本发明涉及固体废弃物处理技术领域，尤其涉及污泥的资源化利用技术领域，具体涉及一种生活污泥的好氧堆肥方法及其系统。
背景技术：
随着城市化进程的加快、人口的集中，城市生活污水的产生量逐年上升，作为污水处理的副产物—污泥的产生量也随之形成递增式的增长。面对日益严峻的环境压力及工业化快速发展带来的能源短缺问题，资源化利用--即将污泥进行减量化和稳定化的同时，尽可能的将其中的有用成分---主要是碳源、氮源进行合理利用，成为当前污泥处置方式的研究热点。
好氧堆肥是污泥资源化利用中常用的技术方法，根据脱水程度的不同，主要分为两种：方法一采用初步脱水，其包括两个步骤，步骤一、对污泥进行初次脱水处理，步骤二、对初次脱水后的污泥进行堆制发酵处理；初次脱水处理后的污泥的含水量约为80%，脱水后污泥中c/n比值较低，含水率高且透气性差，需要在步骤二中添加大量辅料对原料污泥的c/n比值、含水率以及透气性进行调整，污泥堆肥资源化处置时，一次腐熟周期长，长达20天~40天，而且污泥减量水平小于15%，减量化效果不明显。方法二采用深度脱水，其包括三个步骤，步骤一、添加调理剂对污泥进行调质后进行深度脱水处理，获得泥饼；步骤二，对泥饼进行破碎处理，获得泥饼颗粒；步骤三、将泥饼颗粒进行堆制发酵处理；深度脱水处理后的污泥含水量为55%~65%。虽然泥饼含水率降低，并且通过对泥饼进行破碎处理，以提高透气性，但一次腐熟周期仍然需要15天~30天，污泥减量化水平仅达到40%-45%。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种生活污泥的好氧堆肥方法，其能解决现有好氧堆肥方法一次腐熟周期长、污泥减量化效果差的技术问题。
其技术方案是这样的，一种生活污泥的好氧堆肥方法，其包括以下步骤，步骤一、添加调理剂对污泥进行调质后进行深度脱水处理，获得泥饼；步骤二，对泥饼进行破碎处理，获得泥饼颗粒；步骤三、将泥饼颗粒进行堆制发酵处理；其特征在于：所述调理剂包括固化剂和助滤剂，所述固化剂和所述助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,所述固化剂按质量分数计包括5%-15%焚烧炉渣、50%-70%电石渣和20%-35%脱硫石膏，所述助滤剂为多孔生物质材料。
进一步的，步骤一中，所述多孔生物质材料包括下述任一一种或几种物料：锯末、竹粉、菇渣、活性炭、草木灰、植物种子或果实核壳。
更进一步的，所述多孔生物质材料为颗粒状物料，粒径大小为0.1mm~0.15mm。
进一步的，步骤一具体如下，
首先，调节污泥固含量，以形成初始泥浆，所述初始泥浆的固含量为3%-10%；
其次，向所述初始泥浆中依次投加助滤剂和固化剂进行调质，并分别搅拌混合，所述搅拌混合的转速为100r/min，时间为15min；
然后，将调质后的污泥输送至板框压滤机，保持压力≤0.8mpa，进料40min，保持压力≤1.8mpa，鼓膜压榨40min-50min，卸压，获得泥饼，所述泥饼的含水率为55%-65%、ph值为8.0~8.5。
更进一步的，将城镇污水处理厂产生的含水率95%-99.2%的浓缩污泥及含水率80%-85%的初次脱水污泥进行混合，形成初始泥浆。
进一步的，步骤二中，将泥饼输送至破碎装置进行破碎，破碎后的泥饼颗粒的粒径大小为45mm-60mm。
进一步的，步骤三具体如下，
首先，对泥饼颗粒进行堆料处理，堆体尺寸为4.5m×1.5m×1.5m（长×宽×高）；
其次，进行一次腐熟，直至堆体温度不再上升，一次腐熟后物料ph为7.2-7.6，含水率为40%-50%，污泥干基中，全氮为1.58%-1.7%，全磷为2.72%-2.9%，全钾为0.43%-0.85%；
然后，进行二次腐熟，直至物料表观黄褐色且散发出土腥味，二次腐熟后物料ph为6.5-8，含水率为30%-38%，污泥干基中，全氮1.6%-2.0%，全磷2.72%-3.2%，全钾0.4%-0.83%。
