论文部分内容阅读
污泥是城市生活污水处理厂处理废水过程中产生的固体废物。污泥的成分较为复杂，除含有大量的水分和N、P、K及有机物以外，还含有Cd、Pb、Cu、Zn等重金属离子、病原微生物、寄生虫及虫卵、有机污染物等有害物质，并散发出强烈的臭味，污泥的密度在1g/cm3左右，流动性较强，因此不易堆放。
随着社会经济的发展，城镇化水平的逐年增高，城市人口也逐步增加，城市生活污水的排放量日益增加，污泥的排放量将随之增多。同时，污泥中含有大量有用资源，如何将产量大、成分复杂的污泥，按照建设部、环保部、科技部于2009年2月18日联合颁发的《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》的要求，实现污泥的减量化、无害化和稳定化，已成为社会各界广泛关注的课题。
本课题的目的是结合城市污水厂重金属含量低，产量小的特点，充分利用当地丰富的花生壳资源与污泥混合，采用高温好氧堆肥技术，探讨一种适合中小型污水厂污泥处理的高效低能耗堆肥处理工艺。既充分利用污泥中N、P、K等营养物质，变废为宝，又避免了污泥二次污染与侵占土地的问题。同时，生产有机肥还能创造一定的经济效益，达到《政策》的要求，最终实现污泥资源的回收与利用。
课题主要进行一下几方面研究：
1.通过高温好氧发酵的方法能否使堆肥温度在50-55℃以上维持5-7d，或者在55℃保持3d以上。从而达到GB7959-1987《粪便无害化卫生标准》的规定。
2．在进行多次试验、样品分析化验和理论推导的基础上，探索最佳堆肥工艺参数。
3．堆肥成品的外观、嗅味、理化指标、养分指标、生物指标、污染物指标(部分)、种子发芽指数能否能够达到《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质GB/T23486-2009》标准要求。
试验选取以中型城市污水处理厂产生的，经过带式压滤机脱水后的，含水率在80％左右污泥为堆肥基质，以本单位锅炉房焚烧用花生壳为堆肥调理剂。堆肥核心装置是堆肥发酵反应器，采用不锈钢制成罐状：内径390mm，高680mm，总容积80L。反应器侧面设有三个采样口，可定期采样。为了堆体保温，作者在试验装置外固定了一层约10cm厚的石棉层，并用塑料薄膜包裹，最后用胶带缠紧。此外，反应器上还配有测温装置和搅拌装置等。风机(功率1000W)经过LZB-10型转子流量计定量后从反应器底部供气。
本试验设为4个方案，编号分别为方案A、B、C、D。按照污泥与花生壳体积比从1∶1到1∶3进行混合，并选取两个通风量10m3/(h·t)和20m3/(h·t)，每个方案堆肥时间为30天。
按照中华人民共和国城镇建设行业标准《城镇污水处理厂污泥泥质CJ247-2007》、《城市污水处理厂污泥检验方法CJT221-2005》、中华人民共和国国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质GB/T23486-2009》及常用分析方法的要求对各项试验参数进行了分析及测定。
经过试验得出以下结论：
1．把污泥和花生壳混合，并采用高温好氧堆肥法，可以使堆肥温度在50-55℃以上并维持5-7d，或者在55℃保持3d以上。符合《粪便无害化卫生标准GB7959-1987》的规定，达到了无害化的要求。
2．在堆肥过程中，温度、pH先升高后降低，含水率、有机物、总氮逐渐下降。种子发芽指数先降低后升高。
3．污泥腐熟度可用化学和生物学指标进行评价，物理指标作为辅助参考。
4．污泥堆肥后C/N比适中，pH值适合生物生长，物料较干，有少量花生壳碎屑残留，颗粒疏松、颜色呈黑褐色，有很淡的泥土味，表明堆肥已经腐熟。
5．通过试验，探索出好氧堆肥的最佳工艺参数为：污泥与花生壳体积比为1:2，含水率为60.6％，C/N为24，通风量为10m3/(h·t)，堆肥时间为30d，但在20d左右，各项指标已基本稳定可移出发酵罐，可在罐外堆放。
6．根据《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质GB/T23486-2009》要求，堆肥成品适合中性和碱性土壤，符合各项标准；对于酸性土壤，Cd含量稍微超过标准要求2％，其它各项指标未超标，因此该成品适用于中性和碱性土壤pH≥6.5。
7．污泥重金属含量始终是人们很关心的问题，也是影响污泥堆肥实用化最大的障碍。本试验首先选用了主要处理生活污水的城市污水厂污泥，因此重金属自身含量较低，通过与花生壳混合堆肥，稀释了重金属的含量，提高了污泥的利用率，同时堆肥成品施用于园林绿化用地，符合《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质GB/T23486-2009》标准，基本消除了重金属对人体的直接危害。