一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法技术

本发明专利技术提供了一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法，属于厌氧消化沼渣资源化利用技术领域；本发明专利技术将厌氧消化沼渣、钢渣(无需脱硫)、秸秆、高岭土混合于臭氧气氛中进行好氧发酵，同普通堆肥相比，可使发酵产物中腐殖类物质显著提升2～3倍。本发明专利技术利用钢渣消耗厌氧消化沼渣里的硫和小分子有机酸，中和酸和固定硫，同时避免臭气散逸，利用臭氧对厌氧消化沼渣中大量杂环有机物的氧化反应，彻底消除臭气和易腐有机物。本发明专利技术的方法仅需3～5天即可实现沼渣稳定，含水率降到40％以下，种子发芽指数达到80％以上，病虫卵可100％杀灭。本发明专利技术的方法改善了消化沼渣的后腐熟环境，加快了后腐熟速度，提高了腐熟物料的土地利用性。提高了腐熟物料的土地利用性。提高了腐熟物料的土地利用性。

【技术实现步骤摘要】
一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法


[0001]本专利技术属于厌氧消化沼渣资源化利用
，具体涉及一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法。

技术介绍

[0002]污泥、畜禽粪便、厨余垃圾等易腐有机质厌氧消化技术回收生物质能源是一种具有获得普遍应用的绿色低碳技术，但是厌氧消化过程中，会产生大量氨、硫化氢、小分子有机酸等不稳定有机质，并导致恶臭逸散，且厌氧消化沼渣在试验中发现其种子发芽率很低、甚至是零，沼渣中病虫卵超标，易导致疾病传播等原因，使沼渣无法满足可作为土地利用基质所需的稳定化、臭氧和卫生化要求。一般传统发酵时间为春秋季20～25d，夏季15～20d，冬季30～40d，发酵的最适宜环境温度为25～35℃，但沼渣中可降解有机质不足，如堆肥升温无法达到55℃以上高温条件，腐熟和杀灭病原体等卫生化效果不充分。
[0003]作为传统的沼渣腐熟，往往采用好氧发酵或堆肥的技术手段。但是堆肥过程中，消化沼渣中大量含硫物质逸散导致恶臭，成为沼渣堆肥的重要瓶颈问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法，本专利技术能够避免沼渣腐熟过程中臭气散逸。
[0005]本专利技术提供了一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法，包括以下步骤：将厌氧消化沼渣、钢渣、秸秆和高岭土混合，得到发酵料，将所述发酵料在臭氧气氛中进行好氧发酵，得到发酵产物；所述钢渣包括未经过脱硫处理的钢渣和/或经过脱硫处理的钢渣。
[0006]优选的，所述厌氧消化沼渣是由厌氧消化原料经过厌氧消化得到；所述厌氧消化原料为污泥、畜禽粪便和厨余垃圾中的一种或几种。
[0007]优选的，所述钢渣占所述发酵料的质量百分比为3％～6％；所述高岭土占所述发酵料的质量百分比为8％～12％；所述厌氧消化沼渣占所述发酵料的质量百分比不低于45％；所述发酵料的含水率≤70％。
[0008]优选的，所述钢渣的粒径为40～80目。
[0009]优选的，所述好氧发酵在臭氧和空气的混合气体环境中进行，所述臭氧和空气的体积比为1:9～1:10；
[0010]所述臭氧发酵的过程中采用间歇供风。
[0011]优选的，所述好氧发酵于树式臭氧发酵罐中进行；所述树式臭氧发酵罐包括发酵罐本体1，所述发酵罐本体1的下部设置有进气管2，所述发酵罐本体1的上部设置有排气管3；所述发酵罐本体1内部设置有主管4；所述主管4和进气管2连通；所述主管4上连通有若干支管5；所述支管5在所述主管4上呈树枝状分布。
[0012]优选的，在所述好氧发酵过程中，通过进气管、主管、支管组成的管路通入臭氧和空气；所述支管5排出的臭氧浓度为25～50ppm，总臭氧通入量按消化沼渣有机质计为50～
100mgO3/g
有机质
。
[0013]优选的，所述间歇供风为：每小时通气一次，每次通入臭氧和空气的时间为8～10min。
[0014]优选的，所述好氧发酵的时间为3～5d。
[0015]优选的，所述混合的方法包括：将经微波处理后的高岭土和钢渣第一混合，得到第一混合物；所述第一混合物依次进行第一次微波处理和第二次微波处理后迅速与厌氧消化沼渣、秸秆进行第二混合；所述第一混合的时间≤3min。
[0016]优选的，所述第二混合的时间≤3min；所述第一次微波处理的时间以第一次微波处理至物料温度≥45℃时停止第一次微波处理为准；在所述第一次微波处理后，还包括对第一次微波处理后的物料进行搅拌至物料温度降温至30℃后，再进行第二次微波处理；所述第二次微波处理的时间以物料温度≥45℃时停止第二次微波处理为准；所述第一次微波处理和第二次微波处理的频率相同。
[0017]本专利技术还提供了所述方法得到的发酵产物，所述发酵产物的总腐殖质含量用腐殖碳含量表征为200～250mg/gVS，胡敏酸和富里酸的质量比为1.5：1，含水率≤40％，种子发芽指数80％以上，病虫卵致死率为100％。
[0018]本专利技术提供了一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法，包括以下步骤：将厌氧消化沼渣、钢渣、秸秆和高岭土混合，得到发酵料，将所述发酵料在臭氧气氛中进行好氧发酵，得到发酵产物；所述钢渣包括未经过脱硫处理的钢渣和/或经过脱硫处理的钢渣。
