【文章內(nèi)容簡介】 保生物科技有限公司負(fù)責(zé)運(yùn)營。這一項(xiàng)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(jī)。為提高污泥堆肥的肥效和商品性，提高經(jīng)濟(jì)效益，配合建有加工制肥生產(chǎn)線 1 條，可年產(chǎn)有機(jī) — 無機(jī)復(fù)混肥 1 萬噸。產(chǎn)品為 NPK 總養(yǎng)分 15～ 20%的系列有機(jī) — 無機(jī)復(fù)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(jī)復(fù)合肥技術(shù)及裝置 20200728 09:28 沃土黑桃 K的主要技術(shù)包括：生物高氮源發(fā)酵技術(shù)、污泥沉淀池天然脫水劑成比例置換聚丙烯酰胺技術(shù)、重金屬鈍化技術(shù)、 VT 菌噴涂接種技術(shù)、熱噴造粒技術(shù)等。其具體生產(chǎn)工藝在客戶需要時(shí)可作進(jìn)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(fù)合肥料，直觀認(rèn)為 污泥養(yǎng)分高，特別是有機(jī)質(zhì)含量高達(dá) 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(yīng)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(xì)顆粒組成，水份低于30%后就會(huì)自然硬化，加之聚丙烯酰胺絮凝劑的包復(fù)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(dǎo)致污泥肥料施入土壤后霉變的要原因。 污泥處理的關(guān)鍵技術(shù)是軟化工藝。采用物理的、生物的方式綜合加工，實(shí)踐證 明是有效的。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)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(shù)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(shù)文獻(xiàn)看，或者是處理技術(shù)過于簡單，例如烘干工藝，無法達(dá)到釋放養(yǎng)分要求；或者是處理技術(shù)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(jī)房等設(shè)施，不再建設(shè)消化池、污泥分配塔、沼氣柜和沼氣鍋爐房等設(shè)施，代之以太陽能濃縮發(fā)酵裝置和沃土肥料自動(dòng)化生產(chǎn)線。剩余污泥經(jīng)濃縮池、貯泥 池至脫水機(jī)房，脫水后送至預(yù)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(jìn)入后續(xù)制肥工藝。 該方案的主要技術(shù)包括：生物高氮源發(fā)酵技術(shù)、 天然脫水劑成比例置換高分子絮凝劑（聚丙烯酰胺）技術(shù)、重金屬鈍化技術(shù) 、 VT 菌二次接種技術(shù)、熱噴造粒技術(shù)等。 生物高氮源發(fā)酵技術(shù)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(shù)之一。天然脫水劑成比例置換高分子絮凝劑技術(shù)是山西沃土獨(dú)立開發(fā)的用于污泥利用的專項(xiàng)技術(shù)；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(shí)，使用該項(xiàng)技術(shù)預(yù)計(jì)可使污水處理廠每年節(jié)省藥劑費(fèi)約 1/3。加入膨脹材料和重金屬鈍化材料是為了進(jìn)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(jìn)一步軟化污泥，增加腐殖質(zhì)。最后經(jīng)高溫、高壓熱噴膨化造粒，再二次接菌，完成三維復(fù)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(jī)物腐殖質(zhì)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(jìn)一步活化平衡養(yǎng)分，利用微生物的自然繁殖實(shí)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(jī)質(zhì)含量大于 50%，重金屬含量低于農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和陜西省土肥所試驗(yàn)、試種對比證實(shí)，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(zhì)、安全的生態(tài)環(huán)保型肥料。 發(fā)酵槽中污泥的反應(yīng)時(shí)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(dòng)翻堆和鼓風(fēng)可以高效地去除水分，使出料達(dá)到后續(xù)制肥工藝的要求。在對污泥進(jìn)行無害化處理的同時(shí)，又大幅度降低了污泥含水 率，是一種高效的污泥預(yù)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(shè)備 沃土肥料自動(dòng)化生產(chǎn)線是山西沃土自主開發(fā)的有機(jī)肥生產(chǎn)成套設(shè)備，該工程方案具有較強(qiáng)的科學(xué)性、合理性和經(jīng)濟(jì)性。所選主機(jī)均屬國內(nèi)最先進(jìn)設(shè)備，同時(shí)可降低加工成本和維修費(fèi)用。