城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法及系统.pdf

1、10申请公布号CN102336508A43申请公布日20120201CN102336508ACN102336508A21申请号201110315970722申请日20111018C02F11/12200601C02F11/02200601C05F7/0020060171申请人东莞市高能磁电技术有限公司地址523000广东省东莞市南城区元美东路第一国际百安中心A座507室72发明人孙化海54发明名称城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法及系统57摘要本发明公开了一种城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，其包括如下步骤一、预备1设置依次连接污水池的曝气沉砂池、沉淀池、预电磁消化管、混

2、发酵室、复混发酵室；2制备太阳能集热系统等备用；3制备含有好氧发酵微生物菌群的预腐材料备用；二、脱水与混合好氧高温发酵对生污泥进行磁化和电离处理，在预混发酵室、复混发酵室内发酵，同时使污泥混合物的含水率快速降低到5560；三、好氧高温再混发酵将污泥混合物加入再混发酵室的污泥输送槽内进一步混合发酵，制得含水率为3540的腐熟污泥肥料。本发明还提供了一种实施上述方法的系统，对污泥处理快速高效、占地少，适用于各类污水处理厂。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书14页附图2页CN102336518A1/3页21一种城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其

3、特征在于，其包括如下步骤一、预备1设置依次连接污水池的的曝气沉砂池、沉淀池、电磁消化管、预混发酵室、复混发酵室；在该预混发酵室及复混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，槽下方设有热水加热层；在所述的电磁消化管上依次间隔设置一N极磁化器、S极磁化器、N极磁化器及一电磁波聚焦器及多个电磁波发射源，将电磁波聚焦器的辐射面朝向流经管内的污泥；使所述输送槽将发酵室内空间整体分隔为上下两部分区域，上部分区域为污泥输送区，其中设有螺杆混合推进器，下部分为预腐材料区；上下区域之间设置有一透水金属网层；该透水金属网层与污泥输送槽之间形成一热水加热层；2制备太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与该集热系统配套使

4、用的蓄热系统、管道输送与控制系统备用；3制备含有好氧发酵微生物菌群、并预先发酵3672小时、粒度为2050目及100150目两种的预腐材料备用；所述的步骤13无先后顺序；二、脱水与混合好氧高温发酵4将城镇生活污泥自污水池导入曝气沉砂池，进行泥砂分选，将分选后的污泥注入沉淀池进行沉淀；5将粒度为100150目的预腐材料放入预混发酵室及复混发酵室污泥输送槽下层的预腐材料层内，其发酵过程所产生的热量供应给其上部污泥输送槽，同时吸收和过滤其上部污泥输送槽中渗透下来的污水；6启动太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与该集热系统配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统，制备设定温度的热水及热风，向所述预混

5、发酵室的热水加热层内输出3050的热水；7将沉淀池中导出的污泥导入浓缩池，将浓缩池污泥斗导出的含水率小于95的污泥，导入电磁消化管；启动电磁消化管内依次间隔设置的N极磁化器、S极磁化器、N极磁化器及一电磁波聚焦器及多个电磁波发射源，使其各单磁极磁化器的场强达到5000GS8000GS，对流经消化管内的高含水率污泥进行强磁化；启动多个电磁波发射源，将其发射的03040微米波长的电磁波聚焦后，使其电离辐射功率大于150EV，并将聚焦后的电磁波束直接射向磁化后的污泥，使其中包含的有机物发生强烈电离；8将磁化及电离处理后的污泥导入预混发酵室污泥输送槽中；使槽内设置的螺杆混合推进器以25转/分的速度旋转

6、，并将预先制备的、占总体15WT的2050目粒度的预腐材料，逐渐投入污泥中，随螺杆混合推进器的旋转不断与污泥混合、吸收水分、降低污泥粘度并缓慢向前移动，此过程中热水加热层通过热水将污泥与预腐材料混合物的温度保持在2050；管道输送与控制系统对空气预加热至3050后，向室内持续37M3/HT通风，加快水分蒸发速度，降低污泥混合物的粘性，持续2448小时，使污泥混合物在进行高温好氧发酵的同时，使其含水率快速降低到80以下；9启动太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与之配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统向复混发酵室的热水加热层内通3050的热水；将预混发酵室中导出的含水率小于80的污泥混合物导

7、入复混发酵室污泥输送槽中；使槽内设置的螺杆混合推进器权利要求书CN102336508ACN102336518A2/3页3以25转/分的速度旋转，并将预先制备的、占总体15WT的100150目粒度的预腐材料，逐渐投入污泥中，随螺杆混合推进器的旋转不断与污泥混合、吸收水分并缓慢向前移动，此过程中加热层通过热水将污泥与预腐材料混合物的温度保持在3050，对空气预加热至3050后，向室内持续37M3/HT通风，加快水分蒸发速度，保持好氧高温发酵过程并进一步降低污泥混合物的粘性，持续2448小时，使污泥混合物的含水率快速降低到5560；三、好氧高温再混发酵10制备一保温好氧高温再混发酵室，在该再混发酵室