更进一步的，所述一次腐熟，当堆体温度＞60℃时，进行翻抛或增加曝气量，一次腐熟过程中氧气供给量≥0.45m3/m3.h。
另外，本发明还提供了用于实现上述方法的生活污泥的好氧堆肥系统，其特征在于：其包括顺次连接的泥浆调理装置、压滤装置、破碎装置和好氧发酵装置，所述泥浆调理装置的罐体内设置有搅拌器，其还包括分别与所述泥浆调理装置连接的污泥存储装置、助滤剂存储装置和固化剂存储装置。
进一步的，所述污泥存储装置包括初次脱水污泥存储装置和水厂浓缩污泥存储装置；
所述压滤装置包括第一板框压滤机和第二板框压滤机；
所述好氧发酵装置包括第一好氧发酵罐和第二好氧发酵罐；
所述初次脱水污泥存储装置的出料口通过无轴提升泵连接所述泥浆调理装置的污泥入料口，所述水厂浓缩污泥存储装置的出料口通过螺杆泵连接所述泥浆调理装置的污泥入料口，所述助滤剂存储装置的出料口和固化剂存储装置的出料口分别通过计重螺旋固体加药器连接所述泥浆调理装置的药剂入料口，所述泥浆调理装置的出料口通过螺杆泵分别连接第一板框压滤机的入料口和第二板框压滤机的入料口，所述第一板框压滤机的滤液出料口和第二板框压滤机的滤液出料口分别通过回流泵连接所述泥浆调理装置的稀释用水入料口，所述第一板框压滤机的泥饼出料口和第二板框压滤机的泥饼出料口分别通过皮带输送装置连接提升料斗的入料口，所述提升料斗的出料口通过皮带输送装置连接破碎装置的入料口，所述破碎装置的出料口通过皮带输送装置连接第一好氧发酵罐的入料口，所述第一好氧发酵罐的出料口通过皮带输送装置连接第二好氧发酵罐的入料口。
本发明的好氧堆肥方法，其采用多孔结构的固化剂和助滤剂作为复配调理剂，能够结合污泥颗粒，形成坚硬的网格结构，在高压作用下仍然能形成抗压缩性强的滤饼，保持滤水通道的通畅，从而利于固液分离，而且助滤剂为多孔生物质材料，能够作为碳源、氮源添加以调整污泥的c/n比值和透气性，避免后续发酵过程中辅料的添加，简化方法；同时，本发明对固化剂的投加量和配比组成进行了优化，将固化剂和助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,固化剂按质量分数计包括5%-15%焚烧炉渣、50%-70%电石渣和20%-35%脱硫石膏，助滤剂为多孔生物质材料，使得一次腐熟周期缩短为7天-15天，减量化水平提高至50%以上。
本发明的上述好氧堆肥系统，其能减少人工需求，降低劳动强度，而且能够确保生产连续性，提高工业化水平；压滤装置包括第一板框压滤机和第二板框压滤机，当第一板框压滤机实行进料操作时，第二板框压滤机能够实行压榨操作，两者交替运行能够实现进料和压榨的同步操作，进一步确保生产连续性；第一板框压滤机和第二板框压滤机的滤液出口通过回流泵连接泥浆调理装置，能够对滤液实施有效利用，降低水资源的消耗，同时第一板框压滤机和第二板框压滤机的交替运行，能够实现滤液的连续供给，更进一步确保生产连续性。
附图说明
图1为本发明的好氧堆肥系统的系统连接图。
附图标记：1-助滤剂存储装置；2-固化剂存储装置；3、4-计重螺旋固体加药器；5-初次脱水污泥存储装置；6-水厂浓缩污泥存储装置；7-螺杆泵；8-无轴提升泵；9-搅拌器；10-泥浆调理装置；11-螺杆泵；12-第一板框压滤机；13-第二板框压滤机；14-回流泵；15-皮带输送装置；16-提升料斗；17-皮带输送装置；18-破碎装置；19-皮带输送装置；20-第一好氧发酵罐；21-皮带输送装置；22-第二好氧发酵罐。
具体实施方式
实施例一
一种生活污泥的好氧堆肥方法，其包括以下步骤：
步骤一，
首先，调节污泥的固含量，形成初始泥浆，初始泥浆的固含量为3%-10%，该调节方式具体为，将城镇污水处理厂产生的含水率95%-99.2%的浓缩污泥及含水率80%-85%的初次脱水污泥进行混合；
其次，向初始泥浆中依次投加助滤剂和固化剂进行调质，并分别搅拌混合，搅拌混合的转速为100r/min，时间为15min，其中，固化剂和助滤剂的投加量均为污泥固含量的10%~30%,固化剂按质量分数计包括5%-15%焚烧炉渣、50%-70%电石渣和20%-35%脱硫石膏，助滤剂为多孔生物质材料；作为助滤剂的多孔生物质材料包括下述任一一种或几种物料：锯末、竹粉、菇渣、活性炭、草木灰、植物种子或果实核壳；多孔生物质材料为颗粒状物料，粒径大小为0.1mm~0.15mm；
