城市污水污泥及麻黃廢渣堆肥化研究

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1、城市污水污泥及麻黃廢渣堆肥化研究　　摘要：本文對城市污水污泥與麻黃廢渣進(jìn)行堆肥無害化處理，考察了溫度、水分、pH及各有機(jī)成分的變化趨勢，探討了堆肥腐熟度的指標(biāo)?！　￡P(guān)鍵詞：城市污水污泥堆肥化麻黃廢渣　　　　　　1前言　　我國城市污水處理廠每年產(chǎn)生濕污泥約×106噸，每年以15%的速度增長[7]。污泥的成分非常復(fù)雜，不僅含有較豐富的氮、磷及多種微量元素和大量有機(jī)質(zhì)，同時(shí)還含有病原菌、寄生蟲、重金屬、鹽分及某些難分解的有機(jī)毒物。因此，必須進(jìn)行適當(dāng)處理，才能二次利用，否則會引起二次污染。[1-4]　　處理污泥的方法主要有四種：填埋、投海、焚燒和土地利用[2]。

2、因環(huán)境壓力與經(jīng)濟(jì)壓力的日益增大,世界各國已減少或禁止前三種,而加大以土地利用為主的無害化、資源化處理力度。由于污水污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大[2]，我國尤其是新疆的污水污泥基本沒有正常的出路，給污水廠造成沉重負(fù)擔(dān)。例如，烏魯木齊市河?xùn)|污水處理廠的污泥已堆積成山，任意堆放,造成嚴(yán)重的二次污染。研究探索一種適合新疆污水污泥的處理方法和技術(shù)，是很有必要的。另外，新疆是我國麻黃素生產(chǎn)基地之一，將麻黃素廠的麻黃廢渣與污水污泥進(jìn)行堆肥化研究，化害為利，變廢為寶，服務(wù)于人類，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，具有顯著的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益?！　　　?試驗(yàn)材料　　污泥的來源

3、及成分分析　　本試驗(yàn)的污泥來自烏魯木齊市河?xùn)|污水處理廠。該廠的污水處理能力為20萬噸/日，以其中含污泥量%計(jì)，將產(chǎn)生污泥約40噸/日。污泥成分分析[1-6]結(jié)果見表1。從表1可知，烏市污泥中的有機(jī)質(zhì)含量較高，其堆肥產(chǎn)品的品質(zhì)會好。氮和鉀的含量也較高，對于缺鉀的土壤來說是一個很好的鉀肥來源。污泥中磷的含量偏低，但是磷肥是價(jià)格比較昂貴的肥料，因此污泥中的磷作為磷肥的有益補(bǔ)充有價(jià)值的。由于對進(jìn)入市政排污系統(tǒng)的污水缺少嚴(yán)格的質(zhì)量控制，很難保證污泥中低的重金屬含量。與國家標(biāo)準(zhǔn)GB4284-84對照可以看出，河?xùn)|污水廠污泥中重金屬除Zn外，均未超過國家標(biāo)準(zhǔn)。而新疆的

4、土壤又是普遍缺Zn的，施用污泥有助于補(bǔ)充土壤中的Zn。因此，該污泥作為農(nóng)用是無害的，不會對作物產(chǎn)生重金屬污染?！　÷辄S廢渣來源及分析結(jié)果　　麻黃廢渣取自新疆制藥廠麻黃素車間。用化學(xué)分析法測定麻黃廢渣的主要成分[2]，結(jié)果見表2。從表2可知，麻黃廢渣中的粗灰分為%，這主要是各種金屬元素的無機(jī)鹽；有機(jī)物含量為%，主要富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白和脂肪，完全可作為堆肥的有機(jī)原料?！　　　?.試驗(yàn)設(shè)計(jì)[5]　　堆肥化過程是復(fù)雜的生物化學(xué)過程。試驗(yàn)選用的填充料為剪碎的麻黃桿廢渣。把麻黃廢渣和污泥進(jìn)行混合堆肥，不僅能減少環(huán)境的污染，降低大量費(fèi)用，更重要的是能變

5、費(fèi)為寶，使原來廢棄的廢渣成為可利用的原料。給麻黃廢渣找到了一條合理的出路。試驗(yàn)是模擬大規(guī)模堆肥中的一小塊污泥微元，可認(rèn)為與環(huán)境沒有熱交換下，進(jìn)行九個樣的污泥堆肥處理?！　　　?.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論　　堆肥過程是在一定的溫度、濕度和pH條件下，利用微生物的作用使有機(jī)物發(fā)生生物化學(xué)降解，把廢棄有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)的生化過程。本試驗(yàn)考察了各因素在堆肥過程中的變化?！　囟取　囟仁怯绊懳⑸锘顒雍投逊使に囘^程的重要因素。對堆肥過程來講，溫度是其狀態(tài)的表觀體現(xiàn)。所有過程參數(shù)的控制都是為了使堆肥時(shí)堆體的溫度最快上升、維持適當(dāng)?shù)亩迅瘻囟燃绊樌叵陆?。因?yàn)槎洋w的高溫才能殺

6、死其中的病原菌，在堆體適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)有機(jī)質(zhì)降解最快，同時(shí)在適當(dāng)?shù)那闆r下進(jìn)行水分的去除和堆肥溫度的下降，結(jié)束堆肥。試驗(yàn)中堆肥的溫度隨堆肥時(shí)間的變化情、?！　亩逊实臏囟茸兓闆r看，堆肥都經(jīng)歷了完整的升溫、恒溫和降溫階段。從開始發(fā)酵，堆體溫度持續(xù)升高，在1-7天，溫度由17℃升至55℃；保持恒溫55～60℃，持續(xù)18天左右；隨后堆體溫度下降到30℃。24天以后，堆體溫度保持平穩(wěn)，繼續(xù)監(jiān)測溫度，未見溫度有上升。說明堆肥已達(dá)穩(wěn)定。　　堆肥過程中，寄生蟲和病原菌[6]被殺死，在12天測定細(xì)菌數(shù)，結(jié)果見表3。實(shí)驗(yàn)表明，污泥堆肥經(jīng)過9、10、11三天的55℃高溫，即

7、可殺滅決大多數(shù)的病原菌符合堆肥的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)，可以安全施用?！　∷帧　≡诙逊噬鷳B(tài)系統(tǒng)中，水分含量是一個重要的物理因素。水分對于有機(jī)物的分解和微生物的生長繁殖是不可缺少的。堆肥中水分的主要作用在于：1.溶解有機(jī)物，參與微生物的新陳代謝；2.水分蒸發(fā)時(shí)帶走熱量，起調(diào)節(jié)堆肥溫度的作用。堆肥原料水分的多少，直接影響好氧堆肥反應(yīng)速度的快慢，影響堆肥的質(zhì)量，甚至關(guān)系到好氧堆肥工藝過程的成敗，因此堆肥中水分的控制十分重要。在堆肥過程中，取污泥樣品，在105～110℃的烘箱中烘干4小時(shí)，稱量以烘干損失重量作為水分含量?？偟乃肿兓厔菘梢钥闯觯值淖兓淮?，在69—7

8、5%之間變化，這也是微生物活動的適宜條件。從圖2可以看出，在達(dá)到高溫44℃后，即