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        【污水處理廠工藝】城市污水處理廠污泥利用探討

        發布時間:2018-11-02 點擊數:977

        【污水處理廠工藝】城市污水處理廠污泥利用探討

        城市污水處理廠每年會產生大量的污水污泥,對大氣、水和土壤會造成很大的污染。如山西省,2008年全省共有城鎮生活污水處理廠132座(含在建),實際運行 60家,日處理量為165萬噸(約為全省城鎮生活污水排放量的50%~60%)。隨著全省污水處理廠的不斷投運,全省城鎮生活污水處理率達到90%以上。如果按0.8%的污泥產生量計算,目前山西省已運行的污水處理廠的污泥產生量將近800萬噸/年,每年占地面積約達2萬余畝,極易造成城市環境污染。

        城市污水污泥中含有豐富的植物營養成分—、磷、鉀,若將其作為肥源加以開發利用,不僅可消除其對環境的污染,還可創造一定的經濟效益。以年處理利用800萬噸污泥計,每年約可獲得11.5萬噸、4.4萬噸磷和3.5萬噸鉀。污水污泥中還含有多種微量元素,是全營養的有機/無機復合肥料,對作物的產量和品質都有良好作用,其開發利用價值很高。

        1  城市污水污泥的利用

        1.1  高效有機/無機復合肥

        城市污水污泥中含有大量有機質、、磷和多種微量元素等植物營養成分,其本身就是一種寶貴的肥源。但由于污水污泥具有臭味并含有大量病原菌、寄生蟲卵和雜草種子,因而直接施用會給環境帶來污染。向污水污泥加入適當的添加物,進行高溫堆制(堆體溫度可達50℃以上),病原菌、寄生蟲卵可基本殺滅(大腸菌值為103 ~102 個/kg,蛔蟲卵死亡率達45.2%~95.9%);同時,由于高溫發酵和微生物的分解作用,還可使堆肥中的速效養分提高(NO3-N提高42%,NH3-N提高28%,速效磷提高 64%,速效鉀提高40%)。

        (1)研制方法

        利用污水污泥制造高效有機/無機復合肥,需將污水污泥與一定比例的添加物(主要是煤氣用戶的生活垃圾)進行堆制。由于污水污泥與添加物之間的比例會影響肥料質量,為探求適宜比例,本研究將污水污泥與垃圾以l∶1和2∶1兩種比例進行堆制,在堆制過程中分別檢測了堆肥的溫度、大腸菌值、蛔蟲卵死亡率和速效養分的變化等,結果如表1、表2。

        (2)成分含量與適用范圍從表1看出,污泥與垃圾比為1∶1,堆制物高溫維持時間、蛔蟲卵死亡率均高于2∶1配比,大腸菌值也更接近于堆肥標準。由表2看出,污泥與垃圾比為1∶1的堆制物比2∶1的堆制物的水分含量有所減少,有機物分解轉化率高,各種速效養分大幅度增加(9%~10%)。因此采用1∶1的污泥與垃圾配比進行高效有機/無機復合肥制作是較好的方案。

        高效有機/無機復合肥的成分含量因污泥與輔料的來源不同而有差異,所以在每批產品堆制合格后,應取樣檢測。如采用太原市楊家堡污水處理廠污泥與生活垃圾所堆制的高效有機/無機復合肥的成分含量如下:有機質25.02%、全1.11%、全磷0.31%、全鉀0.41%、速效344mg/kg、速效磷200mg/kg、速效鉀430mg/kg、銅12mg/kg、鋅168mg/kg、鐵295mg/kg、錳19.2mg/kg、鉬0.85mg/kg、硼 0.89mg/kg。實驗證明,若污泥和輔料來源基本相同,則上述各成分含量變動不大。在這種情況下,即可省去每批產品的分析檢測工作。

        1.2  多微有機營養土

        (1)研制方法

        多微有機營養土以污泥堆肥即高效有機/無機復合肥與黃土和砂進行配制。這3種成分的不同比例將會影響盆土的質量。為尋求這3種成分的最佳配比方案,本研究將高效有機/無機復合肥與黃土和砂按4種不同比例配制,即高效有機/無機復合肥∶黃土∶砂分別為0.5∶1∶1、 1∶1∶1、2∶1∶1、2.5∶1∶1。然后以這4種不同配制物對矮串紅和小早菊進行了試驗。小早菊和矮串紅每種處理的盆數為20對。在小早菊和矮串紅的各個生育期,對其生長的高度和冠幅、根長、根重等進行了觀察記載,結果如表3、表4。

         

