CN101687675A - 种植滤床中的生物污泥的生物稳定和腐殖化的方法 - Google Patents

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CN101687675A CN200880004652A CN200880004652A CN101687675A CN 101687675 A CN101687675 A CN 101687675A CN 200880004652 A CN200880004652 A CN 200880004652A CN 200880004652 A CN200880004652 A CN 200880004652A CN 101687675 A CN101687675 A CN 101687675A
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保罗·佩鲁齐
布鲁洛·切坎蒂
格拉齐亚·马斯安达洛
罗科·斯图切奥
马尔科·阿尔比
埃莱诺拉·佩鲁齐
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Acque SpA
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Abstract

本发明涉及用于稳定生物污泥的方法，所述方法提供了在容纳体或盆地(1)内铺设排水材料(2)的步骤。具体而言，排水材料层(2)可以为具有处在40mm～70mm之间的粒度和约25cm的高度(h1)的砂砾层。在第一层(2)上可以铺设第二排水层(3)，该第二排水层(3)包含例如具有小于第一层(2)的、处在4mm～6mm之间的粒度的砂砾材料。第二层(3)优选具有约15cm的高度(h2)。制成排水层(2，3)后，就在第二层(3)中进行种植大量大型水生植物幼苗的步骤，所述大型水生植物优选为芦苇(10)。底部颗粒过滤砂砾层还具有支持幼苗根部的功能。为了确保所述方法的高效率，对植物的测定密度进行选择，该密度对应于使两棵芦苇幼苗之间的相对距离为40cm～60cm。达到测定的植株生长后，就在容纳体(1)中进行一定量的生物污泥(12)的第一次倾洒。供给至容纳体(1)中的污泥(12)的量对应于使排水层(3)上的污泥层(12)的预定高度为2cm～4cm。

Description

种植滤床中的生物污泥的生物稳定和腐殖化的方法
技术领域
本发明涉及用于稳定工业污泥或城市污泥的方法，特别是通过“原位”处理的方式。
背景技术
众所周知，对由净化装置产生的生物污泥的处理在经济上和操作上对工业废水和城市废水处理厂的管理都是至关重要的。
事实上，污泥代表了各个净化厂的主要废物，并且选择处理还是回收污泥对于工厂运转的平衡以及它们的环境影响都极为重要。
根据污泥的性质，可以以许多方式来处理它们。
如果污泥来自工业废水的净化，则可将其弃置于专门垃圾场。然而，在弃置前，必须使污泥通过经压滤机的机械脱水而转化为松散脱水的材料然后与化学添加剂混合。所述化学添加剂具有消除污泥颗粒上存在的静电电荷和帮助将水从污泥中分离的功能。污泥处理是比净化过程更昂贵的步骤，并且污泥含水越多，处理成本就越高。
污泥处理厂还可拥有干燥系统以除去污泥中所含的高达90％的水，从而达到更低的处理成本。
另一个方案提供了对污泥的热破坏。该方案只能用于能被热破坏的有机污泥，具体而言所述热破坏通过产生热能的烘箱进行，然而除非要除去大量水分，否则对于这类废物而言所述热能很低。
如果相反，污泥来自城市废水处理，则它可以用作肥料。具体而言，可以利用某些有机污泥的农学特性来同时解决多个典型农业问题并富集土壤中的有机物含量。
然而，来自城市废水处理的污泥可能含有量或多或少的、能影响食物链的重金属。
在其它有机污泥回收系统中，将污泥包埋在用于建筑业的材料中并将它们与粘土、混凝土和其它材料混合。
该方案对于大体积材料而言运输成本昂贵，并且在任何情况下都只限于特定类型的生物污泥。
此外，还提出了通过特定植物种类(如用于废水的植物净化的那些植物)来提供对污泥的稳定化的方案。
然而，这些方法效率低，这主要是因为下述问题：堵塞的排水层导致液体在排水层底部过量积聚，并且随之发生极端厌氧活动。
发明内容
本发明的一个特点是提供用于稳定生物污泥的方法，所述方法使得生物污泥的体积大为减少，并且能获得稳定、卫生和富含腐殖质的材料以制备农用堆肥。
本发明的另一个特点是提供用于稳定生物污泥的方法，所述方法具有极低的环境影响。
