土黑桃 K的主要技術包括：生物高氮源發(fā)酵技術、污泥沉淀池天然脫水劑成比例置換聚丙烯酰胺技術、重金屬鈍化技術、 VT 菌噴涂接種技術、熱噴造粒技術等。其具體生產(chǎn)工藝在客戶需要時可作進一步說明。 生產(chǎn)流程示意如下： 利用城市生活污水污泥生產(chǎn)復合肥料，直觀認為 污泥養(yǎng)分高，特別是有機質含量高達 40%以上。經(jīng)干燥粉碎或堆積發(fā)酵處理后，按養(yǎng)分要求配比添加化肥，攪拌后冷擠壓制粒。這套工藝應用范圍很廣，其致命缺陷是忽視了消化污泥的不溶解性以及由此造成的高養(yǎng)分難以釋放。污泥是由微細顆粒組成，水份低于30%后就會自然硬化，加之聚丙烯酰胺絮凝劑的包復作用，使得污泥溶解度很差，施入土壤無異于摻沙，不僅無益，反而有害；對于厭氧消化污泥來講，厭氧發(fā)酵→ 好氧環(huán)境 → 雜菌感染，這是導致污泥肥料施入土壤后霉變的要原因。 污泥處理的關鍵技術是軟化工藝。采用物理的、生物的方式綜合加工，實踐證 明是有效的。從技術經(jīng)濟學角度分析，污泥加工成本受到市場與污泥最小成本的雙重制約，單一的技術工藝是無法滿足這一條件的。根據(jù)國內(nèi)外污泥處理技術文獻看，或者是處理技術過于簡單，例如烘干工藝，無法達到釋放養(yǎng)分要求；或者是處理技術成本過高，市場競爭能力差 山西沃土的污泥資源化利用方案為：取消污泥消化系統(tǒng)，以污泥好氧發(fā)酵替代厭氧消化處理。即保留污泥濃縮池、貯泥池、脫水機房等設施，不再建設消化池、污泥分配塔、沼氣柜和沼氣鍋爐房等設施，代之以太陽能濃縮發(fā)酵裝置和沃土肥料自動化生產(chǎn)線。剩余污泥經(jīng)濃縮池、貯泥 池至脫水機房，脫水后送至預處理工段，加入膨脹材料和重金屬鈍化材料并接入 VT 菌，經(jīng)太陽能濃縮發(fā)酵槽發(fā)酵脫水后進入后續(xù)制肥工藝。 該方案的主要技術包括：生物高氮源發(fā)酵技術、 天然脫水劑成比例置換高分子絮凝劑（聚丙烯酰胺）技術、重金屬鈍化技術 、 VT 菌二次接種技術、熱噴造粒技術等。 生物高氮源發(fā)酵技術成功地解決了高氨環(huán)境下的微生物活性難題，是山西沃土的核心技術之一。天然脫水劑成比例置換高分子絮凝劑技術是山西沃土獨立開發(fā)的用于污泥利用的專項技術；用天然脫水劑部分替代聚丙烯酰胺（約為1/3～ 1/2），變絮凝為半絮 凝，以緩解城市污水污泥在絮凝過程中形成的不溶解缺陷，減少聚丙烯酰胺的毒性作用；同時，使用該項技術預計可使污水處理廠每年節(jié)省藥劑費約 1/3。加入膨脹材料和重金屬鈍化材料是為了進一步降低聚丙烯酰胺的不溶解性和重金屬活性。接入沃土 VT菌，利用堆積發(fā)酵工藝，進一步軟化污泥，增加腐殖質。最后經(jīng)高溫、高壓熱噴膨化造粒，再二次接菌，完成三維復合。城市污水污泥經(jīng)以上工藝處理后，其中的病原菌消失、有機物腐殖質化、重金屬穩(wěn)定化，植物可利用形態(tài)養(yǎng)分增加，其 C／ N 比、物理性狀、無毒化程度、溶解度、養(yǎng)分平衡等都得到了很大改善；接入的 有益微生物菌群（ VT 菌）可進一步活化平衡養(yǎng)分，利用微生物的自然繁殖實現(xiàn)植物對養(yǎng)分的同步吸收。其氮、磷、鉀總養(yǎng)分大于 10%，有機質含量大于 50%，重金屬含量低于農(nóng)業(yè)部標準。中國農(nóng)業(yè)大學和陜西省土肥所試驗、試種對比證實，其綜合肥效大大優(yōu)于農(nóng)家肥和等養(yǎng)分化肥，是一種高效、優(yōu)質、安全的生態(tài)環(huán)保型肥料。 