8、中设置多数条平行的污泥输送槽，其中设有螺杆混合推进器；11将步骤5中放入预混发酵室及复混发酵室污泥输送槽下部区域的粒度为100150目的预腐材料取出，与步骤8制得的含水率5560的污泥混合物，同时加入再混发酵室的污泥输送槽内进一步混合，并使该混合物自然反应2448小时，向室内持续12M3/HT通风，待其温度自然降至4050时出料，制得含水率为3540的腐熟污泥肥料。2根据权利要求1所述的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，其还包括如下步骤四、检测及造粒12将获得的腐熟污泥肥料取样检测，检验其病原菌、重金属、大肠杆菌值，如符合标准则将其加入造粒机进行造粒；如不达标则将其送回再混发

9、酵室发酵，直至其检测合格后造粒。13干燥及包装将造粒机制得的粒状肥料干燥至含水率小于5后，密封包装。3根据权利要求1所述的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，所述的步骤3预腐材料的制备具体包括如下步骤3A制备含水率为2035的多孔植物纤维粉，其粒度分别为2050目及100150目，其成分为相同或不同；3B分别制备两种好氧发酵微生物菌群，第一菌群主体菌种为嗜温性细菌，第二菌群主体菌种为嗜热性微生物；3C将0105WT的第一菌群与粒度为2050目的多孔植物纤维粉混合后，保温2530发酵3672小时，制得第一预腐材料；将021WT的第二菌群与粒度为100150目的多孔植物纤维粉混合后

10、，保温3045发酵3672小时，制得第二预腐材料。4根据权利要求3所述的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，所述的步骤3具体包括还如下步骤3D制备PH调节剂，包括碱性调节剂石灰粉及酸性调节剂硫酸亚铁，适量加入预腐材料中，将污泥的PH值调节为7585；3E制备吸附剂粉煤灰，按照052WT的含量加入预腐材料中，降低污泥粘性、加快脱水速度及提高微生物菌群生长速度，吸附臭味；3F制备改良剂甲壳素0105WT，聚丙烯酰胺POLYACRYLAMIDE，PAM15WT，加入预腐材料中，以提高微生物菌群生长速度，吸附臭味，提高污泥肥料肥力并改善土壤特性；所述的步骤3D3F无先后顺序。权利要求书

11、CN102336508ACN102336518A3/3页45根据权利要求3所述的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，所述的多孔植物纤维粉为禾本科植物秸秆粉碎物；所述的第一菌群组分包括23份巨大芽孢杆菌、1份细菌、1份丝状菌、1份侧孢芽孢杆菌、1份胶质芽孢杆菌、1份短小芽孢杆菌、1份酵母菌；所述的第二菌群组分包括23份枯草芽孢秆菌、1份真菌、1份放线菌、1份青霉菌、1份淀粉酶链霉菌、23份脂肪芽孢杆菌。6根据权利要求1所述的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，所述的太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与之配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统，分别将太阳能或空气

12、能转化为热水及热风，所述的控制系统通过设置在各污泥输送槽中的传感器自动调节向污泥输送槽输送的热水及热风的流量和温度。7一种实施权利要求16之一所述方法的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其包括至少一由依次连接污水池的曝气沉砂池、沉淀池、电磁消化管、预混发酵室、复混发酵室组成的生产线；在该预混发酵室及复混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，槽下方设有热水加热层；在输送槽内设置上下两层，上层为污泥输送层，其中设有螺杆混合推进器，下层为预腐材料层，设有预腐材料，上下层之间为透水金属网层；在所述的电磁消化管上依次间隔设置一N极磁化器、S极磁化器、N极磁化器及一电磁波聚焦器及多个电磁波发射源，

13、将电磁波聚焦器的辐射面朝向流经管内的污泥；该生产线还包括一太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与该集热系统配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统，其共同制备设定温度的热水及热风，向所述预混发酵室及复混发酵室的热水加热层内输出热水，或/和向所述预混发酵室及复混发酵室内输出热风；所述的城镇生活污泥经曝气沉砂池、沉淀池处理后，依次被输入预混发酵室、复混发酵室内，进行快速脱水及高温好氧发酵后，输出含水率为3540的腐熟污泥肥料。8根据权利要求7所述的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其还包括一保温好氧高温再混发酵室，在该再混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，其中设有螺杆混合推进器，所述的