本发明的再一个特点是提供用于稳定生物污泥的方法，所述方法廉价且其生产简单。
这些特点和其它特点以生物污泥在容纳体或盆地中的一个示例性植物稳定方法来实现，该方法的特征是提供下列步骤：
-在所述容纳体内安置具有测定粒度的排水材料的底层，所述排水材料适合于至少一种植物种类生根；
-在所述底层中种植大量大型水生植物幼苗；
所述方法的主要特点是此外还提供下列步骤：
-围绕所述幼苗在所述排水层上倾洒测定量的生物污泥以进行处理，然后等待预定时间；
-通过分析至少一个污泥样品来校准所述方法，所述分析包括对下列参数中的至少一个进行测定：
-pH；
-电导率；
-湿度；
-水溶性碳；
-氨态氮；
-富里酸；
-腐殖酸；
-在所述分析的基础上计算污泥的极限高度；
-倾洒更多的生物污泥直至达到所述极限高度；
-当此前倾洒的污泥层达到预定脱水率时，通过倾洒更多的生物污泥来重复所述倾洒步骤；
-达到稳定化污泥的测定高度时，从所述容纳体中除去污泥。
具体而言，在如水溶性碳的含量、富里酸含量以及容纳体的侧壁高度等某些参数的趋势的基础上来选择除去污泥的时机。
更详细而言，当水溶性碳的含量少于初始值的70％、有利的是其少于初始值的80％、优选的是其少于初始值的90％时，可以除去污泥。如上所述，除水溶性碳的含量外或作为其另一种选择，还能基于富里酸的含量来决定除去污泥的时机。具体而言，当富里酸含量小于初始值的50％、有利的是少于初始值的60％、优选的是少于初始值的70％时，除去污泥。
倾洒测定量的处理排水层的生物污泥后的预定等待时间取决于污泥的脱水率，该时间可以是1天～30天，有利的是2天～10天。
优选的是，计算污泥的极限高度的步骤在测得的湿度即污泥的水含量的基础上完成，且具体而言：
-对于小于60％的水含量，极限高度等于或大于20cm；
-对于处在60％～70％之间的水含量，极限高度处于10cm～20cm之间；
-对于处在70％～80％之间的水含量，极限高度处于5cm～10cm之间；
-对于处在80％～90％之间的水含量，极限高度等于或小于5cm。
此外，在污泥的湿度即其水含量的基础上确定脱水率。
具体而言，倾洒的污泥高度绝对不能影响根茎的活力和植物的生长能力。
有利的是，在从容纳体中除去稳定化的污泥前，可以为污泥床提供休息期，在该休息期期间不再进行污泥倾洒。污泥床的休息期的持续时间通常取决于污泥的化学物理特性和农学特性。
有利的是，所述排水层被分为第一排水层和第二排水层，所述第二层包含粒度小于所述第一层的粒度的材料。
具体而言，通过周期性测定污泥层的高度来监测由所述大型水生植物造成的污泥脱水。
有利的是，所述校准提供了将测定量的生物污泥倾洒在容纳体中的第一次倾洒步骤和对周期性抽取的样品的分析。
具体而言，上面铺设有所述第一层的底部表面可以处于一定的角度，以便协助由所述污泥床的排水作用产生的渗滤物朝外流向出口导管。
有利的是，第一层的粒度处在30mm～80mm之间，优选为40mm～70mm之间。
有利的是，第二排水层具有设定在2mm～10mm之间，优选为4mm～6mm之间的粒度。
具体而言，在第一次倾洒步骤前对所述幼苗提供灌溉步骤，所述灌溉步骤包括用新鲜水进行的初次灌溉和用取自废水净化厂出口的水进行的后续灌溉。由于净化的废水中存在足量的氮、磷和微量元素，因此所述灌溉步骤使得能够快速进行初始生长和生根并且减少了移植带来的应激。
有利的是，一旦污泥层的高度达到1cm～6cm且优选为2cm～4cm，则停止第一次污泥倾洒步骤。第一次倾洒步骤代表了所述方法的关键步骤，并且用于评价所述大型水生植物对污泥的适应应激和用于评价养分量及其中可能存在的潜在毒性物质的量。
事实上，提供了周期性污泥采样以测量pH、电导率、湿度、水溶性碳、氨态氮、富里酸、腐殖酸和重金属。具体而言，对于pH、电导率、湿度、水溶性碳、氨态氮，优选每3个月进行采样；而对于富里酸、腐殖酸和重金属，优选每6个月进行采样。
在分析结果的基础上，评价所述方法的可行性并设定下一次污泥倾洒的最佳高度。
具体而言，在污泥层的高度达到5cm～20cm时停止后续污泥倾洒。更详细而言，污泥层的高度不能过高以致无法避免强行操作时排水层底部的过量液体积聚和极端厌氧情况的发生。
优选的是，所用的植物种类属于芦苇。
具体而言，芦苇是能抵抗如污泥的存在所造成的恶劣环境的水生植物，其中根部主要暴露在厌氧环境下。此外，芦苇是新生根(emerging root)水生植物并且具有很高的将氧气从空气中的部分运送到浸在污泥中的部分的能力。
具体而言，将所述幼苗以30cm～70cm的相对距离种植在所述排水层中。
优选的是，将所述幼苗以40cm～60cm的相对距离种植在所述排水层中。
