堆肥技术运用于城市污水处理厂污泥再利用的研究 2页

堆肥技术运用于城市污水处理厂污泥再利用的研究【摘要l经对大连市某污水处理厂产生污泥进行堆肥试验，结果表从图l可见，反应经过了温升、恒温和温降三个阶段第一阶段，，在明，其有机质含量合理，重金属含量远远低于规范要求，处理工艺简单，符反应的第一天到第七天，温度持续升高，由18℃一直升至55℃。第二阶段合污泥处理减量化、无害化、资源化要求。在十八天左右，温度维持在55～60~C之间。第三阶段温度下降到30℃左【关键词l污泥堆肥处理；减量化；资源化右。试验结束后，反应体的温度始终保持稳定状态，温度没有变化。该试验过程中，病原体、细菌、寄生虫卵被杀死，在试验进行中的一，前言第12天，测定了细菌总数，结果见下表1。结果表明，该试验，在第九天、污泥泛指由水处理与废水处理中所产生的固液混合物，污泥中含有第十天、第十一天共三天的高温下，可杀死大部分的病原体、细菌、寄生丰富的有机物和大量的病原菌、致病微生物，以及砷、铜、铬、汞等重金虫卵，保证了肥料的使用安全行。属和二恶英、放射性核素等难以降解的有毒有害物质。随着城市污水堆腐前堆腐后处理量的不断提升和污水深度处理的要求，产生污泥的量也将会有较细菌总数大肠菌活卵率细菌总数大肠菌活卵率大增长，科学地处置污水处理厂产生污泥，解决大量污泥的出路已成为天数非常紧迫的任务。(个／克)(个／克)(％)(个／克)(个／克)污泥处理方法通常可分为堆肥、焚烧、填埋等。(％)污泥堆肥方法分为厌氧发酵和好氧发酵两种。在我国，目前较多采121．5x101．1×10i00～<4×10’0用中温厌氧发酵处理，虽然可以达到污泥减量化的目的，但却不能直接用于农田堆肥使用。机械脱水后的污泥，较多采用好氧发酵法制肥。好2、水分氧发酵法处置污泥，在设备采购方面资金的投入及El后日常运行管理中水对于微生物繁殖及有机物质分解和是不可或缺的元素之一。该的资金投入仅为厌氧发酵法的三分之二左右，是高效且环保节能的堆肥试验中，水分的主要用途是：参与微生物新陈代谢过程，溶解有机物、方法。非常适合中小型污水处理厂污泥的处置。蒸发时降低反应体的热量，对温度这一重要因素起到调节作用。反应体二．污泥堆肥工艺流程含水率的高低，可以影响到反应的速率，也可以影响到产品质量，甚至1、堆肥一般流程为：前处理一一次发酵二次发酵一后处理。可以关乎关系到整个工艺过程的成败。所以，反应中水分的控制显得尤一次发酵处理过程，主要是通过将温度升高，而使原料初步稳定。为重要。取该污水处理厂污泥试样，放置于温度调节为105～llO℃的烘直到达到温度明显下降和好氧速率的降低。该过程原料中微生物非常箱里烘干四个小时，取出试样后，质量的减少即为试样中水分的含量。活跃，因此对工艺环境要求较严，是污泥堆肥处置的主控过程。试样过程中平均水含量的变化曲线见图2。分析该图可见，试样中二次发酵处理过程是使上一步反应获得的中间体逐步稳定化的过的水分随时间的变化不大，含量—直维持在69—75％之间。丁5程，保证中间体稳定分解。该过程对工艺环境要求较低，相应的湿度和3将温度控制在30X2左右就可达到工艺要求。1后处理过程，主要作用是调整产品中颗粒粒径符合要求，并且去除69产品中的有害杂质*6T65012162024觎靴罕时I-~-3(天)图2堆肥水分变化曲线污泥浓缩脱水污泥混台好氟发酵混合卜制肥造粒如图2所示，在试验进行到第五天的时候，温度为44V，大部分的污泥处理工艺目前采用的是阳光棚半封闭式外源接菌好氧发酵工微生物开始有机质降解反应，含水量升高。艺，大连市某污水处理厂产生的污泥经浓缩后，采用离心式脱水机进行而当试验温度为55℃时，水分含量基本保持无变化。此现象表明，脱水，泥饼含水率为75-85％。