發(fā)酵槽中污泥的反應時間為 3～ 5d，堆溫可以在 60℃ 以上保持 3d，有效殺滅病原微生物和蛔蟲卵。通過滾動翻堆和鼓風可以高效地去除水分，使出料達到后續(xù)制肥工藝的要求。在對污泥進行無害化處理的同時，又大幅度降低了污泥含水 率，是一種高效的污泥預處理裝置，可廣泛用于各種（城市）污水處理廠的剩余污泥的處置。 3 主要設備 沃土肥料自動化生產(chǎn)線是山西沃土自主開發(fā)的有機肥生產(chǎn)成套設備，該工程方案具有較強的科學性、合理性和經(jīng)濟性。所選主機均屬國內(nèi)最先進設備，同時可降低加工成本和維修費用。熱噴機、混合機、成型機等設備以及自動化控制系統(tǒng)和輔助設備均以可靠性和經(jīng)濟性相結合為原則確定。 該工藝主要由原料太陽能濃縮發(fā)酵工段、輔料接收工段、烘干粉碎工段、配料混合工段、造粒篩分工段、干燥冷卻工段、成品包裝工段等組成。 （ 1）概述 該 肥料加工成套設備主要是通過熱噴加工技術生產(chǎn)三維復合肥。加工工藝流程圖略。 （ 2）主要技術經(jīng)濟指標 生產(chǎn)能力： 12020 t／ a（ ／ h），一年按 320 天，每天 16 小時計算。裝機容量： 273KW，主車間占地面積： 884m2。 （ 3）成套設備組成 成套設備主要由原料發(fā)酵系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、熱噴系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、噴菌、撲粉、整粒系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、計量包裝系統(tǒng)等組成。 5 沃土肥料田間施用效果 為了檢驗沃土黑桃 K的屬性、增產(chǎn)效應及作物品質影響程度，并為產(chǎn)品推廣提供試驗示范基地， 2020 年在葡萄、棉花、辣椒、草坪、月季上開展了大田試驗。僅以葡萄和棉花為例說明。 黑桃 K在葡萄上的施肥效果 （ 1）試驗地點：陜西省扶風縣絳帳鎮(zhèn)新集村 （ 2）試驗處理：供試葡萄園已種植 12年，掛果 10 年，品種為巨蜂，有灌溉條件，栽培密度 750 株／畝，試驗地面積 畝，歷年產(chǎn)量 2020～ 3500 Kg／畝，管理技術和產(chǎn)量水平在當?shù)貙僦械人?。共設 5 個處理，為重復三次，每小區(qū) 20 株 , 肥料穴狀溝施，各個處理純 氮磷鉀養(yǎng)分用量相同。 （ 3）試驗結果：見表 2。 沃土黑桃 K有機肥在葡萄上試驗初步結果表明 ,與等量 NPK 的化肥和農(nóng)民習慣施肥相比較，能一定不同程度的提高了葡萄的品質，表現(xiàn)為葡萄 Vc 含量、還原糖、可溶性固形物含量均有不同程度提高，總酸度降低，口感更好。硝酸鹽含量降低，有利于消費者身體健康，因此品質提高了。且成熟期提前 3～ 7 天，提高商品價值。 黑桃 K在棉花上的施肥效果 （ 1）試驗地點：陜西省扶風縣建和鄉(xiāng)周家村。 （ 2）試驗處理：直播種植 ,密度 2500 株／畝，小區(qū)面積 30m2，五個處理各 三次重復，除農(nóng)民習慣施肥外各處理 N、 P2O K2O 含量一致，均為純 N20kg／畝、純 P2O510kg／畝、純 K2O20kg／畝。 （ 3）試驗結果：見表 3。 