有利的是，为了达到脱水污泥层的测定高度，将所述幼苗割断和切碎并与污泥混合以获得高质堆肥。
通常，所述容纳体可以包括工厂中已经存在的污泥排水床，或者也可以从头制成。
具体而言，可以在提供生物污泥的废水处理厂附近形成所述容纳体。在这种情况下，污泥排水床出口处的渗滤液可以再重新循环进入废水处理厂中。
具体而言，还可以形成容纳体从而容纳废水处理厂。大型水生植物的植株生长使得这种方式能减少废水处理厂的视觉影响。
附图说明
参考附图，通过对示例性但非限制性的示例性实施方式的下述说明，本发明将变得更为清楚，在所述附图中：
-图1和图2图示性地显示了进行本发明的用于稳定生物污泥的方法的工厂的可能的示意性实施方式；
-图3显示了定期抽取的污泥样品中的水溶性碳(WSC)、脱氢酶活性(DH-asi)和代谢潜力(DH-asi/WSC)的趋势；
-图4显示了定期抽取的污泥样品中的氨和硝酸根的趋势；
-图5显示了芦苇除去污泥的部分重金属和将其分散到芦苇的植物组织即根-茎-叶中的能力；
-图6显示了在本发明的方法开始和结束时进行的发芽测试的结果；
-图7和图8图示性地显示了本发明的稳定生物污泥的工厂的可能布局。
具体实施方式
参考图1，本发明的用于稳定生物污泥的方法提供了在容纳体或盆地1中铺设排水材料2的步骤。具体而言，排水材料层2可以为具有40mm～70mm的粒度和约25cm的高度h1的砂砾层。
在第一层2上可以铺设第二排水层3，排水层3包含例如粒度为4mm～6mm(小于所述第一层2的粒度)的砂砾的材料。第二层3优选具有约15cm的高度h2。
当铺设好排水层2和排水层3后，在第二层3中种植大量大型水生植物10(优选为芦苇)的幼苗。颗粒过滤底部砂砾层从而还具有容纳所述植物并允许生根的功能。
为了确保所述方法的高效率，选择了植物的测定密度，该密度对应于两棵芦苇幼苗之间的相对距离为40cm～60cm。
然后在第一步骤中用水(例如新鲜水和/或来自处理厂的水)对芦苇幼苗进行灌溉。来自处理厂的水含有能保证植物的植株发育的营养物质。此外，使用处理后的废水来浇灌芦苇幼苗10减少了移植带来的应激。
一旦达到测定的植株生长，就在容纳体1中进行一定量的生物污泥12的第一次倾洒步骤(例如通过导管15进行，图2)。加入容纳体1中的污泥12的量对应于使排水层3上的污泥层12的预定高度为2cm～4cm。
具体而言，生根的芦苇幼苗10通过蒸发-蒸腾过程积极参与了污泥的脱水，并对多个过程的发展设定了有利条件，所述多个过程的结果是：由于附着在厚的根结构(即根际)上的细菌造成的有机组分的逐渐矿化以及有机材料的卫生化。具体而言，产生了远离根部的厌氧区和靠近根部的需氧区，由植物种类的中空茎运送的空气中的氧气在所述需氧区中散布。根部附近存在的微生物生物质激活了蛋白、氨基酸等形式的有机氮转变为氨态氮(即氨)的矿化过程。这种氮形式被其它细菌群“硝化杆菌(nitrobacter)”氧化为硝酸根，所述硝化杆菌消耗了由植物处理层中的水生植物运送的氧气。所述植物吸收这些养分中的一部分以及其它元素(如微量元素、重金属、磷、钙、镁、钾等)用于其新陈代谢和生长，从而“净化”了污泥物质，并且还将污泥转化为用于农业领域的物质。
除了矿化过程外，在植物处理物质中还激活了腐殖化过程。在有机物的腐殖化过程之后是腐殖组分的演化，所述腐殖组分代表了有机物中较稳定的成分，因为它是由以很困难的方式才能降解的多酚类(polyfenolic)芳香聚合物和多羧酸芳香聚合物组成的。该腐殖组分使污泥具有附加价值，因为它对农用土壤和农作物产生了巨大影响：它保持湿度、维持参与营养元素的循环的微生物群落、释放出金属-有机螯合物，该螯合物刺激植物的生理机能，并通过将农药残留物包封(inglobate)在腐殖结构的聚合物网状结构中来阻断农药残留物。
在本发明的一个示例性实施方式中，容纳体1可以建在产生生物污泥12的活性污泥处理厂附近。
在图7和图8所示的情形中，容纳体1包围了废水处理厂。具体而言，通过导管61将来自沉积池60的污泥12输送到贮藏池50中。从贮藏池50中，通过导管55以受控方式将生物污泥供给到如上所述安置的容纳体1中。这减少了活性污泥处理厂的视觉影响并且避免了通过卡车将待处理的生物污泥运输到处理地点(如倾卸装置或干燥装置)。
上述方法就经济原因和环境原因而言都是有利的，因为它使得能将污泥的循环直接保留在净化厂，而不需要用槽车将半液体污泥迁移并运输至远离工厂以进行机械脱水。
在下文中给出了实施例，所述实施例并非意在限制本发明的范围和特点。
实施例1