然后，将调质后的污泥输送至板框压滤机，保持压力0.8mpa，进料50min，保持压力1.8mpa，鼓膜压榨40min，卸压，获得泥饼，泥饼的含水率为55%-65%，ph值为8.0~8.5。
初始泥浆的固含量优选为3%-10%。单独使用浓缩污泥时需静置去除上清，处理时间长；单独使用初次脱水的污泥需用大量清水稀释，费水；而由浓缩污泥和初次脱水的污泥掺混形成初始泥浆，无需静置和掺水，进而缩短时间，节约用水。
步骤二，
将泥饼输送至破碎装置进行破碎，破碎后的泥饼颗粒的粒径大小为45mm-60mm；破碎能够进一步提高透气性，大幅减少后续好氧发酵过程中恶臭的产生。
步骤三，
首先，对泥饼颗粒进行堆料处理，堆体尺寸为4.5m×1.5m×1.5m（长×宽×高）；
其次，进行一次腐熟，直至堆体温度不再上升，一次腐熟后物料ph为7.2-7.6，含水率为40%-50%，污泥干基中，全氮为1.58%-1.7%，全磷为2.72%-2.9%，全钾为0.43%-0.85%，其中，当堆体温度＞60℃时，进行翻抛或增加曝气量，一次腐熟过程中氧气供给量≥0.45m3/m3.h；
然后，进行二次腐熟，直至物料表观黄褐色且散发出土腥味，二次腐熟后物料ph为6.5-8，含水率为30%-38%，污泥干基中，全氮1.6%-2.0%，全磷2.72%-3.2%，全钾0.4%-0.83%。
一种实现上述方法生活污泥的好氧堆肥系统，如图1所示，其包括顺次连接的泥浆调理装置(10)、压滤装置、破碎装置（18）和好氧发酵装置，泥浆调理装置(10)的罐体内设置有搅拌器（9），其还包括分别与泥浆调理装置(10)连接的污泥存储装置和助滤剂存储装置(1)和固化剂存储装置(2)。
污泥存储装置包括初次脱水污泥存储装置(5)和水厂浓缩污泥存储装置(6)；
压滤装置包括第一板框压滤机(12)和第二板框压滤机(13)；
好氧发酵装置包括第一好氧发酵罐和第二好氧发酵罐；
初次脱水污泥存储装置(5)的出料口通过无轴提升泵（8）连接泥浆调理装置(10)的污泥入料口，水厂浓缩污泥存储装置(6)的出料口通过螺杆泵（7）连接泥浆调理装置(10)的污泥入料口，助滤剂存储装置(1)的出料口和固化剂存储装置(2)的出料口分别通过计重螺旋固体加药器(3、4)连接泥浆调理装置(10)的药剂入料口，泥浆调理装置(10)的出料口通过螺杆泵(11)分别连接第一板框压滤机(12)的入料口和第二板框压滤机(13)的入料口，第一板框压滤机(12)的滤液出料口和第二板框压滤机(13)的滤液出料口分别通过回流泵（14）连接泥浆调理装置(10)的稀释用水入料口，第一板框压滤机(12)的泥饼出料口和第二板框压滤机(13)的泥饼出料口分别通过皮带输送装置（15）连接提升料斗（16）的入料口，提升料斗（16）的出料口通过皮带输送装置（17）连接破碎装置（18）的入料口，破碎装置（18）的出料口通过皮带输送装置（19）连接第一好氧发酵罐（20）的入料口，第一好氧发酵罐（20）的出料口通过皮带输送装置（21）连接第二好氧发酵罐（22）的入料口。
实施例二
实施例二的好氧堆肥方法与实施例一的方法不同之处仅在于步骤一单独使用初次脱水污泥或单独使用浓缩污泥进行深度脱水；其中，初次脱水污泥需加水稀释，浓缩污泥需静置去除上清，使初始泥浆的固含量为3%-10%。
应用例
应用例1
该应用例采用实施例一的好氧堆肥方法路线。
物料说明：
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；包括，浓缩污泥，含水率97.3%，ph7.2，有机质54%，以及初次脱水污泥，含水率84.2%，ph7.6，有机质56%；形成的初始泥浆的固含量为5.7%。
助滤剂：菇渣，含水率38.3%，ph6.8，有机质82%，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的10%。
