城市污水污泥及麻黄废渣堆肥化研究

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1、城市污水污泥及麻黄废渣堆肥化研究　　摘要：本文对城市污水污泥与麻黄废渣进行堆肥无害化处理，考察了温度、水分、pH及各有机成分的变化趋势，探讨了堆肥腐熟度的指标。　　关键词：城市污水污泥堆肥化麻黄废渣　　　　　　1前言　　我国城市污水处理厂每年产生湿污泥约×106吨，每年以15%的速度增长[7]。污泥的成分非常复杂，不仅含有较丰富的氮、磷及多种微量元素和大量有机质，同时还含有病原菌、寄生虫、重金属、盐分及某些难分解的有机毒物。因此，必须进行适当处理，才能二次利用，否则会引起二次污染。[1-4]　　处理污泥的方法主要有四种：填埋、投海、焚烧和土地利用[2]。

2、因环境压力与经济压力的日益增大,世界各国已减少或禁止前三种,而加大以土地利用为主的无害化、资源化处理力度。由于污水污泥处理的投资和运行费用巨大[2]，我国尤其是新疆的污水污泥基本没有正常的出路，给污水厂造成沉重负担。例如，乌鲁木齐市河东污水处理厂的污泥已堆积成山，任意堆放,造成严重的二次污染。研究探索一种适合新疆污水污泥的处理方法和技术，是很有必要的。另外，新疆是我国麻黄素生产基地之一，将麻黄素厂的麻黄废渣与污水污泥进行堆肥化研究，化害为利，变废为宝，服务于人类，实现可持续发展战略，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。　　　　2试验材料　　污泥的来源

3、及成分分析　　本试验的污泥来自乌鲁木齐市河东污水处理厂。该厂的污水处理能力为20万吨/日，以其中含污泥量%计，将产生污泥约40吨/日。污泥成分分析[1-6]结果见表1。从表1可知，乌市污泥中的有机质含量较高，其堆肥产品的品质会好。氮和钾的含量也较高，对于缺钾的土壤来说是一个很好的钾肥来源。污泥中磷的含量偏低，但是磷肥是价格比较昂贵的肥料，因此污泥中的磷作为磷肥的有益补充有价值的。由于对进入市政排污系统的污水缺少严格的质量控制，很难保证污泥中低的重金属含量。与国家标准GB4284-84对照可以看出，河东污水厂污泥中重金属除Zn外，均未超过国家标准。而新疆的

4、土壤又是普遍缺Zn的，施用污泥有助于补充土壤中的Zn。因此，该污泥作为农用是无害的，不会对作物产生重金属污染。　　麻黄废渣来源及分析结果　　麻黄废渣取自新疆制药厂麻黄素车间。用化学分析法测定麻黄废渣的主要成分[2]，结果见表2。从表2可知，麻黄废渣中的粗灰分为%，这主要是各种金属元素的无机盐；有机物含量为%，主要富含纤维素、半纤维素、木质素、蛋白和脂肪，完全可作为堆肥的有机原料。　　　　3.试验设计[5]　　堆肥化过程是复杂的生物化学过程。试验选用的填充料为剪碎的麻黄杆废渣。把麻黄废渣和污泥进行混合堆肥，不仅能减少环境的污染，降低大量费用，更重要的是能变

5、费为宝，使原来废弃的废渣成为可利用的原料。给麻黄废渣找到了一条合理的出路。试验是模拟大规模堆肥中的一小块污泥微元，可认为与环境没有热交换下，进行九个样的污泥堆肥处理。　　　　4.实验结果与讨论　　堆肥过程是在一定的温度、湿度和pH条件下，利用微生物的作用使有机物发生生物化学降解，把废弃有机质转化为类腐殖质的生化过程。本试验考察了各因素在堆肥过程中的变化。　　温度　　温度是影响微生物活动和堆肥工艺过程的重要因素。对堆肥过程来讲，温度是其状态的表观体现。所有过程参数的控制都是为了使堆肥时堆体的温度最快上升、维持适当的堆腐温度及顺利地下降。因为堆体的高温才能杀

6、死其中的病原菌，在堆体适当的温度范围内有机质降解最快，同时在适当的情况下进行水分的去除和堆肥温度的下降，结束堆肥。试验中堆肥的温度随堆肥时间的变化情、。　　从堆肥的温度变化情况看，堆肥都经历了完整的升温、恒温和降温阶段。从开始发酵，堆体温度持续升高，在1-7天，温度由17℃升至55℃；保持恒温55～60℃，持续18天左右；随后堆体温度下降到30℃。24天以后，堆体温度保持平稳，继续监测温度，未见温度有上升。说明堆肥已达稳定。　　堆肥过程中，寄生虫和病原菌[6]被杀死，在12天测定细菌数，结果见表3。实验表明，污泥堆肥经过9、10、11三天的55℃高温，即

7、可杀灭决大多数的病原菌符合堆肥的卫生学指标，可以安全施用。　　水分　　在堆肥生态系统中，水分含量是一个重要的物理因素。水分对于有机物的分解和微生物的生长繁殖是不可缺少的。堆肥中水分的主要作用在于：1.溶解有机物，参与微生物的新陈代谢；2.水分蒸发时带走热量，起调节堆肥温度的作用。堆肥原料水分的多少，直接影响好氧堆肥反应速度的快慢，影响堆肥的质量，甚至关系到好氧堆肥工艺过程的成败，因此堆肥中水分的控制十分重要。在堆肥过程中，取污泥样品，在105～110℃的烘箱中烘干4小时，称量以烘干损失重量作为水分含量。总的水分变化趋势可以看出，水分的变化不大，在69—7

8、5%之间变化，这也是微生物活动的适宜条件。从图2可以看出，在达到高温44℃后，即