由上表可見，無論蕾期還是花鈴期，沃土黑桃 K對棉花株高的影響效果都與等量 NPK 化肥相當，但明顯優(yōu)于農(nóng)民習慣施肥。而隨著棉花生長，到花鈴期，從分枝數(shù)和棉桃數(shù)來看，沃土黑桃 K的效果總體上優(yōu)于 NPK化肥和農(nóng)民習慣施肥。 6 污泥中重金屬的危害及控制 污泥中的重金屬一直是污泥利用中的一大障礙，為此世界各國均針對此開展了大量研究及政策制定。污泥中涉及到 的重金屬主要有 7種，分別為：銅、鉛、鋅、汞、砷、鎘、鉻。主要國家污泥農(nóng)用的重金屬控制標準見下表，反映出中國國內(nèi)的重金屬控制標準均高于許多其它國家。 統(tǒng)計近年來我國主要城市污泥中的重金屬含量發(fā)現(xiàn)，除了鋅元素普遍超標以外，其它所有重金屬指標均遠低于國家標準。而鋅含量出主要與國內(nèi)污水管道采用鍍鋅管有直接聯(lián)系。 山西太原楊家堡污水處理廠作為山西沃土的示范廠，其污泥重金屬含量也表現(xiàn)出相同規(guī)律（表 6），即只有鋅超標的情形。 另外從北京高碑店污水處理廠近 20年來的縱向變化（表 7），我們也看出污泥中重金屬下降的 趨勢，而且下降趨勢十分明顯。 污泥中重金屬下降的原因主要有以下幾點： （ 1）國家環(huán)境保護政策的逐步深入和落實，一些有污染的工業(yè)自身必須建立污水處理設施，以達到排放標準，另外一些高污染的企業(yè)則向農(nóng)村或偏遠地區(qū)擴散； （ 2）城市工業(yè)污水比例下降，而生活污水比例則隨之上升； （ 3）一些污水處理廠一開始就面向生活污水來源，沒有工業(yè)污水介入。 然而重金屬的危害畢竟是長期的、潛在的，如果不給以足夠的重視，勢必造成嚴重的二次污染。污泥重金屬的全面解決方案有賴于如下幾點的逐步認識和落實： （ 1）制定 污泥農(nóng)用的科學標準，包括針對不同土壤、作物的單季施用量、使用時間以及不同重金屬元素的負荷； （ 2）建立污泥農(nóng)用的監(jiān)督監(jiān)測機制； （ 3）鼓勵開發(fā)適合污泥特點的堆肥技術及裝置； （ 4）鼓勵開發(fā)污泥復合肥，大大減少污泥直接施用量，增強土壤自然稀釋能力； （ 5）鼓勵開發(fā)成本低、效果明顯的重金屬鈍化及吸附技術。 7 投資與效益分析 以日處理 15萬噸污水的中型污水處理廠為例，每天處理含水率為 50%污泥 40m3，年產(chǎn)沃土肥料及營養(yǎng)土 2 萬噸。其中沃土黑桃 K 12020t，沃土高效營養(yǎng)土 8000t。 根據(jù)可研報告分析，該項目總投資 萬元，其中固定資產(chǎn)投資為 萬元，流動資金投資 萬元。 該項目達產(chǎn)后，正常年銷售收入 萬元，總成本費用估算為 萬元，年利潤 萬元。 以上計算未包括采用山西沃土方案而節(jié)省污水處理廠污泥的處理處置建設與運營成本。其中與消化污泥工藝建設投資相比，工程費用節(jié)余 1000 萬元，泥系運營費用節(jié)省 450 萬元／年，污泥填埋處置費用 80 萬元／年。共計降低成本 1530 萬元。 一、基本原理 山西沃土采用一套污泥 處理處置利用的新工藝和新方法，基本依據(jù)生物發(fā)酵、復合營養(yǎng)及土壤健康的理論及原理。具體過程包括：第一步通過污泥軟化技術，變完全絮凝為半絮凝，緩解城市生活污水污泥在絮凝過程中形成的不溶解缺陷；第二步利用堆積發(fā)酵工藝，加人磷酸溶解性材料和重金屬鈍化材料，接入沃土搏力（起爆劑）、 VT 菌，進一步軟化污泥，釋放有效養(yǎng)分；第三步經(jīng)高溫、高壓熱噴膨化造粒，二次接菌，達到有機－無機－微生物三維復合。 