固化剂：按质量分数计包括5%焚烧炉渣、60%电石渣和35%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的10%。
泥饼：含水率为58%、全氮1.72%，c/n比值为17.5，ph值为8.0。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
堆制发酵过程说明：
一次腐熟情况：2d后温度升至58℃，对堆体进行翻抛处理，此后保持一天两次翻抛频率；第8d，温度维持在47℃，几乎不上升，此时物料ph值为7.6，含水率42%，有机质46.35%，全氮1.7%，全磷2.9%，全钾0.7%。
二次腐熟情况：30d陈化后，成品黄褐色，有土腥味，质松软，手握易松散，最终物料ph值为7.4，含水率32%，有机质45.98%，全氮1.7%，全磷2.9%，全钾0.7%。
应用例2
该应用例具体采用实施例二的好氧堆肥方法路线。
物料说明：
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；仅包括初次脱水后的污泥，含水率82%，ph7.4，有机质58%；加入稀释用水，形成的初始泥浆的固含量为6.9%。
助滤剂：竹粉，含水率21.4%，ph6.8，有机质75.6%，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的30%。
固化剂：按质量分数计包括15%焚烧炉渣、50%电石渣和35%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的30%。
泥饼：含水率为55%，有机质含量为49.4%，全氮1.68%，c/n为17.1，ph值8.5。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
堆制发酵过程说明：
一次腐熟情况：3d后温度升至55℃，对堆体进行翻抛处理，此后保持一天两次翻抛频率；第12d，温度维持在46℃，几乎不上升，此时物料ph值为7.2，含水率40%，有机质46.2%，全氮1.67%，全磷2.87%，全钾0.65%。
二次腐熟情况：30d陈化后，成品黄褐色，有土腥味，质松软，手握易松散，最终物料ph值为7.8，含水率37%，有机质45.24%，全氮1.67%，全磷2.87%，全钾0.63%。
应用例3
该应用例采用实施例一的好氧堆肥方法路线。
物料说明：
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；包括，浓缩污泥，含水率95.4%，ph7.3，有机质53%，以及初次脱水污泥，含水率80.8%，ph7.5，有机质58%；形成的初始泥浆的固含量为8.5%。
助滤剂：锯末，含水率15.2%，ph6.4，有机质73.2%，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的20%。
固化剂：按质量分数计包括10%焚烧炉渣、70%电石渣和20%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的20%。
泥饼：含水率64%，有机质含量为51.55%，全氮1.71%，c/n为17.49，ph值8.1。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
堆制发酵过程说明：
一次腐熟情况：3d后温度升至57℃，对堆体进行翻抛处理，此后保持一天两次翻抛频率；第15d，温度维持在44℃，几乎不上升，此时物料ph值为7.3，含水率46%，有机质46.2%，全氮1.69%，全磷2.87%，全钾0.43%。
二次腐熟情况：30d陈化后，成品黄褐色，有土腥味，质松软，手握易松散，最终物料ph值为7.1，含水率38%，有机质45.22%，全氮1.69%，全磷2.87%，全钾0.42%。