14、预腐材料与污泥混合后在该再混发酵室内进一步发酵，输出含水率为3540的腐熟污泥肥料。9根据权利要求7所述的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其还包括一检测设备及造粒设备，该检测设备将将获得的腐熟污泥肥料取样检测，合格后输入造粒设备进行造粒。10根据权利要求9所述的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其还包括一干燥设备及包装设备，分别用来对造粒的腐熟污泥肥料进行烘干及包装。权利要求书CN102336508ACN102336518A1/14页5城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法及系统技术领域0001本发明涉及环保技术，特别涉及一种与污水处理厂相配套的，采用清洁能源，便捷高效、

15、占地少、处理量大、资源化利用程度高的城镇污泥处理及资源化利用的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法。背景技术0002进入“十一五”以来，我国的污水处理产业得到了快速发展，污水处理能力及处理率增长迅速，带来了污泥产量的迅速增加。根据住建部资料显示，截止到2009年年底，全国城镇污水处理量达到280亿立方米，湿污泥含水率80产生量突破2000万吨。根据调研结果显示，我国污水处理厂所产生的污泥，有80没有得到妥善处理，污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来，并且引起了社会的关注。0003建立可持续性发展社会的时代需要，以及社会的关注促使国家不得不对污泥的处理处置逐步重视起来，国家的重视

16、又促使了污泥处理处置市场的形成和技术的发展。2010年初，住建部副部长仇保兴称，“十五”期间我国主要进行污水处理厂工作，“十一五”期间，重点是进行管网的配套，即将到来的“十二五”，将重点放在污泥处置等方面。应“千方百计地将污泥处置搞上去”，鼓励污泥无害化后进行土地综合利用。由此可见，“十二五”期间，污泥处理处置市场将得到进一步发展，其也将成为继污水处理之后的下一个发展热点。0004由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高。但目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段。一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的

17、迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距，且处理设施的负荷率低，处理技术及工艺落后，资源化利用的比例更低。因此中国应完善污水处理的政策法规，建立监管体制，创建合理的污水处理收费体系，扶植国内环保产业发展，推进污水处理行业的产业化和市场化。污水处理行业是一个朝阳产业，发展前景十分广阔。我国在未来的“十二五”期间，将投资巨资以推进城市污水处理和利用，中国污水处理行业由此迎来高速发展期，因此也迫切要求提升我国污泥处理及资源化利用的技术水平和处理能力。0005未经处理的污泥对人体非常有害。在污水处理过程中，细菌及大部分寄生生物留存在污

18、泥中，病毒可以吸附在污水中的颗粒上，随颗粒的沉淀也沉积到污泥中。生污泥中病原菌的数量每克以亿计，这些微生物包括大肠菌、大肠粪菌、粪链球菌、噬菌体、沙门氏菌、痢疾菌属、铜绿色极毛杆菌、寄生虫卵/幼虫、蛔虫、鞭虫、群体鞭虫、弓蛔虫、膜翅目幼虫、肠道病毒等。由于市政污水的来源是人类生活环境、大肠菌、大肠粪菌、粪链球菌等是哺乳动物直肠正常的排出物、它们的数量在污水和污泥中基本保持恒定。而其它各种病原菌如沙门氏菌、痢疾菌、肠道病毒例如脊髓灰质炎病毒、柯萨奇病毒、肝炎病毒、轮状病毒和寄生生物例如蛔虫、鞭虫、内阿米巴虫在污水/污泥中的比率同当地传染病的流行有关。显然，机械脱水后的污泥如果处置不当，进入人类的

19、食物链，必然会导致疾病的传播。说明书CN102336508ACN102336518A2/14页60006污泥处理就是对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧及回收再利用的加工过程。随着我国经济的发展，城市废水排放量日益增多，污泥产生量也随之大幅度提高，污泥处理处置逐渐成为国内外关注的焦点。国内外现有的处理处置手段主要包括卫生填埋、水体消纳、焚烧、堆肥处理、土地利用等。针对我国现有的技术来看，我国主要的污泥处置方式是填埋。最适合我国的处置方式是土地利用。随着科技进步，我国必将推出更加有效、合理的处理处置方式，最终实现城市污泥处理处置的减量化、无害化、稳定化和资源化。0007污泥问题日益显得突

