阅读说明：本技术 一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法 (Biochar-wheat straw modified town sludge micro-aeration mixed composting method ) 是由 成庆利 张龙龙 于 2020-04-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法,包括以下步骤：a.将城镇污水处理厂剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按湿基质量比1：(0.30-0.40)：(0.020-0.030)混合,得混合物料,该物料含水率为65-70%,碳氮比为21-25；b.将混合物料进行发酵,腐熟,得生物炭-麦秸秆混合堆肥。本发明通过添加生物炭和麦秸秆粉以及采用微曝气系统的城镇污泥混合堆肥,减少堆肥过程氮素损失,增加了堆肥产品肥效,降低堆肥过程能耗,并实现城镇污泥和废弃麦秸秆的资源化利用。(The invention discloses a biochar-wheat straw modified town sludge micro-aeration mixed composting method which comprises the following steps: a. mixing the excess sludge of the urban sewage treatment plant, the wheat straw powder and the biochar according to a wet-based mass ratio of 1: (0.30-0.40): (0.020-0.030) to obtain a mixed material, wherein the water content of the material is 65-70%, and the carbon-nitrogen ratio is 21-25; b. and fermenting and decomposing the mixed materials to obtain the biochar-wheat straw mixed compost. According to the invention, by adding the biochar and the wheat straw powder and adopting the town sludge mixed composting of the micro-aeration system, the nitrogen loss in the composting process is reduced, the fertilizer efficiency of the composting product is increased, the energy consumption in the composting process is reduced, and the resource utilization of the town sludge and the waste wheat straw is realized.)

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法

技术领域

本发明涉及固废资源化技术领域，具体涉及一种城镇污泥堆肥的好氧发酵工艺，利用生物炭-麦秸秆和微曝气系统改良城镇污泥堆肥效果。

背景技术

随着我国城镇污水处理厂日处理污水量逐渐增加，污泥产量与日俱增，然而我国目前约有60%的污泥只进行简易填埋处置，另有23%左右的污泥未经任何处理，随意堆弃，这造成了污泥资源严重浪费。城镇污泥中含有大量有机质，能源，氮磷钾等营养物质，通过堆肥发酵后可实现污泥的稳定化，资源化，是污泥较为妥善的一种出路。但是污泥好氧堆肥发酵周期长，堆肥过程中氮素损失严重，堆肥肥效不佳。

生物炭具有发达的孔隙结构，比表面积大，能够为微生物提供强大的附着空间，增强微生物活性，提高硝化过程，且生物炭作为混合料使用后成为生物炭土无需从堆肥产品中筛分回收，简化污泥堆肥流程。麦秸秆粉有机碳含量丰富，可以改善污泥碳氮比低的状况，且加入麦秸秆粉可以改善混合物料的透气性，减少堆体厌氧环境下产生硫化氢。因此可以通过添加生物炭和麦秸秆粉改善城镇污泥混合堆肥条件，降低污堆肥过程臭气排放，提高污泥堆肥产品肥效。

传统的污泥堆肥曝气系统存在管路系统损失大、能耗高、曝气孔易堵塞等问题。采用纳米孔径的曝气盘以及曝气仓和发酵仓分离的曝气装置，利用曝气仓和发酵仓的压差使得气体在上述通气性良好的堆料内更好的转移并利用，减少管路系统损失，降低能耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法利用生物炭和微曝气系统改良城镇污泥堆肥效果，能够减少堆肥过程中氮素损失，提高堆肥产品肥效，缩短污泥堆肥的发酵周期。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

a.将城镇污水处理厂剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按湿基质量比1：（0.30-0.40）：（0.020-0.030）混合，得混合物料，该物料含水率为65-70%，碳氮比为21-25；

b.将混合物料进行发酵，腐熟，得生物炭-麦秸秆混合堆肥。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，步骤a中剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按湿基质量比1：0.35：0.025混合。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述步骤b是将混合物料在发酵装置中，通过微曝气系统及人工强制翻堆相结合的方式对混合物料进行好氧发酵，通风速率为0.1～0.2L/min/kg湿基，间隔几天进行翻堆；发酵20～25天后腐熟，得生物炭-麦秸秆混合堆肥。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述间隔几天进行翻堆是指分别在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述生物炭含水率为2%～5%。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述生物炭粒度为80-105目，优选95目。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述麦秸秆粉含水率为0.65-0.80，优选0.72%。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述麦秸秆粉粒度0.5-2mm，优选1mm。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，述城镇污水处理厂剩余污泥含水率为75%～85%，有机质含量为500～700g/kg干基。

上述生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，所述曝气系统采用微曝气系统，曝气速率优选为0.18 L/min/kg湿基。