在进行了测量的净化厂中，处理了由3,000等效居民(equivalentinhabitant)(e.i.)产生的污泥量，这产生了约1,200m3/年(2％固体)的生物污泥。
对于植物稳定方法，使用了尺寸为10m×2.5m×0.7m且容量为17.5m3的六个污泥干燥床。在这些床中，仅4个用于实验，而其余两个空闲不用，留作后备以用于可能的工厂紧急情况。植物干燥床的底层由排水材料(25cm的直径为40mm～70mm的砂砾和15cm的直径为0.5cm的砂砾)组成，其中安置了有孔导管用于收集渗滤液。
2004年5月，在较大砂砾和较小砂砾之间的中间层中以每个盆地约140棵的数量放置了芦苇幼苗。为了确保所述植物的发育和生长，先后提供了新鲜水和富含营养元素的来自净化厂的水。在约4个月后，幼苗已经成长到足以允许第一次污泥倾洒。
将污泥作为层以每15天约5m3的量(即对于4个床体约40m3污泥/月)加入盆地中。每周测定污泥床中的污泥高度以确定体积的减少，而每月进行pH、电导率和湿度的测定。对每3个月(12月、5月、8月和10月对应不同的季节周期)抽取的样品进行关于污泥有机物的矿化和稳定化过程的分析。为了进行所述采样，中断污泥倾洒约三周，并对每个盆地在不同点和砂砾层附近抽取6个污泥子样品。将所述子样品均质化并保存在4℃以用于生物分析，或者在空气中干燥以用于化学分析。在种植约1年半后进行切割植物的步骤。
实施例2
准备了总容积为864m3的12个干燥池。在所述方法中对于总共产生的6652m3污泥(30000e.i.)每年使用了约4,500m3污泥。
在2005年7月末进行了在床体内种植幼苗的步骤，每株植物所占面积为0.5m×0.5m。在让幼苗适应和生长约一个月的时期后，向其中提供了出自工厂的水以减少移植带来的应激并帮助更好地生根，在2005年9月倾洒了第一层污泥，然后在2005年10月初进行了第一次采样且工厂继续运转。在运转的第一年，污泥的体积以每平方米2.42立方米的速率减少至99％。
实施例3
与实施例2相同，其区别是准备了总容积为225m3的5个干燥池。在所述方法中对于总共产生的5616m3污泥(10000e.i.)每年使用了约1462m3污泥。在运转第一年，倾洒的污泥体积以每平方米3.16立方米的速率减少至98％。
实施例4
与实施例2相似，不同之处在于提供了总容积为64m3的干燥盆地用于所述植物稳定方法。在所述方法中，对于总共产生的454m3污泥每年使用了约250m3污泥。
在2005年9月末对床体进行了种植步骤(种植间距0.5m×0.5m)，而在2006年3月开始污泥倾洒。
实施例5
提供了总容积为256m3的8个干燥池用于所述植物稳定方法。在所述方法中，对于总共产生的635m3污泥每年使用了约998m3的污泥。
实施例6
提供了总容积为180m3的5个干燥池用于所述植物稳定方法。在所述方法中，对于总共产生的1098m3污泥计划使用约877m3污泥。
下面是对来自所述容纳体的定期倾洒的污泥样品进行的一些测试的实验结果。
实验结果
在表1中给出了在实施例1所述情形中的实验期间所获的化学结果。
表1.化学分析
Figure G2008800046525D00091
具体而言，已知可能由于污泥在盆地底部的逐渐累积因而电导率(E.C.)随时间而增加，而pH趋向于降低。
碳和总有机氮显著降低(p＜0.01)，显示出由于污泥和植物的根体系(即根际)的微生物造成的有机物矿化过程的功效。事实上，通过不稳定有机物的降解过程，代表碳的矿化产物以及能被微生物活动使用的物质的水溶性碳(WSC)在实验初期显示出较高的增加但随后降低(图3)。
脱氢酶(DH-asi)作为细胞内酶(Masciandaro等，2000)通常用作总的微生物活动的间接证据，脱氢酶(DH-asi)与水溶性碳正相关，从而证实了微生物在支持代谢过程中的关键作用。
事实上，根据脱氢酶与水溶性碳之间的比例(DH-asi/WSC)计算出的代谢潜力指数定义了涉及不稳定碳形式的矿化过程的趋势。该指数随着时间而降低，表明了由于微生物活动造成的可利用物质的逐渐降解。
在图4中显示了代谢潜力指数的趋势，对应于硝酸根(NO3 -)与氨(NH3)之间的比例的增加。该指数的增加表明有机物在由植物所提供的氧气确保的需氧条件下进行矿化。在实验结束时获得的高浓度的氨没有危害芦苇的发育，芦苇能够耐受高浓度的氨，从而相对于各种其它植物种类保持了较高的干燥生物质产量(Hill等，1997)。