20、出的原因在于早期建设的一批污水处理厂在长期摸索和试验后，仍然没有找到好的处置方案，而用于堆放、弃置、填埋的资源越来越少，各地环保部门的监管力度加强，而我国的污水处理正在以前所未有的速度发展和扩大，污泥的处置成为一个棘手的问题。按照我国的城市人口基数，既便只有1亿人口的污水被处理，每天也将产生25000吨含固率20的污泥泥饼，这部分泥饼如果按照最高2米来堆放，每年需要600个国际标准足球场。对于城市来说，周边土地资源已经难以满足需要。因此污泥的合理处置迟早必须进行。0008污泥因为主要成分包含有机质和矿物质，因此可以用来产生肥效，改良土壤。污泥的有机质具有一定的热值22003000大卡/公斤干污

21、泥，因此经过处理后，可以作为低热值的燃料加以利用。由于其含有大量的无机质，在处理后也可以作为建材的原料。毫无疑问，以上三种现有的利用途径均要求这些利用在经济上是可行的，在卫生方面是安全的。0009现有技术中所采用的污泥处理技术有0010污泥的卫生填埋0011这种处置方法简单、易行、成本低，污泥又不需要高度脱水，适应性强。但是污泥填埋也存在一些问题，尤指填埋渗滤液和气体的形成。渗滤液是一种被严重污染的液体，如果填埋场选址或运行不当会污染地下水环境。填埋场产生的气体主要是甲烷，若不采取适当措施会引起爆炸和燃烧。0012污泥的直接土地利用0013污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低、有机部分

22、可转化成土壤改良剂成分等优点，被认为是最有发展潜力的一种处置方式，科学合理的土地利用，可减少污泥带来的负面效应。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地如矿场土地、森林采伐场、垃圾填埋场、地表严重破坏区等需要复垦的土地的修复与重建，减少了污泥对人类生活的潜在威胁，既处置了污泥又恢复了生态环境。0014污泥的焚烧0015湿污泥干化后再直接焚烧应用得较为普遍，没有经过干化的污泥直接进行焚烧不仅十分困难，而且在能耗上也是极不经济的。0016以焚烧为核心的污泥处理方法是最彻底的污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，可最大限度地减少污泥体积

23、；但是其缺点在于处理设施投资大，处理费用高。0017城镇污水是造成我国区域性水污染的主要原因之一。目前，全国有设市城市640多个，建制镇16万多个，人口约27亿人，2000年污水排放量约为480亿立方米/年，大多数都没有得到处理，对水资源构成严重威胁。我国有9亿人口居住在农村，随着全面建设小说明书CN102336508ACN102336518A3/14页7康社会，小城镇建设将得到很快发展。据预测，到2010年，全国设市城市将达到1200个左右，建制镇达到25万3万个，全国村镇自来水普及率达到65。显然，我国小城镇污水污泥集中处理设施建设将呈现高速增长的态势。0018近年来，国内外均在投入大量人

24、力物力研究污泥处理技术及应用于污泥处理。美国关于污泥处理处置技术比例的最新数据是2004年度的，数据来源于联邦、各州、各县政府和一些污水处理厂。2004年，美国产生了18万吨污泥，大约55为土地利用，用于农艺、造林和土地改良。没有土地利用的污泥中，约28的污泥垃圾填埋场中处置，15的污泥采用焚烧方法处理，剩下的2被放置在污泥储存塘或脱水池中自然干化。在美国污泥土地利用已经代替填埋成为最主要的污泥处置方式。未来填埋处置的比例还将逐渐下降。0019日本污泥处理处置的主要途径是减量后堆肥农用或焚烧、熔融成炉渣，制成建材，其余部分委托给民间团体处理处置。0020欧盟欧盟及其成员国目前均拥有较完善的污泥

25、法规体系，法规起到了促进技术发展、规范处理处置行为、提高“废弃物”产品循环利用水平、保证处置安全的重要作用。欧盟强调以污泥的利用为主导，除以避免“废弃物”产生为目标以外，更力求使之成为“产品”再循环。0021英国1998年前42的污泥最终处置出路是农用，另有30的污泥排海，但目前欧盟已禁止污泥排海。0022德国目前污泥处置以脱水污泥填埋为主，部分农用，将来的趋势是污泥干化或焚烧后再利用或填埋。0023在政策法规方面国内2000年，建设部、环保总局、科技部发布了城市污水处理及污染防治技术政策，明确提出来要采用厌氧和好氧、堆肥的方式处理污泥，同时规模在10万吨以上的要采用氧化沟、SBR序批式活性污

26、泥法工艺，以减少污泥产量。00242009年，住建部、环保部及科技部发布了城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策试行，鼓励符合标准的污泥进行土地利用，提出在污泥浓缩、调理和脱水等实现污泥减量化的常规处理工艺基础上，根据污泥土地利用要求和相应的泥质标准，分别选择厌氧消化、高温好氧发酵的污泥处理技术路线。鼓励采用干化焚烧的联用方式，提高污泥的热能利用效率；鼓励污泥焚烧厂与垃圾焚烧厂合建。0025据环保部预测，至2010年底，全国污泥产生量将达到3000万吨含水率80，从而成为我国城镇环境污染威胁源。目前我国大部分污泥多为无序堆存或简单填埋，主要处置方式是脱水后直接与生活垃圾混合填埋31或农业