        由表3看出:高效有機/無機復合肥∶黃土∶砂為 1∶1∶1時,小早菊和矮串紅的地上部分與其它配制比例相比,其株高增長,冠幅增大,花蕾數增多。由表 4看出,這種配比無論是對小早菊還是矮串紅,其根長、根重都比其它配制比例明顯增加??梢?∶1∶1的配比對花卉的生長發育最為有利。也就是說,對花卉盆土的配制,高效有機/無機復合肥與黃土及砂的比例以 1∶1∶1的配比最佳。

        (2)成分含量和適用范圍

        多微有機營養土的成分含量由于污泥、黃土、砂的來源不同而變動,因而需要對每批產品進行成分分析。本批產品的成分含量例舉如下:有機質8.3%、全 0.36%、全磷0.1%、全鉀0.14%、速效115mg/kg、速效磷67mg/kg、速效鉀143mg/kg、銅40mg/kg、鋅 50mg/kg、鐵98mg/kg、錳6.4mg/kg、硼0.2mg/kg、鉬0.28mg/kg。    多微有機營養土適合于各種普通花卉培養,使用時打開封口,倒入花盆,即可進行各種花卉的栽培。

        2  應用實例

        2.1  高效有機/無機復合肥對農作物的作用采用高效有機/無機復合肥對玉米、小麥進行田間試驗。在同樣施用化肥(每畝施用硝酸銨和過磷酸鉀各 40kg)和相同耕作理的條件下,種植玉米和小麥,以一組施用該產品4000kg/畝為基肥、另一組不施肥為對照。在作物收獲時,測試了作物的株高、穗長和產量。結果如表5。

         

        由表5看出,高效有機/無機復合肥對玉米和小麥的株高、穗長都有較好的影響,并使玉米增產10.2%、小麥增產9.4%。因此,對于農作物,高效有機/無機復合肥是一種優質肥料。

        2.2  高效有機/無機復合肥對煤礦復墾土的作用

        本研究利用高效有機/無機復合肥對煤礦復墾土的效果進行了試驗。由于煤礦復墾的土壤大多缺乏有機質和植物所必需的各種營養成分,而高效有機/無機復合肥恰好可滿足這一需要。據此,本研究將高效有機/無機復合肥試用于安太堡露天煤礦的復墾土地,試驗種植了草紅花、板蘭根、黃芪等中藥材,試驗過程中測量了植物的株高、葉長、葉寬等生長特征和生物量,結果如表6。

         

        由表6看出,高效有機/無機復合肥對各種藥材的株高、葉長、葉寬和生物量都表現了良好的作用,其中草紅花和板蘭根的生物量增加了29.9%~32.4%;使黃芪的株高增加131.9%。試驗證明了高效有機/無機復合肥對礦坑復墾土、恢復植被、維持生態平衡具有明顯的效果。

        2.3  多微有機營養土對花卉的作用

        利用多微有機營養土種植小早菊和矮串紅,并以花卉園土(馬糞∶黃土∶砂=1∶1∶1)為對照進行應用試驗。結果見表7、表8。 

        由表8看出,苗期階段,對矮串紅施用多微有機營養土與花卉園土相比,就其株高和冠幅長度而言,差異雖不甚明顯,但兩個月后,施用了多微有機營養土培植的矮串紅長勢明顯增強,表現為根長與根重顯著增加。據測試,根長平均增長21.2%,根重平均增加了5.9%。  由表7看出,在小早菊的整個生長期間,施用多微有機營養土與花卉園土相比,其株高雖無明顯差異,但根長、根重、花蕾數均顯著高于施用花卉園土。經測定,施用了多微有機營養土培植的小早菊與施用花卉園土的相比,其葉片平均大1mm/圈,花朵平均大0.5mm/圈,同時花期也比施用花卉園土的小早菊提前了3~5天。

         

        3  結論

        (1)經合理配比堆制的污水污泥可以成為一種含有機質多、全養分和速效養分多的高品質的有機/無機復合肥料。

        (2)污水污泥的成分接近馬糞,甚至優于馬糞,將其用于花卉盆土的配制,不僅可節省馬糞的購置費,而且可將污水污泥這一廢物轉化成城市綠化美化的資源。同時這種花卉盆土使用非常方便,不僅適于大面積的城市綠化,而且適用于城市居民的花卉種植。所以這種含多種營養成分且使用方便的花卉營養土的開發前景良好。

        (3)污水污泥對農作物、林木、花卉等表現出了良好的施用效果。高效有機/無機復合肥可使玉米增產 10.2%、小麥增產9.4%;多微有機營養土對各種花卉的株高、花蕾數、根長、根重和冠幅等的生長都起到了顯著的促進作用。

         

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