应用例4
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；仅包括初次脱水后的污泥，含水率82%，ph7.2，有机质60%；加入稀释用水，形成的初始泥浆的固含量为5.4%。
助滤剂：竹粉+活性炭，竹粉含水率21.4%，ph6.8，有机质75.6%，活性炭含水率5.6%，ph值7，有机质2-4%，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的30%，其中竹粉、活性炭混合比例为9:1。
固化剂：按质量分数计包括5%焚烧炉渣、70%电石渣和25%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的30%。
泥饼：含水率为55%，有机质含量为51.2%，全氮1.67%，c/n为17.8，ph值8.0。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
堆制发酵过程说明：
一次腐熟情况：2d后温度升至55℃，对堆体进行翻抛处理，此后保持一天两次翻抛频率；第8d，温度维持在46℃，几乎不上升，此时物料ph值为7.4，含水率42%，有机质48%，全氮1.67%，全磷2.87%，全钾0.65%。
二次腐熟情况：30d陈化后，成品黄褐色，有土腥味，质松软，手握易松散，最终物料ph值为7.3，含水率37%，有机质47.75%，全氮1.67%，全磷2.87%，全钾0.63%。
应用例5
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；包括，浓缩污泥，含水率98.2%，ph7.2，有机质56%，以及初次脱水污泥，含水率84.2%，ph7.6，有机质58%；形成的初始泥浆的固含量为3.7%。
助滤剂：菇渣+草木灰，菇渣含水率38.3%，ph6.8，有机质82%，草木灰含水率4%，ph8.7，有机质2%，菇渣、草木灰混合比例为8:2，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的20%。
固化剂：按质量分数计包括15%焚烧炉渣、50%电石渣和35%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的20%。
泥饼：含水率为64%，有机质含量为49.5%，全氮1.6%，c/n为18，ph值8.4。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
堆制发酵过程说明：
一次腐熟情况：3d后温度升至55℃，对堆体进行翻抛处理，此后保持一天两次翻抛频率；第12d，温度维持在46℃，几乎不上升，此时物料ph值为7.6，含水率45%，有机质46.2%，全氮1.6%，全磷2.72%，全钾0.85%。
二次腐熟情况：30d陈化后，成品黄褐色，有土腥味，质松软，手握易松散，最终物料ph值为7.4，含水率37%，有机质45.39%，全氮1.6%，全磷2.72%，全钾0.83%。
应用例6
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；仅包括初次脱水后的污泥，含水率84%，ph7.4，有机质52%；加入稀释用水，形成的初始泥浆的固含量为9.2%。
助滤剂：菇渣+锯末+稻壳，菇渣含水率38.3%，ph6.8，有机质82%，锯末含水率15.2%，ph6.4，有机质73.2%，稻壳含水率12.4%，ph7.2，有机质83.6%，菇渣、锯末、稻壳混合比例为：4:4:2，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的10%。
固化剂：按质量分数计包括10%焚烧炉渣、60%电石渣和30%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的10%。