27、利用448。环保部的技术管理文件城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南试行中提出了四条污泥处理的最佳可行技术第一条是污泥消化技术，第二是污泥堆肥技术，第三是污泥土地利用技术，第四是污泥干化焚烧技术。0026污水处理的高速发展促生污泥处理处置市场的形成，未来对于污泥处理技术和处置能力的需要将越来越大。按照一般预测，中国人口要在2020年至2025年间达到顶峰，污水量也将在2020年左右达到最高峰。截止到2009年年底，全国城镇污水处理量达到280亿立方米，湿污泥含水率80产生量突破2000万吨。根据调研结果显示，我国污水处理厂所产生的污泥，有80没有得到妥善处理，污泥随意堆放及所造成

28、的污染与再污染问题已经凸显出来，并且引起了社会的关注。社会的关注促使国家不得不对污泥的处理处置说明书CN102336508ACN102336518A4/14页8重视起来，国家的重视又促使了污泥处理处置市场的形成，市场呼唤一种高效、便捷、处理量大、资源化程度高的城镇污泥处理及资源化利用方法，将城镇污泥进行处理，在保护环境的同时，也使污水处理厂增加收入。0027污泥处置的技术难点和高能耗环节之一是如何进行深度脱水降低其含水率，含水率60的污泥，其资源化潜力显著增大；由于污泥中微生物细胞和胶体物质相结合，其粘度大，造成脱水处理困难。现有技术中一般采用机械脱水，其能耗较高，而且不能同时对污泥进行消化处

29、理。0028污水处理厂污泥脱水车间出来的污泥具有很强的粘着性，这是因为其含水率很高，一般在7585，这是污泥本身的性质决定的。根据分析，污泥与水分子的结合非常紧密，并具有不同的相态自由态水可经重力沉淀和机械作用去除；物理性结合水须更多能量去除如加热；毛细管/间隙水；胶态/表面吸附水；化学性结合水只有打破化学键才能去除，被称为“平衡水”；细胞内的水；分子水。0029现有技术中，好氧高温发酵对有机物分解快、降解彻底、发酵均匀；发酵温度高、一般在5565，高的可达70以上；脱水速度快、脱水率高、发酵周期短，一般经15天左右的高温发酵，畜禽粪便含水率即从7080降至4050；杀灭病菌、寄生虫卵和杂草种

30、子及除臭效果好，但起始发酵适宜的粪料含水率为5565。但是常规好氧高温发酵技术，其需要占用的场地面积较大，发酵周期较长、吞吐量小、效率较低，不适合流水线化作业的车间生产，也不适合快速处理、大吞吐量作业的污水处理厂的需要。0030污泥的资源化农用是最佳出路。污泥农用乃是污泥最终处置手段中的最佳选择，这不仅是污泥的有机质含量决定的，也是其庞大的数量和增值潜力所决定的。已经施用过多化肥的土地变得越来越贫瘠，土地的良性循环被破坏，只有大量输入有机质，才能够改良土壤，对于此目的，污泥是一种廉价、理想的来源。当然，污泥中重金属的含量对于农用有着重要影响。值得注意的是，随着工业污染治理的加强，流入市政管网的

31、未加处理的工业污水越来越少，这样对于控制污泥的重金属含量，使之能够达到农用的安全级别，已经是可以期待的了。污泥农用事实上也包含林业、花卉业等，那些与人类食物链无关的绿色产业，可以提供给污泥的产品极好的出路，并具有较好的价格空间。只有农用出路所提供的潜在价格空间可以覆盖污泥处理所需的大部分成本，焚烧和填埋目前的成本对于本来就资金短缺的污水处理厂来说负担较大。本发明就是研究如何将低能耗、高效率的脱水与高温发酵技术相结合，而提供一种高效能、低能耗、大吞吐量的污泥快速脱水及发酵处理的方法与系统。发明内容0031本发明的目的之一在于，提供一种与污水处理厂相配套的，便捷高效、占地少、处理量大、资源化程度高