与碳和氮相反，总磷量趋向于随时间增加，这可能是由于使用磷酸盐作为磷来源的微生物的固定化过程(表1)。通过监测构成腐殖质的碳的腐殖组分和富里酸(fulvic)组分的趋势来跟踪有机物的腐殖化过程(图5)。具体而言，腐殖碳(humic carbon)代表了腐殖质中较稳定的成分，因为它是由只能以很困难的方式降解的多酚类化合物和多羧酸化合物组成的；相反，主要由脂肪族成分构成的富里碳(fulvic carbon)被认为是较不稳定的腐殖质。事实上，已经发现在富里碳和水溶性碳之间有正相关性。富里碳随时间的减少恰好对应于腐殖碳随时间的增加(p＜0.01)，因为有机物的腐殖化从腐殖质中更不稳定的成分(即富里酸成分)开始。在实验结束时观测到的腐殖碳比例的减少是由于对应于污泥稳定化的平衡的达成。所获结果与其它作者发表的研究相一致。
虽然进行了连续的污泥倾洒和稳定化污泥的堆积，但是除了铜、锌和铬随时间增加外，重金属含量保持大体上不变，或在实验期间趋于减少。该趋势证实植物在金属的吸收方面起着重要作用，它们确保了在污泥中维持低量的重金属。事实上，所述重金属的浓度低于农用污泥的某些法律限定值。
表2.实验期间污泥中的重金属
Figure G2008800046525D00111
表3.实验结束时植物中的金属
Figure G2008800046525D00112
Figure G2008800046525D00113
*：实验中使用的芦苇中所含的金属(测试)
**：用作参照的芦苇中所含的金属(对照)
在所述植物稳定方法结束时评价了稳定化污泥对水芹(Lepidiumsativum)的影响，水芹是用于测试污泥用于农业目的的应用的植物种类。图6显示了实验结束时发芽指数的增加，从而确定了所述植物稳定方法对于减少和/或消除可能的植物毒性物质的良好结果。
由于植物的蒸发-蒸腾作用、污泥床的水力传导性和污泥及根际的微生物的代谢作用，所述植物稳定方法确保了输送至池内的污泥的脱水和熟化。
在实验期间，净化体系产生了约1,000m3污泥，其中约600m3被弃置在垃圾场中。其余400m3被置于植物稳定污泥床中并达到了50m3的最终体积，即80％的体积减少。
这种体积减少使得净化厂节省了约30％～35％(污泥的运输和处理)。
表4中给出了在实施例2所述的情形中的实验期间所获得的一些化学结果。具体而言，获得了下列数据：总氮含量(TN)、总有机碳含量(TOC)、总磷含量(TP)、水溶性碳(WSC)、脱氢酶(DHase)、富里酸和腐殖酸的量。
表4.化学结果
Figure G2008800046525D00121
还是对应于实施例2，在表5中获得了下列对应于污泥中的某些重金属含量的数据。
表5.污泥中的重金属含量
在下表6中给出了在实施例3所述的情形中的实验期间所获得的化学结果：
表6.化学结果
Figure G2008800046525D00123
在表7中获得了下列对应于污泥中某些重金属含量的数据。
表7.污泥中的重金属含量
Figure G2008800046525D00124
通过分析在上表(对应于实施例2的表4和表5、对应于实施例3的表6和表7)中给出的数据，观测到了总体形式和更不稳定的形式的有机物(TOC和TN)含量的显著降低，所述更不稳定的形式被确定为氨态氮和水溶性碳(WSC)。这显示出污泥和植物的根体系(即根际)的微生物引起的矿化过程的功效。
事实上，水溶性碳代表了有机复合体底物的降解产物，同时还是可以更快地用于代谢活动的底物。脱氢酶(DHase)作为细胞内酶通常用作总的微生物活动的直接证据，而脱氢酶与水溶性碳正相关，从而证实了微生物在支持代谢过程中的关键作用。
此外，在水溶性碳减少的同时，脱氢酶的酶活性也明显地大大减少。作为干燥池中可利用底物的不稳定有机物的高含量存在刺激了酶的合成：当底物减少时，酶活性也下降。
与碳和氮相反，磷趋向于随时间增加(TP)，这主要是由于磷在微生物组织中的固定化过程。在任何情况下一定量的磷在用于农业应用的肥料的生产中都是理想的。
就关于富里酸和腐殖酸的数据而言，对于实施例2(表4)和实施例3(表6)，都观察到了腐殖碳(即富里酸和腐殖酸的总和)的比例的减少。该减少表明对应于污泥稳定的平衡的达成。
就污泥中重金属含量的分析而言(表5和表7)，观察到尽管进行了连续的污泥倾洒和稳定化污泥的逐渐堆积，所述重金属含量仍保持大体上不变。该趋势表明了所述植物的吸收金属的重要任务。这确保了将污泥中的重金属量维持在低于对净化污泥在农业中的使用而言的一定法律限定值。
具体实施方式的前述说明根据概念性观点对本发明进行了完整揭示，从而其它人员将能通过应用现有知识来变更和/或修改这样的实施方式以用于各种应用而不用进一步的研究并且不背离本发明，因而应当理解的是必须认为这样的修改和变更与所述具体实施方式等价。实现本文所述的不同功能的方法和材料可以具有不同的性质而不因此背离本发明的领域。应当理解本文采用的措辞或术语是用于说明性而非限制性的目的。