熱噴機(jī)、混合機(jī)、成型機(jī)等設(shè)備以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)和輔助設(shè)備均以可靠性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)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(shè)備主要是通過熱噴加工技術(shù)生產(chǎn)三維復(fù)合肥。加工工藝流程圖略。 （ 2）主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 生產(chǎn)能力： 12020 t／ a（ ／ h），一年按 320 天，每天 16 小時(shí)計(jì)算。裝機(jī)容量： 273KW，主車間占地面積： 884m2。 （ 3）成套設(shè)備組成 成套設(shè)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(jì)量包裝系統(tǒng)等組成。 5 沃土肥料田間施用效果 為了檢驗(yàn)沃土黑桃 K的屬性、增產(chǎn)效應(yīng)及作物品質(zhì)影響程度，并為產(chǎn)品推廣提供試驗(yàn)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(yàn)。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(yàn)地點(diǎn)：陜西省扶風(fēng)縣絳帳鎮(zhèn)新集村 （ 2）試驗(yàn)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(yàn)地面積 畝，歷年產(chǎn)量 2020～ 3500 Kg／畝，管理技術(shù)和產(chǎn)量水平在當(dāng)?shù)貙僦械人?。共設(shè) 5 個(gè)處理，為重復(fù)三次，每小區(qū) 20 株 , 肥料穴狀溝施，各個(gè)處理純 氮磷鉀養(yǎng)分用量相同。 （ 3）試驗(yàn)結(jié)果：見表 2。 沃土黑桃 K有機(jī)肥在葡萄上試驗(yàn)初步結(jié)果表明 ,與等量 NPK 的化肥和農(nóng)民習(xí)慣施肥相比較，能一定不同程度的提高了葡萄的品質(zhì)，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(fèi)者身體健康，因此品質(zhì)提高了。且成熟期提前 3～ 7 天，提高商品價(jià)值。 黑桃 K在棉花上的施肥效果 （ 1）試驗(yàn)地點(diǎn)：陜西省扶風(fēng)縣建和鄉(xiāng)周家村。 （ 2）試驗(yàn)處理：直播種植 ,密度 2500 株／畝，小區(qū)面積 30m2，五個(gè)處理各 三次重復(fù)，除農(nóng)民習(xí)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(yàn)結(jié)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(dāng)，但明顯優(yōu)于農(nóng)民習(xí)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(xí)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(biāo)準(zhǔn)見下表，反映出中國國內(nèi)的重金屬控制標(biāo)準(zhǔn)均高于許多其它國家。 統(tǒng)計(jì)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(biāo)以外，其它所有重金屬指標(biāo)均遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)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(diǎn)： （ 1）國家環(huán)境保護(hù)政策的逐步深入和落實(shí)，一些有污染的工業(yè)自身必須建立污水處理設(shè)施，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，另外一些高污染的企業(yè)則向農(nóng)村或偏遠(yuǎn)地區(qū)擴(kuò)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(yán)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(diǎn)的逐步認(rèn)識(shí)和落實(shí)： （ 1）制定 污泥農(nóng)用的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，包括針對不同土壤、作物的單季施用量、使用時(shí)間以及不同重金屬元素的負(fù)荷； （ 2）建立污泥農(nóng)用的監(jiān)督監(jiān)測機(jī)制； （ 3）鼓勵(lì)開發(fā)適合污泥特點(diǎn)的堆肥技術(shù)及裝置； （ 4）鼓勵(lì)開發(fā)污泥復(fù)合肥，大大減少污泥直接施用量，增強(qiáng)土壤自然稀釋能力； （ 5）鼓勵(lì)開發(fā)成本低、效果明顯的重金屬鈍化及吸附技術(shù)。 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(bào)告分析，該項(xiàng)目總投資 萬元，其中固定資產(chǎn)投資為 萬元，流動(dòng)資金投資 萬元。 該項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，正常年銷售收入 萬元，總成本費(fèi)用估算為 萬元，年利潤 萬元。 