二、技術關鍵 包括生物高氮源發(fā)酵技術、高效微生物菌劑制備及馴化技術、天然脫水劑成比例置換聚丙烯酰胺技術、磷 酸中和軟化與重金屬鈍化技術、 VT 菌噴涂接種技術、熱噴造粒技術等 污泥堆肥腐熟度檢測評價 20200807 09:13 污泥堆肥產(chǎn)品必須腐熟，若腐熟不完全就施于農(nóng)田則易造成根部缺氧腐爛，并釋放出有毒物質，且增加土壤中某些重金屬離子的溶解性。當前國內(nèi)深圳、無錫等地已建立了幾家污泥堆肥廠，因此建立污泥堆肥腐熟度評價標準既是保證農(nóng)田安全使用的需要，也是堆肥工藝改進、產(chǎn)品市場化的客觀要求。 1 單項檢測參數(shù) 同濟大學李國建探討了堆肥過程中耗氧速率的基金頃目：上海市科學技術發(fā)晨基金重點項目測定，指出用 耗氧速率容易區(qū)分開一次發(fā)酵期和二次發(fā)酵期，將其作為腐熟度指標具有定量化的優(yōu)點。堆肥腐熟度評價指標分為三類：物理學指標、化學指標和生物學指標。物理學指標包括溫度、氣味、顏色；化學指標包括化學需氧量、揮發(fā)性固體含量、易降解有機質、腐殖質物質的變化、 C／ N 等；生物學指標包括微生物活性測試和發(fā)芽試驗。物理學指標易于定性描述堆肥過程所處的狀態(tài)，因此可作為試驗的經(jīng)驗判斷，但用作評價則缺乏可比性，因此尋找合適的化學指標評價腐熟度是眾多研究者所努力的方向之一，這方面的研究比較廣泛深入。同時為了檢驗堆肥對植物的毒性，常用堆料 中微生物活性的變化及對植物生長的影響來評價堆肥腐熟度，這就是所謂的生物學指標。 國外關于腐熟度的檢測有一些商業(yè)檢測方法，比較著名的有 Solvita 測試法、Dewar 自熱測試法。 Solvita 測試法：該測試法由美國 Woods End 研究實驗室提出并申請了專利，已廣泛應用了二十幾年，有十三個國家采用了該方法，瑞典、丹麥、西班牙、挪威已經(jīng)將該方法作為官方測試方法 [2]。該測試方法以現(xiàn)代凝膠技術為基礎，操作簡易、快速，可在 4h 內(nèi)得出結論。將樣品放入密閉小杯中并防入一個信號器，該信號器能反映 CO2 的存在 （通過顏色），對照顏色表可得出結論，顏色對照表從 1（生堆料）到 8（腐熟堆肥）變化，讀數(shù)越大則腐熟程度越好。 Dewar 自熱測試法：基于最初歐洲的自熱測試標準方法，由 Woods End 實驗室總結整理。先調(diào)節(jié)測試樣品的水分，然后插入一支溫度計，溫度計距瓶底大約5cm。樣品放入一個絕熱真空瓶中，這樣置于室溫至少 5d，但不超過 10d，并測試每天的最高溫度，其結果即為腐熟過程的最高升溫。該方法的缺點是測試結果只能區(qū)分腐熟和不腐熟，時間較長，但比較直觀，具有很強的操作性。測試結果分為 IV 五個等級來評價。 此外 還有其他測試方法，例如 CO2 探管測試法等。 2 綜合評價指標 由于單項評價參數(shù)難以準確評價污泥堆肥腐熟度，所以必須選擇幾項適當合理的測試參數(shù)綜合評價污泥堆肥腐熟指標。中國農(nóng)業(yè)大學李國學提出用化學和生物學參數(shù)相結合來評價堆肥腐熟度； Frost Donna Iannotti、 L Wu 等認為腐熟度的檢測應該包括腐熟程度的檢測和穩(wěn)定程度的檢測，腐熟程度的檢測主要側重于堆肥產(chǎn)品后續(xù)使用對植物的影響，如水芹植物毒性 有機肥、生物有機肥、生物肥的區(qū)別 20200807 09:32 一、按照農(nóng)