Claims (15)

1.一种生物污泥的植物稳定方法，所述方法包括下述步骤：
-在容纳体或盆地中设置具有测定粒度的排水材料的底层，所述排水材料适于使至少一种植物种类生根；
-在所述底层中种植大量大型水生植物幼苗；
所述方法的特征在于，所述方法还提供了下述步骤：
-围绕所述幼苗倾洒测定量的生物污泥以处理所述排水层，然后等待预定时间；
-通过分析至少一个污泥样品来校准所述方法，所述分析包括对下述参数中的至少一个进行测定：
-pH；
-电导率；
-湿度；
-水溶性碳；
-氨态氮；
-富里酸；
-腐殖酸；
-基于所述分析计算污泥的极限高度；
-倾洒更多的生物污泥直至达到所述极限高度；
-当此前倾洒的污泥层达到预定脱水率时，通过倾洒更多的生物污泥来重复所述倾洒步骤；
-达到稳定化污泥的测定高度时，从所述容纳体中除去所述污泥。
2.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，在所述第一层之上铺设第二层排水材料，所述第二层包含粒度小于所述第一层的粒度的材料。
3.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述层具有处于一定角度的底部，从而使它能协助从所述第一层和第二层排出的渗滤产物朝外流向出口导管。
4.如权利要求2所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述第一层的粒度为30mm～80mm，优选为40mm～70mm。
5.如权利要求2所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述第二排水层的粒度为2mm～10mm，优选为4mm～6mm。
6.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，在所述种植步骤结束时，对所述大量幼苗进行以水灌溉的步骤直至达到预定的植株发育。
7.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，污泥层的高度达到1cm～6cm，优选为2cm～4cm时，停止在所述校准步骤期间的所述第一次污泥倾洒步骤。
8.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，污泥层的高度达到5cm～20cm时，停止所述污泥倾洒步骤。
9.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述大型水生植物是芦苇。
10.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述种植步骤通过将所述大量幼苗以30cm～70cm且优选为40cm～60cm的相对距离安置来进行。
11.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，为了达到脱水污泥层的测定高度，将所述幼苗割断和切碎并最终与所述污泥混合以获得堆肥。
12.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述容纳体在废水处理厂附近形成，来自所述容纳体的所述渗滤液与所述废水一起再重新循环进入所述厂内。
13.如权利要求12所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述容纳体已经存在于所述净化厂中，或者从头形成所述容纳体以便容纳所述废水处理厂。
14.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述污泥极限高度的所述计算步骤基于测得的湿度进行，即：
-对小于60％的水含量，所述极限高度等于或大于20cm；
-对处在60％～70％之间的水含量，所述极限高度处在10cm～20cm之间；
-对处在70％～80％之间的水含量，所述极限高度处在5cm～10cm之间；
-对处在80％～90％之间的水含量，所述极限高度等于或小于5cm。
15.如权利要求1所述的生物污泥的植物稳定方法，其中，所述污泥的除去在下述条件中的至少一个条件下完成：
-水溶性碳的含量小于初始值的70％，有利的是当它小于初始值的80％时，优选的是当它小于初始值的90％时；