适宜环境下，好氧微生物可以快速的繁殖，发生有机物降解反应，并且三污泥堆肥试验结果与讨论释放出热能，该热能即可以维持反应对高温的需求，也生成水分。反应以大连市某污水处理厂产生污泥为例，进行试验。污泥堆肥处置时间进行到第十七天的时候，温度逐步下滑，反应体含水量也稍有下是指在适宜的PH值、温度、湿度下，将微生物作为载体，促使污泥发生降。生物化学降解的反应，并将把废弃污泥原料转变成腐殖质的生物化学3．PH值反应。在反应过程中，全程对pH值进行了监测。结果表明，!oH值基本维1、温度持在6-7之间。作为堆肥过程中的主要因素，该工艺过程中其他参数的控制都是4．有机物含量为使反应体温度实现快速上升、维持适最佳反应温度以及在需要时可保持热量平衡是高温堆肥反应的首要条件。如果有机物含量低，则以有效地下降。温度实现快速上升是为了杀死反应体其中自带病原体，产生热量不足以维持所需温度，并且会导致产品肥效较低。如果有机质维持适最佳反应温度是为了保证有机质快速降解，并臣可以在需要的情含量太高，则通风供氧会不顺畅，可能会造成好氧反应不完全以及产生况下降低含水率。有帆质本次试验时间为二十四天。温度随时间变化如下图l所示。雇硝质丁0jI鼍肪—50白厦40淀扮鬟耋暑00S1o12025s-@闸(：夭)gc]f~-I(天)图1堆肥温度变化图图3堆肥过程各有机物的变化曲线\n恶臭气体。堆肥反应中，原料适宜有机物含量应为20-80％。经测得大(>．>上接第177页)连市某污水处理厂的污泥有机质含量在50-70％之间，较适宜堆肥。试下部变粗，靠下部与砾状磷块岩分界不明显。石英颗粒外皮破碎。胶结验过程中，对反应体的腐殖质、蛋白质、有机质及脂肪含量作了持续检物为含铁的碳酸盐矿物150／o，硅质及胶磷矿3O％。测，结果见图3所示。③钙质磷块岩：位于矿层的上部，厚度0．1—0．83m，深灰色，风化如图所示，随反应进行，有机物含量呈下降趋势，腐殖质含量下降面呈淡黄褐色，鲕状结构，块状构造，鲕粒为石英，滚圆状，鲕粒外皮为趋势，蛋白质、脂肪的含量也有所下降，淀粉含量由刚开始的0．18％于反泥质、硅质及胶磷胶磷矿为灰色至无色，呈胶状、块状和粒状出现。应第九天降为零。胶结物为含铁的碳酸盐。黄铁矿呈星散状，并见网状方解石细脉。除自污泥中有机物包括腐殖质，淀粉、类脂物、蛋白质、纤维素等多种物生石英外，尚有白云石2O一25％。当白云石增至6O％时，磷矿达不到边界质。反应过程中，在微生物的催化下，这些物质都发生了程度各异的分品位，形成夹石。解反应，且变化趋势都是下降趋势。矿石有益组分(P，O)含量分布很不均匀。矿区内由东北向西南矿层5、重金属厚度增大，而品位降低。矿石类型的不同，品位亦有明显的变化，详见表试验对污泥进行重金属离子含量的检测，采用原子光谱法以海洋1-1。环保为依据，检测砷、镉、铬、铅、汞五种重金属离子，并与《农用城市污泥污染物控制标准》中的中性和碱性土壤上(PH；)6．5)的标准进行比矿区内不同矿石类型品位皆在工业品位以上，其中最高达2O．63％，较分析，以上五种重从属的含量均低于国家标准铬与铅的含量远远低平均品位18．O9％，该地段矿化连续性好。其中钙质磷块岩P，O品位最于国家标准，由于大连地区近远期工矿企业的动迁及整体环境的控制，高达19．65％。平均品位13．03％。砂岩状矿石品位最低14．59％，品位最高污泥中的重金属含量将会逐渐减少，即重金属离子在经过堆肥钝化后，21．67％，平均品位l9．01％。砾状矿石变化于18．11--26．15％之间，平均其含量下降。具体见表2堆肥重金属检测表。品位21．7％。矿物颗粒细、嵌布紧密，有害杂质多。因此，相比而言，高品表2堆肥前重金属检测质磷矿较少。