32、的城镇污泥处理及资源化利用的城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，研究采用新型清洁能源，将城镇污泥在进行脱水处理的同时进行生物消化处理，并采用磁化、电离、温度、含水率、通风、辅料、微生物菌种相结合的方式，加快脱水及消化处理速度、缩短反应时间，使有限的污泥处理车间能够大幅提高污泥脱水和资源化处理方法的生产能力，在变废为宝的同时，也为污水处理厂节省电能等污泥处理费用，同时增加有机肥料的销售收入。0032本发明的目的还在于，提供一种实施上述方法的城镇生活污泥的快速脱水发酵系说明书CN102336508ACN102336518A5/14页9统，组成生产线，连续处理污泥并将其磁化、电离、发酵、干化及资

33、源化。0033本发明为实现上述目的所采用的技术方案为00341、一种城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其特征在于，其包括如下步骤0035一、预备00361设置依次连接污水池的的曝气沉砂池、沉淀池、电磁消化管、预混发酵室、复混发酵室；在该预混发酵室及复混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，槽下方设有热水加热层；在所述的电磁消化管上依次间隔设置一N极磁化器、S极磁化器、N极磁化器及一电磁波聚焦器及多个电磁波发射源，将电磁波聚焦器的辐射面朝向流经管内的污泥；0037使所述输送槽将发酵室内空间整体分隔为上下两部分区域，上部分区域为污泥输送区，其中设有螺杆混合推进器，下部分为预腐材料区；上下区域之

34、间设置有一透水金属网层；该透水金属网层与污泥输送槽之间形成一热水加热层；00382制备太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与该集热系统配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统备用；00393制备含有好氧发酵微生物菌群、并预先发酵3672小时、粒度为2050目及100150目两种的预腐材料备用；0040所述的步骤13无先后顺序；0041二、脱水与混合好氧高温发酵00424将城镇生活污泥自污水池导入曝气沉砂池，进行泥砂分选，将分选后的污泥注入沉淀池进行沉淀；00435将粒度为100150目的预腐材料放入预混发酵室及复混发酵室污泥输送槽下层的预腐材料层内，其发酵过程所产生的热量供应给其上部污泥输送槽

35、，同时吸收和过滤其上部污泥输送槽中渗透下来的污水；00446启动太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与该集热系统配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统，制备设定温度的热水及热风，向所述预混发酵室的热水加热层内输出3050的热水；00457将沉淀池中导出的污泥导入浓缩池，将浓缩池污泥斗导出的含水率小于95的污泥，导入电磁消化管；启动电磁消化管内依次间隔设置的N极磁化器、S极磁化器、N极磁化器及一电磁波聚焦器及多个电磁波发射源，使其各单磁极磁化器的场强达到5000GS8000GS，对流经消化管内的高含水率污泥进行强磁化；启动多个电磁波发射源，将其发射的03040微米波长的电磁波聚焦后，使其电离辐

36、射功率大于150EV，并将聚焦后的电磁波束直接射向磁化后的污泥，使其中包含的有机物发生强烈电离；00468将磁化及电离处理后的污泥导入预混发酵室污泥输送槽中；使槽内设置的螺杆混合推进器以25转/分的速度旋转，并将预先制备的、占总体15WT的2050目粒度的预腐材料，逐渐投入污泥中，随螺杆混合推进器的旋转不断与污泥混合、吸收水分、降低污泥粘度并缓慢向前移动，此过程中热水加热层通过热水将污泥与预腐材料混合物的温度保持在2050；管道输送与控制系统对空气预加热至3050后，向室内持续37M3/HT通风，加快水分蒸发速度，降低污泥混合物的粘性，持续2448小时，使污泥混合物在进行高温好氧发酵的同时，使

37、其含水率快速降低到80以下；说明书CN102336508ACN102336518A6/14页1000479启动太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与之配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统向复混发酵室的热水加热层内通3050的热水；将预混发酵室中导出的含水率小于80的污泥混合物导入复混发酵室污泥输送槽中；使槽内设置的螺杆混合推进器以25转/分的速度旋转，并将预先制备的、占总体15WT的100150目粒度的预腐材料，逐渐投入污泥中，随螺杆混合推进器的旋转不断与污泥混合、吸收水分并缓慢向前移动，此过程中加热层通过热水将污泥与预腐材料混合物的温度保持在3050，对空气预加热至3050后，向室内持续

38、37M3/HT通风，加快水分蒸发速度，保持好氧高温发酵过程并进一步降低污泥混合物的粘性，持续2448小时，使污泥混合物的含水率快速降低到5560；0048三、好氧高温再混发酵004910制备一保温好氧高温再混发酵室，在该再混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，其中设有螺杆混合推进器；005011将步骤5中放入预混发酵室及复混发酵室污泥输送槽下部区域的粒度为100150目的预腐材料取出，与步骤8制得的含水率5560的污泥混合物，同时加入再混发酵室的污泥输送槽内进一步混合，并使该混合物自然反应2448小时，向室内持续12M3/HT通风，待其温度自然降至4050时出料，制得含水率为3540的腐熟污泥