-富里酸的含量小于初始值的50％，有利的是小于初始值的60％，优选的是小于初始值的70％。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104912038A (zh) * 2015-06-03 2015-09-16 广东省生态环境与土壤研究所 河涌污染底泥处理的构筑物装置
CN109187460A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 污泥稳定化程度的判定方法
CN109956635A (zh) * 2019-04-25 2019-07-02 湖南鑫恒环境科技有限公司 一种淤泥生物处理覆膜及方法
CN110467273A (zh) * 2019-08-27 2019-11-19 暨南大学 一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法及其应用
CN112723692A (zh) * 2020-12-07 2021-04-30 南京沿江资源生态科学研究院有限公司 一种模块化资源生态塔污泥资源化系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPI20120013A1 (it) * 2012-01-27 2013-07-28 S G I Studio Galli Ingegneria S P A Metodo per il trattamento di residui di dragaggio mediante fitorimediazione e impianto che realizza tale metodo

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3046646A1 (de) * 1979-03-10 1982-07-22 Von Roll AG, 4563 Gerlafingen Verfahren und einrichtung zur kompostierung von muell bzw. muell-abwasser-schlammgemischen durch thermische rotte
DE10039228A1 (de) * 2000-08-11 2002-03-07 Pauly Udo Verfahren zur Vererdung einer wässrigen Suspension organischer Stoffe, insbesondere von Klärschlamm
FR2837196B1 (fr) * 2002-03-13 2004-07-16 Ceremher Ct De Rech S Meze Her Procede et installation pour l'epuration d'effluents domestiques ou agro-industriels par digestion anaerobie

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104912038A (zh) * 2015-06-03 2015-09-16 广东省生态环境与土壤研究所 河涌污染底泥处理的构筑物装置
CN109187460A (zh) * 2018-08-31 2019-01-11 上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 污泥稳定化程度的判定方法
CN109956635A (zh) * 2019-04-25 2019-07-02 湖南鑫恒环境科技有限公司 一种淤泥生物处理覆膜及方法
CN110467273A (zh) * 2019-08-27 2019-11-19 暨南大学 一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法及其应用
CN110467273B (zh) * 2019-08-27 2021-08-24 暨南大学 一种垃圾渗滤液浓缩液的微生物毒性及可生化性评价方法及其应用
CN112723692A (zh) * 2020-12-07 2021-04-30 南京沿江资源生态科学研究院有限公司 一种模块化资源生态塔污泥资源化系统

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