以上計(jì)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(shè)與運(yùn)營成本。其中與消化污泥工藝建設(shè)投資相比，工程費(fèi)用節(jié)余 1000 萬元，泥系運(yùn)營費(fèi)用節(jié)省 450 萬元／年，污泥填埋處置費(fèi)用 80 萬元／年。共計(jì)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(fù)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(shù)，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(jìn)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(dá)到有機(jī)－無機(jī)－微生物三維復(fù)合。 二、技術(shù)關(guān)鍵 包括生物高氮源發(fā)酵技術(shù)、高效微生物菌劑制備及馴化技術(shù)、天然脫水劑成比例置換聚丙烯酰胺技術(shù)、磷 酸中和軟化與重金屬鈍化技術(shù)、 VT 菌噴涂接種技術(shù)、熱噴造粒技術(shù)等 污泥堆肥腐熟度檢測評價(jià) 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(zhì)，且增加土壤中某些重金屬離子的溶解性。當(dāng)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(jià)標(biāo)準(zhǔn)既是保證農(nóng)田安全使用的需要，也是堆肥工藝改進(jìn)、產(chǎn)品市場化的客觀要求。 1 單項(xiàng)檢測參數(shù) 同濟(jì)大學(xué)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(xué)技術(shù)發(fā)晨基金重點(diǎn)項(xiàng)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(biāo)具有定量化的優(yōu)點(diǎn)。堆肥腐熟度評價(jià)指標(biāo)分為三類：物理學(xué)指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)和生物學(xué)指標(biāo)。物理學(xué)指標(biāo)包括溫度、氣味、顏色；化學(xué)指標(biāo)包括化學(xué)需氧量、揮發(fā)性固體含量、易降解有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)物質(zhì)的變化、 C／ N 等；生物學(xué)指標(biāo)包括微生物活性測試和發(fā)芽試驗(yàn)。物理學(xué)指標(biāo)易于定性描述堆肥過程所處的狀態(tài)，因此可作為試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)判斷，但用作評價(jià)則缺乏可比性，因此尋找合適的化學(xué)指標(biāo)評價(jià)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(shí)為了檢驗(yàn)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(jià)堆肥腐熟度，這就是所謂的生物學(xué)指標(biāo)。 國外關(guān)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(shí)驗(yàn)室提出并申請了專利，已廣泛應(yīng)用了二十幾年，有十三個(gè)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(shù)為基礎(chǔ)，操作簡易、快速，可在 4h 內(nèi)得出結(jié)論。將樣品放入密閉小杯中并防入一個(gè)信號(hào)器，該信號(hào)器能反映 CO2 的存在 （通過顏色），對照顏色表可得出結(jié)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(biāo)準(zhǔn)方法，由 Woods End 實(shí)驗(yàn)室總結(jié)整理。先調(diào)節(jié)測試樣品的水分，然后插入一支溫度計(jì)，溫度計(jì)距瓶底大約5cm。樣品放入一個(gè)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(jié)果即為腐熟過程的最高升溫。該方法的缺點(diǎn)是測試結(jié)果只能區(qū)分腐熟和不腐熟，時(shí)間較長，但比較直觀，具有很強(qiáng)的操作性。測試結(jié)果分為 IV 五個(gè)等級(jí)來評價(jià)。 此外 還有其他測試方法，例如 CO2 探管測試法等。 2 綜合評價(jià)指標(biāo) 由于單項(xiàng)評價(jià)參數(shù)難以準(zhǔn)確評價(jià)污泥堆肥腐熟度，所以必須選擇幾項(xiàng)適當(dāng)合理的測試參數(shù)綜合評價(jià)污泥堆肥腐熟指標(biāo)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李國學(xué)提出用化學(xué)和生物學(xué)參數(shù)相結(jié)合來評價(jià)堆肥腐熟度； Frost Donna Iannotti、 L Wu 等認(rèn)為腐熟度的檢測應(yīng)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(cè)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(jī)肥、生物有機(jī)肥、生物肥的區(qū)別 20200807 09:32 一、按照農(nóng)