39、肥料。0051四、检测及造粒005212将获得的腐熟污泥肥料取样检测，检验其病原菌、重金属、大肠杆菌值，如符合标准则将其加入造粒机进行造粒；如不达标则将其送回再混发酵室发酵，直至其检测合格后造粒。005313干燥及包装0054将造粒机制得的粒状肥料干燥至含水率小于5后，密封包装。0055所述的步骤3预腐材料的制备具体包括如下步骤00563A制备含水率为2035的多孔植物纤维粉，其粒度分别为2050目及100150目，其成分为相同或不同；00573B分别制备两种好氧发酵微生物菌群，第一菌群主体菌种为嗜温性细菌，第二菌群主体菌种为嗜热性微生物；00583C将0105WT的第一菌群与粒度为2050目

40、的多孔植物纤维粉混合后，保温2530发酵3672小时，制得第一预腐材料；将021WT的第二菌群与粒度为100150目的多孔植物纤维粉混合后，保温3045发酵3672小时，制得第二预腐材料；00593D制备PH调节剂，包括碱性调节剂石灰粉及酸性调节剂硫酸亚铁，适量加入预腐材料中，将污泥的PH值调节为7585；00603E制备吸附剂粉煤灰，按照052WT的含量加入预腐材料中，降低污泥粘性、加快脱水速度及提高微生物菌群生长速度，吸附臭味；00613F制备改良剂甲壳素0105WT，聚丙烯酰胺POLYACRYLAMIDE，PAM15WT，加入预腐材料中，以提高微生物菌群生长速度，吸附臭味，提高污泥肥料肥

41、力并改善土壤特性；0062所述的步骤3D3F无先后顺序。0063所述的多孔植物纤维粉为禾本科植物秸秆粉碎物；所述的第一菌群组分包括23说明书CN102336508ACN102336518A7/14页11份巨大芽孢杆菌、1份细菌、1份丝状菌、1份侧孢芽孢杆菌、1份胶质芽孢杆菌、1份短小芽孢杆菌、1份酵母菌；所述的第二菌群组分包括23份枯草芽孢秆菌、1份真菌、1份放线菌、1份青霉菌、1份淀粉酶链霉菌、23份脂肪芽孢杆菌。0064所述的太阳能集热系统、空气能热泵集热系统，及与之配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统，分别将太阳能或空气能转化为热水及热风，所述的控制系统通过设置在各污泥输送槽中的传感器

42、自动调节向污泥输送槽输送的热水及热风的流量和温度。0065一种前述方法的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其包括至少一由依次连接污水池的曝气沉砂池、沉淀池、电磁消化管、预混发酵室、复混发酵室组成的生产线；在该预混发酵室及复混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，槽下方设有热水加热层；在输送槽内设置上下两层，上层为污泥输送层，其中设有螺杆混合推进器，下层为预腐材料层，设有预腐材料，上下层之间为透水金属网层；在所述的电磁消化管上依次间隔设置一N极磁化器、S极磁化器、N极磁化器及一电磁波聚焦器及多个电磁波发射源，将电磁波聚焦器的辐射面朝向流经管内的污泥；该生产线还包括一太阳能集热系统、空气能

43、热泵集热系统，及与该集热系统配套使用的蓄热系统、管道输送与控制系统，其共同制备设定温度的热水及热风，向所述预混发酵室及复混发酵室的热水加热层内输出热水，或/和向所述预混发酵室及复混发酵室内输出热风；所述的城镇生活污泥经曝气沉砂池、沉淀池处理后，依次被输入预混发酵室、复混发酵室内，进行快速脱水及高温好氧发酵后，输出含水率为3540的腐熟污泥肥料。0066所述的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其还包括一保温好氧高温再混发酵室，在该再混发酵室中设置多数条平行的污泥输送槽，其中设有螺杆混合推进器，所述的预腐材料与污泥混合后在该再混发酵室内进一步发酵，输出含水率为3540的腐熟污泥肥料。00

44、67所述的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其还包括一检测设备及造粒设备，该检测设备将将获得的腐熟污泥肥料取样检测，合格后输入造粒设备进行造粒。0068所述的城镇生活污泥的快速脱水发酵系统，其特征在于，其还包括一干燥设备及包装设备，分别用来对造粒的腐熟污泥肥料进行烘干及包装。0069本发明采用的方法及系统，采用太阳能与空气能热泵制热、蓄热，同时采用底层的预腐材料发酵为上层污泥混合物提供热能，其优点是无需耗用大量的热能燃煤或电力，可以达到减量化资源化的目的，设备投资相对不高；同时大幅缩短了反应时间，减少了占地面积，而且不需要额外的投资，通过对污泥先行强磁化、强电离，再加入粉煤灰等添加剂