[0019]本专利技术利用高岭土使厌氧消化沼渣中充满微细孔隙，并采用秸秆调节厌氧消化沼渣含水率；钢渣呈碱性，本专利技术利用钢渣(无需脱硫)里的碱性成分，消耗厌氧消化沼渣里大量的硫和小分子有机酸，起到中和酸和固定硫的作用，同时避免臭气散逸。本专利技术首次实现可利用未经过脱硫处理的钢渣进行好氧发酵。
[0020]本专利技术将所述发酵料进行臭氧好氧发酵，利用臭氧可氧化厌氧消化沼渣中硫化氢等致臭物质，固定硫，同时也能够对钢渣固定的硫进行氧化，从而彻底消除臭气和易腐有机物。此外，臭氧在高岭土含铝矿物的催化作用下，氧化性显著增强，可实现快速氧化消化厌氧消化沼渣中的致臭物质。再者，由于沼渣中可降解有机质不足，导致堆肥升温无法达到55℃以上高温条件，仍然腐熟和杀灭病原体等卫生化效果无法充分；而本专利技术中，臭氧具有极强的杀菌能力，可完全灭活病原体。利用臭氧在高岭土和钢渣的同时作用下的强氧化性，可快速氧化消化沼渣中的硫化氢等致臭物质。
[0021]本专利技术利用臭氧对厌氧消化沼渣中大量杂环有机物进行氧化，可使厌氧消化沼渣中的腐殖类物质含量显著上升，腐殖类物质含量是普通堆肥的2～3倍以上。发酵产物中总腐殖质含量用腐殖碳含量表征为200～250mg/gVS，普通堆肥的腐殖碳含量为80～100mg/gVS，普通堆肥HA(胡敏酸)和FA(富里酸)的质量比约为0.9，本专利技术的方法HA(胡敏酸)和FA(富里酸)的质量比约为1.5。
[0022]秸杆和沼渣的传统堆肥法，根据室外温度的不同需要15～30d时间。而本专利技术的方法能够快速稳定厌氧消化沼渣，仅需好氧发酵3～5天，含水率可降到40％以下，种子发芽指数能达到80％以上，病虫卵可100％杀灭，极大改善了厌氧消化沼渣的后腐熟环境，大大加快了厌氧消化沼渣的后腐熟速度，显著提高了腐熟物料的土地利用性。本专利技术在低碳低成本环境下，真正实现污泥处理减量化、无害化、资源化目标。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的树式臭氧发酵罐的结构示意图，其中1
‑
发酵罐本体、2
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进气管、3
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排气管、4
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主管、5
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支管、6
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熟料出口和7
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熟料收集组件。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法，包括以下步骤：将厌氧消化沼渣、钢渣、秸秆和高岭土混合，得到发酵料，将所述发酵料在臭氧气氛中进行好氧发酵，得到发酵产物；所述钢渣包括未经过脱硫处理的钢渣和/或经过脱硫处理的钢渣。
[0025]在本专利技术中，所述厌氧消化沼渣优选为易腐有机质；所述厌氧消化沼渣是由厌氧消化原料经过厌氧消化得到；所述厌氧消化原料优选为污泥、畜禽粪便和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速腐熟厌氧消化沼渣的方法，包括以下步骤：将厌氧消化沼渣、钢渣、秸秆和高岭土混合，得到发酵料，将所述发酵料在臭氧气氛中进行好氧发酵，得到发酵产物；所述钢渣包括未经过脱硫处理的钢渣和/或经过脱硫处理的钢渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述厌氧消化沼渣是由厌氧消化原料经过厌氧消化得到；所述厌氧消化原料为污泥、畜禽粪便和厨余垃圾中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢渣占所述发酵料的质量百分比为3％～6％；所述高岭土占所述发酵料的质量百分比为8％～12％；所述厌氧消化沼渣占所述发酵料的质量百分比不低于45％；所述发酵料的含水率≤70％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢渣的粒径为40～80目。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧发酵在臭氧和空气的混合气体环境中进行，所述臭氧和空气的体积比为1:9～1:10；所述臭氧发酵的过程中采用间歇供风。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧发酵于树式臭氧发酵罐中进行；所述树式臭氧发酵罐包括发酵罐本体(1)，所述发酵罐本体(1)的下部设置有进气管(2)，所述发酵罐本体(1)的上部设置有排气管(3)；所述发酵罐本体(1)内部设置有主管(4)；所述主管(4)和进气管(2)连通；所述主管(4)上连通有若干支管(5)；所述支管(5)在所述主管(4)上呈树枝状分布。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述好氧发酵过程中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟欣茹，董滨，沈丹妮，冯思盈，韩昊轩，朱春宇，李国豪，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：