泥饼：含水率为60%，有机质含量为49.21%，全氮1.65%，c/n为17.3，ph值8.0。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
堆制发酵过程说明：
一次腐熟情况：3d后温度升至55℃，对堆体进行翻抛处理，此后保持一天两次翻抛频率；第15d，温度维持在46℃，几乎不上升，此时物料ph值为7.3，含水率40%，有机质48.9%，全氮1.65%，全磷2.82%，全钾0.63%。
二次腐熟情况：30d陈化后，成品黄褐色，有土腥味，质松软，手握易松散，最终物料ph值为7.2，含水率37%，有机质47.7%，全氮1.65%，全磷2.82%，全钾0.6%。
减量化分析：
方案一
采用实施例二的方法路线。
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；仅包括初次脱水后的污泥，含水率80%，ph7.4，有机质56%，总氮2.2%，总量0.7t；加水稀释，形成的初始泥浆的固含量为8%。
助滤剂：菇渣，含水率10%，有机质72.3%，总氮1.38%，粒径大小0.1mm~0.15mm，助滤剂投加量为初始泥浆固含量的30%，即0.042t。
固化剂：按质量分数计包括15%焚烧炉渣、50%电石渣和35%脱硫石膏，固化剂投加量为初始泥浆固含量的10%，即0.014t。
泥饼：含水率为65%，有机质含量为55.49%，c/n为17.24，总重0.56t。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
一次腐熟情况：完成后物料ph值为7.2，含水率50%，有机质50%，全氮2.1%，c/n比值为13.8，总重0.3485t。
减量化水平为50.2%。
方案二
采用初次脱水污泥经药剂调理脱水后再添加辅料腐熟的方法路线，即背景技术中方法二的方法路线。
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；仅包括初次脱水后的污泥，含水率80%，ph7.4，有机质56%，总氮2.2%，总量0.7t；加水稀释，形成的初始泥浆的固含量为8%。
调理剂：pac和石灰，pac投加量为污泥固含量的5%，石灰投加量为污泥固含量的15%，投加量为0.028t。
泥饼：含水率为65%，有机质含量为48.69%，总氮1.913%，总重0.48t。
泥饼颗粒：粒径大小为45mm-60mm。
辅料：菇渣，含水率10%，有机质72.3%，总氮1.38%，粒径大小0.1mm~0.15mm；
泥饼颗粒与辅料的混合物：含水率59%，有机质54.5%，总氮1.78%，c/n为17.76，总量为0.76t。
一次腐熟情况：完成后物料ph值为7.2，含水率50%，有机质48.94%，全氮2%，c/n比值为14.2，总重0.3956t。
减量化水平为43.5%。
方案三
采用初次脱水污泥直接添加辅料腐熟的方法路线，即背景技术中方法一的方法路线。
污泥：来源，无锡某城镇污水处理厂；仅包括初次脱水后的污泥，含水率80%，ph7.4，有机质56%，总氮2.2%，总量0.7t；加水稀释，形成的初始泥浆的固含量为8%。
辅料：菇渣，含水率10%，有机质72.3%，总氮1.38%，粒径大小0.1mm~0.15mm；
泥饼颗粒与辅料的混合物：含水率59%，有机质66.73%，总氮1.66%，c/n为23.32，总量为1t。
一次腐熟情况：完成后物料含水率50%，有机质54.62%，全氮2.26%，c/n比值为13.99，总重0.6t。
减量化水平为14.3%。
由方案一、方案二和方案三分析可知，采用本发明的方法，相对于传统方法一和方法二，能够达到更高的减量化水平。
上述有机质含量、全氮、全磷、全钾的测量参见《中华人民共和国农业行业标准ny525-2012有机肥料》。另外，含水率为，(烘干前的湿重-烘干后的干重)/烘干前的湿重；碳含量为：有机质/1.724；c/n比值为：碳含量/氮含量。