45、可避免发酵处理过程中排出恶臭气体污染周边环境；经过实际测试，采用本发明最短可以在34天完成一个周期的污泥处理，同时可以连续作业，根据污泥处理需要，调整生产线的面积、长度、设备的功率等参数，即可与现有污水处理厂进行匹配，这种方法在处理大规模的市政污泥时具有显著的优势，中小污水处理厂同样可以获得较好的节能、增效和技术效果。0070下面结合附图与实施例，对本发明进一步说明。附图说明0071图1是本发明的实施例的整体结构示意图；0072图2是图1中发酵室结构的俯视结构示意图。说明书CN102336508ACN102336518A8/14页120073图3是图1及图2中电磁消化管结构示意图。具体实施方式

46、0074实施例请参见图1、图2、图3，本发明提供的一种城镇生活污泥的快速脱水及资源化处理方法，其包括如下步骤0075一、预备00761设置依次连接污水池的的曝气沉砂池、沉淀池、电磁消化管14、预混发酵室8、复混发酵室9及再混发酵室10，各发酵室内部结构相同；参见图3，在所述的电磁消化管14的管壁41上依次间隔设置一N极磁化器43、S极磁化器44、N极磁化器45及一电磁波聚焦器47，多个电磁波发射源46穿过管壁41到达管腔42内，其发射端均朝向电磁波聚焦器47，其仰角各自不同但是其发射的电磁波汇聚在电磁波聚焦器47镜面后，聚合成强电离电磁波束，将电磁波聚焦器47的辐射面朝向流经管内的污泥，其直接

47、向管腔42内流过的污泥辐射、将污泥内部所含有机物电离；该电磁消化管14同时也是污泥物输入管道或作为其一段。0077参见图1，在该预混发酵室8、复混发酵室9及中再混发酵室10设置多数条平行的污泥输送槽13，槽13下方设有热水加热层19；所述输送槽13将各发酵室8、9、10内空间整体分隔为上下两部分区域17、18，其中上部分区域为污泥输送区17，其污泥输送槽13中设有螺杆混合推进器16，下部分为预腐材料区18；上下区域17、18之间设置有一透水金属网层25；透水金属网层25与污泥输送槽13之间形成一热水加热层19；预腐材料区18下部设有渗水收集层20、收集层上设有一排水口21，将通过透水金属网层及

48、预腐材料26的渗透水收集后，从排水口21排出。0078参见图2，所述的预混发酵室8、复混发酵室9及再混发酵室10，其结构相同，由前至后分别设有动力区域30，用以放置螺杆混合推进器16的驱动或传动装置；污泥或污泥混合物进料区31，通过污泥或污泥混合物通过电磁消化管14输入原料；污泥发酵处理区32，用以对污泥进行混合、推进、发酵、脱水反应；在污泥发酵处理区32的前部上方，设有多个预腐材料26的进料口11，用以将预腐材料逐渐加入污泥输送槽13中，与污泥混合形成污泥混合物；后上方设有出气口12，用以排出气体；正后方设有出料区33，将各污泥输送槽13中输出的污泥混合物集中收集，便于输送至下一工序。007

49、92分别制备太阳能集热系统1、空气能热泵集热系统2，及与该集热系统1、2配套使用的蓄热系统3、管道输送与控制系统4备用，各部分采用管道5相互连通；具体采用的集热系统1、2，蓄热系统3及管道输送与控制系统4的结构、组成、功率等，可根据现有技术及污泥处理量、场地形状、面积等因素进行设计和建设，本发明不再展开。00803制备含有好氧发酵微生物菌群、并预先发酵3672小时、粒度为2050目及100150目两种的预腐材料备用；0081其中预腐材料26的制备具体包括如下步骤00823A制备含水率为2035的多孔植物纤维粉，其粒度分别为2050目及100150目，其成分为相同或不同；所述的多孔植物纤维粉为禾本科植物秸秆粉碎物，如小麦、玉米、棉花、大豆、稻谷、乔木等等；本实施例中采用的为稻谷秸秆粉碎物，其他实施例中可以根据实际情况选择；说明书CN102336508ACN102336518A9/14页1300833B分别制备两种好氧发酵微生物菌群，第一菌群主体菌种为嗜温性细菌，第二菌群主体菌种为嗜热性微生物；0084本发明实施例采用的第一菌群组分，包括23份巨大芽孢杆菌、1份细菌、1份丝状菌、1份侧孢芽孢杆菌、1份胶质芽孢杆菌、1份短