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 CTB污泥生物处理成套技术简介
  在中国科学院、科技部、建设部、环保部、财政部等部门多年的连续支持下,以中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌博士为核心的研发团队,开发出拥有自主知识产权的自动控制生物堆肥技术——CTB技术。整套技术包含10余项国家发明专利与国家软件登记版权。该技术采用基于发酵过程自动监控的静态发酵(主发酵)与动态发酵(后熟发酵)相结合的组合工艺(工艺流程见图1),对堆肥过程进行实时在线自动监测和反馈控制,保证堆肥的成功率和工艺稳定性;具有发酵和脱水速度快、占地面积小、无害化彻底、投资和运行成本低等优点。该套技术已被全国6个大型生物堆肥项目工程采用。
从1993年开始,CTB技术发明人陈同斌研究员带领30余人的科研团队开展污泥生物堆肥技术的研究,先后主持了国家“863”计划、国家攻关课题、国家科技支撑计划等20余项污泥无害化、减量化和资源化研究项目;团队长期从事污泥处理处置的技术研发,先后主持和参与建设部《城镇污水处理厂污泥处理处置 农用泥质》、《生物堆肥自动控制系统》、《城镇污水处理厂污泥处理处置产业政策》、《城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范》等污泥系列标准的制定。至今已培养研究污泥处理和资源化方向的博士和博士后20余人。技术团队的研发实力雄厚,具有良好的技术服务和技术升级能力。

图1 CTB自动控制生物堆肥技术工艺流程

  长期的工程运行结果表明,CTB技术具有如下主要特点:
(1)基于堆体温度和氧气变化过程控制的智能化强制通风静态发酵
主要解决污泥的高效灭菌、稳定化、脱水、除臭等技术难点,可以控制恶臭物质的产生和排放,保证堆肥产品的质量。
(2)工艺技术稳定,智能化程度高、不受气温的影响
CTB技术通过自主研发的污泥堆肥过程温度、氧气等重要参数的实时在线监测和自动反馈控制,优化了堆肥过程中的温度和氧气条件,实现了生产过程的工业化自动测控,可以保障堆肥过程稳定、快速地进行,确保发酵过程的高效、稳定运行,确保堆肥产品质量稳定并符合国家肥料行业的相关标准;能够实现堆肥处理过程的无人值守和故障自我诊断功能,大幅度简化了污泥堆肥处理过程的人工操作和技术难度;在冬季没有供暖的前提下,依然可以进行正常的堆肥。
(3)运行成本低,堆肥周期短,占地面积小,节能减耗效果显著

  在相同技术指标下,CTB技术所需要的堆肥时间和占地面积仅为国内外同类技术的1/3~1/2;其能耗仅相当于国外同类水平的1/2~1/50;污泥处理的直接成本为国外同类技术的1/3~1/2,人力成本和工作量降低60%~70%(其性能比较见表1和表2)

表1:不同工艺性能比较

 

 

 

机械翻抛

 技术简单

 有臭味、能耗高、工艺不稳定、占地多、无害化效果差、产品难达标

静态堆肥

 投资、运行费少,产品达标

 有臭味、占地面积适中、堆肥发酵时间较长

CTB技术

 工艺稳定、操作简便、发酵快、占地少、产品质量好

 投资中等

表2:不同工艺性能比较

工艺

 

  

产品出路

填埋

 操作便利

 毁坏填埋场

-

焚烧

 减量化明显,节约占地

 投资和运行费用大,没有资源化

 剩余残灰可能要作为危废处理

干化

 减量化显著

 投资和运行费较高,干化后仍需处理

 干化-填埋/焚烧

消化

 通过产生沼气回收能量

 投资高、不安全,难管理、残渣仍需进一步处理

 沼气燃烧、沼渣需进一步处理

传统堆肥

 投资少

 有臭味、占地多、产品难达标

 肥料、填埋、焚烧

(4)厂区不存在恶臭等二次环境污染问题
该技术通过堆肥过程中的氧气监测和控制,可以确保堆肥的氧气含量在8%以上,从而不会产生恶臭气体和招引蚊蝇,确保厂区及其周围不存在二次环境污染问题。
(5)成套技术成熟,有稳定运行的示范工程
目前,CTB技术已在山东、河南、河北、天津等地推广应用,已有6个大型工程案例,技术已成熟。2005年,在山东晨鸣集团建立年处理量为10万吨的污泥堆肥与优质专用肥生产线,至今已稳定运行4年时间,堆肥产品和肥料产品销售情况良好。
(6)技术的完整性和配套性好,具有良好增值潜力

  CTB技术解决了污泥制备有机肥及有机-无机复合肥的配套技术和成套设备,使复合肥的生产成本降低10%~25%;而且针对污泥及其堆肥的基本理化特性而研发出配套的优质专用肥生产技术,解决了污泥

有机肥及有机-无机复合肥用于粮食、蔬菜、园林、花卉的配套技术,确保肥料产品具有良好的使用效果。用污泥堆肥生产的专用有机-无机复合肥产品先后通过农业部的肥料质量、病原菌、重金属等检测,有害微生物(蛔虫卵、大肠杆菌值)含量达到相关的国家标准。

 


 成果应用
CTB技术处理的污泥用于鸟巢草坪基质 CTB技术处理后的污泥用于草皮
卷基质示范基地
CTB技术处理后的污泥栽培葡萄示范 山东寿光项目(污泥制成的有机肥)
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堆肥专用生产线 专用生产线 高温好氧发酵池 秦皇岛绿港污泥处理厂自动控制中心

 


 中科博联环境工程有限公司部分工程业绩
完成的部分工程项目
山东晨鸣集团日处理300吨污泥的堆肥及有机肥生产工程(寿光蔡伦中科肥料有限公司)
包括污泥堆肥到制成有机肥料的整套流水线,工艺比较完整,已经稳定运行4年;其中污泥堆肥(无害化)阶段,直接运行成本40元左右(不包括设备折旧费用);肥料的生产成本另外核算(因为生产不同肥料的配方不同,因而成本也有所不同);该项目是企业行为,没有政府补贴,其运行主要依靠有机肥料的利润来维持;其肥料产品已经被寿光农民评选为最受欢迎的农资产品,其肥料还远销到韩国。
秦皇岛绿港污泥处理厂日处理城市生活污泥200吨
该工程只要求做生物干化和堆肥,即做到污泥的减量化和无害化;堆肥以后的污泥含水45%左右,运行成本控制在每吨80左右,市政局投资并承担运行费用,不包括征地费用的总投资约5000万左右,其工艺自动化程度比较高、臭味控制要求也比较高;在目前污泥堆肥工程里,该项目的工艺水平比较新、环境要求也比较高,也是一个新技术含量比较高的工程。目前,正在后期设备安装和调试阶段,预计今年五月进入调试和试运行阶段。
天津于桥日处理75吨畜禽粪便的堆肥工程(亚洲银行、国家发改委、天津市政府联合投资),主要用于对畜禽粪便的集中无害化处理,直接运行成本63元。
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