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我国城市污水厂污泥排放量日益增加,特别是在城市化水平较高的城市与地区,污泥处理处置问题已经十分突出。论文综合比较了国内外污泥处理处置技术方法及发展趋势,论证了低有机质污泥堆肥农用的可行性,研究了城市污泥配料比例,微氧堆肥的影响因素及操作条件,测试了堆肥产品的肥效及相关指标。
文中分析调研了城市污泥的理化性质,污泥中含有一定量的氮、磷、钾等营养成分和Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等微量元素,重金属及有毒有机物含量符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定的污泥农用时污染物控制标准要求,可以堆肥农用,但其有机质含量偏低,影响堆肥效果。研究了低有机质污泥堆肥制肥的可行性。
微氧堆肥实验结果证明:选择添加高有机质高蛋白的酱油渣和木屑(蓬松剂)堆肥,可加速低有机质污泥堆肥发酵升温,提高有机物分解速度。设计实验测试指标为:堆肥温度、有机质含量、总有机碳(TOC)、含水率、空隙率、pH值、微生物活菌数量、浸提液CODcr、浸提液电导率、总氮、总磷、总钾、大肠杆菌菌群值等,来考察堆肥制肥的性能。
实验确定低有机质污泥微氧堆肥的工艺参数,如:堆肥最佳物料配比为污泥/木屑/酱油渣=2/2/1(体积比);通风量适宜范围为3~3.5m<3>空气/(m<3>堆肥·h);保证堆肥顺利发酵的堆料有机质含量应大于52%;含水率在60%~70%:空隙率大于40%;发酵周期20天。研究分析微氧堆肥过程,结果表明:堆肥升温速率与堆料有机质含量、环境温度密切相关;总氮趋于减少,总降幅在10%~15%;堆肥后微生物总量增加一倍;堆料浸提液电导率(EC)满足相关要求。陈化阶段,堆肥以翻堆供氧,无需通风;有机质继续分解降至30%;水分减少到40%;陈化周期30天。高温微氧堆肥发酵结束。
城市污泥堆肥产品臭味消失,呈灰褐色,手感松散,C/N小于20,堆肥腐熟。堆肥产品的含水率、有机物降解率、大肠杆菌群菌值和蛔虫卵死亡率都满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定的污泥好氧堆肥稳定化控制指标。其N、P、K总营养成分满足《有机肥料标准》(NY525-2002)4%的要求。
论文根据实验结果提出低有机质污泥微氧堆肥制有机肥工艺路线。设计城市污泥微氧堆肥制有机肥工程方案,进行可行性分析,可取得社会和经济双重效益,该技术值得推广,产品可施用于林地、耕地、茶树果园和市政绿地等。
论文课题来源于南京市建委的《南京市城市污水处理厂污泥处理、处置技术和示范应用研究》(ZB2-2005)项目,研究成果已通过江苏省建设厅的鉴定,总体技术达到国内领先水平。