采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过添加生物炭增强微生物附着，提高微生物群落活性，增强硝化过程，促进腐质化，缩短污泥堆肥周期。通过添加麦秸秆粉改善了污泥碳氮比含量低的特点，并提高了污泥堆体的透气性，为微生物生长提供了充足碳源并使气体流通效果更好。

本发明通过添加生物炭和麦秸秆粉以及采用微曝气系统的城镇污泥混合堆肥，减少堆肥过程氮素损失，增加了堆肥产品肥效，降低堆肥过程能耗，并实现城镇污泥和废弃麦秸秆的资源化利用。

具体实施方式

实施例1：

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

a.将城镇污水处理厂剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按湿基质量比1：（0.30-0.40）：（0.020-0.030）混合，得混合物料，该物料含水率为65-70%，碳氮比为21-25；优选剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按湿基质量比1：0.35：0.025混合；

b.将混合物料进行发酵，腐熟，得生物炭-麦秸秆混合堆肥，具体是将混合物料在发酵装置中，通过微曝气系统及人工强制翻堆相结合的方式对混合物料进行好氧发酵，通风速率为0.1～0.2L/min/kg湿基，间隔几天进行翻堆；发酵20～25天后腐熟，得生物炭-麦秸秆混合堆肥。优选曝气速率优选为0.18 L/min/kg湿基。

翻堆的优选方案是，分别在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。

所述生物炭含水率为2%～5%，所述生物炭粒度为80-105目，优选95目。

所述麦秸秆粉含水率为0.65-0.80，优选0.72%，麦秸秆粉粒度0.5-2mm，优选1mm。

所述城镇污水处理厂剩余污泥含水率为75%～85%，有机质含量为500～700g/kg干基。

在每次翻堆时取样，主要测定堆体pH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高10%～15%，总氮含量相对提高3%～10%，氨氮含量相对降低12%～20%。

实施例2：

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

将剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按质量比1(湿基) : 0.35 : 0.025 混合，得到混合物料后，将混合物料置于发酵装置中，采用微曝气系统和强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥发酵，曝气量为0.18L/min/kg湿基，在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。经20天发酵后污泥混合物达到腐熟，得到污泥堆肥产品。在每次翻堆时取样，主要测定堆体PH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高15%，总氮含量相对提高10%，氨氮含量相对降低20%。

实施例3

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

将剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按质量比1(湿基) : 0.30 : 0.020 混合，得到混合物料后，将混合物料置于发酵装置中，采用微曝气系统和强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥发酵，曝气量为0.10L/min/kg湿基，在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。经20天发酵后污泥混合物达到腐熟，得到污泥堆肥产品。在每次翻堆时取样，主要测定堆体pH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高12%，总氮含量相对提高5%，氨氮含量相对降低13%。

实施例4

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

将剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按质量比1(湿基) : 0.38 : 0.027 混合，得到混合物料后，将混合物料置于发酵装置中，采用微曝气系统和强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥发酵，曝气量为0.15L/min/kg湿基，在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。经22天发酵后污泥混合物达到腐熟，得到污泥堆肥产品。在每次翻堆时取样，主要测定堆体pH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高13%，总氮含量相对提高8%，氨氮含量相对降低18%。

实施例5

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

将剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按质量比1(湿基) : 0.40 : 0.030 混合，得到混合物料后，将混合物料置于发酵装置中，采用微曝气系统和强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥发酵，曝气量为0.20L/min/kg湿基，在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。经25天发酵后污泥混合物达到腐熟，得到污泥堆肥产品。在每次翻堆时取样，主要测定堆体pH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高15%，总氮含量相对提高10%，氨氮含量相对降低17%。

实施例6

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

将剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按质量比1(湿基) : 0.30 : 0.020 混合，得到混合物料后，将混合物料置于发酵装置中，采用微曝气系统和强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥发酵，曝气量为0.10L/min/kg湿基，在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。经23天发酵后污泥混合物达到腐熟，得到污泥堆肥产品。在每次翻堆时取样，主要测定堆体pH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高14%，总氮含量相对提高7%，氨氮含量相对降低16%。

实施例7

一种生物炭-麦秸秆改良城镇污泥微曝气混合堆肥方法，包括以下步骤：

将剩余污泥、麦秸秆粉和生物炭按质量比1(湿基) : 0.40 : 0.020 混合，得到混合物料后，将混合物料置于发酵装置中，采用微曝气系统和强制翻堆相结合方式进行好氧堆肥发酵，曝气量为0.20L/min/kg湿基，在第2、4、6、8、10、14天进行翻堆。经24天发酵后污泥混合物达到腐熟，得到污泥堆肥产品。在每次翻堆时取样，主要测定堆体pH、含水率、有机质损失、总氮和氨氮等指标。添加生物炭的堆体腐熟后有机质降解量相对提高13%，总氮含量相对提高7%，氨氮含量相对降低14%。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。