大连市某污水处理厂污泥农用城市污泥污染物控制标准化学分析结果(％)项目含量(mg／Kg)项目含量(mg／Kg)矿石自然类型备注PzO5}{．pSl02AL扣·Fe^0MgoC吼caoFAs19．95As75钙质磷块岩13．0344．644I_ll1．293．833．117．262O601．20Cr86．5Cr1000砂质磷块岩19．0t46．1241．070．37243I_22I．5024451．o]Cd1．6Cd20Pb39Pb1000砾状磷块岩21．70370033．291．335221．722．2727．601．92Hg1．23Hgl5全矿层18．0943．733895O．g53．38l_822．9424．821．756．堆肥腐熟度2．3．3矿石类型和品级试样的物理状态：污泥试样，后期温度下降，且保持稳定。反应矿石的自然类型主要为砾状磷块岩(磷砾岩)、砂质磷块岩、钙质后，试样含水量下降，呈现稀松结粒结构，无臭味。磷块岩。工业类型的划分，主要考虑工业加工的技术特性之不同。宁夏试样的化学状态：反应中，蛋白质及腐殖质含量均呈下降状态。脂磷矿矿石的三种自然类型，依据其P，O品位及结构构造，磷质的存在形肪降解随反应逐渐趋于平缓，有较强规律性，脂肪降解平缓时，试样中式，矿石可分为明显两种工业类型：纤维素及腐殖质是被降解的主要物质，但未产生过多热能，反应体温度(1)钙质磷块岩可属结核状类型磷块岩类型。保持平稳。结果表明，脂肪作为腐熟度指标是可行的。正常情况下’脂肪(2)砾状磷块岩，砂质磷块岩可属层状或颗粒状磷块岩类型。降解趋于平稳时，表明反应体中容易被降解的有机物已经基本被降解，矿石亚类属硅质及硅酸盐磷矿，根据中国科学院矿冶研究所与原温度会维持在稳定的状态，反应体也已经处于稳定状态。宁夏工业设计研究所共同对磷矿可选试验结果定为可选性较好的胶磷四．结语矿a经对大连市某污水处理厂产生的污泥进行堆肥试验，得出以下技综上所述，认为该矿床为该磷矿为沉积成因型层状矿床。术指标：1、有机质占污泥成分的50-60％。2、堆肥完全可以处理该污水处理厂产生的污泥，水厂每天产生含参考文献水率75％的脱水污泥80-100吨。[1】苏峪口地质队，《宁夏贺兰山苏峪口磷块岩矿区勘探储量报3、重金属含量均远远低于《农用城市污泥污染物控制标准》。堆告》1958年12月．肥处理后，含量大大减少，不会对环境造成污染。【2】宁夏地质局宁北地质队，《宁夏回族自治区贺兰山银川市紫花4、处理9O吨泥大约产出40吨肥，占地面积小，处理工艺简单，达到沟磷块岩初步勘探报告》1960年12月．污泥减量化处理，同时产出的肥，又基本达到了资源化处理。[5】宁夏煤炭工业地质勘探队，《苏峪口磷矿南部扩建区磷块岩矿床初步勘探地质报告》1977年．【4】宁夏回族自治区地矿局区域地质调查队，《宁夏回族自治区岩石地层》1996年4月．参考文献【1】焦仲阳，吴星五．污泥堆肥腐熟度的检测与评价．中国给水排水，2004．7：28-50【2】张增强．污泥堆肥在园林绿地中的应用．农业环境保护，1996．15：56-40【5】左耀太，魏永杰，魏昊娟．污泥堆肥中二恶英类物质的探讨．江苏环境科技，2005．1242-44【4]李慧君，殷宪强，谷胜意，张增强，孙慧敏．污泥及污泥堆肥对改善土壤物理性质的探讨．陕西农业科学，2004．1：29-51[5】林春纬，蔚立玉，王军良，陈钦安．城市污水处理厂污泥的肥料化利用．浙江工业大学学报，2004．4：151—156【6】李菲，邢周富．城市污水处理中污泥的肥料化应用．市政技术．2004．5：79-8】[7】石吉，邵青，米晓．城市污水污泥的处理利用及发展．污水处理．2004．2：15-18