CN102617200B

CN102617200B - 一种添加矿化垃圾的污泥堆肥方法

Info

Publication number: CN102617200B
Application number: CN2012100729953A
Authority: CN
Inventors: 席北斗; 何小松; 姜永海; 李丹; 张进保; 潘红卫
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: CN102617200A

Abstract

一种添加矿化垃圾的污泥堆肥方法，其主要步骤包括：A)将秸秆、污泥和矿化垃圾混合均匀，调节含水率为质量比45％-65％后，摊平并在混合物表面铺设一层矿化垃圾，强制通风供氧方式进行第一次堆肥发酵；B)将发酵后下层堆肥与上层矿化垃圾再混合均匀，调节含水率为质量比45％-50％进行第二次发酵，期间翻堆，至堆肥达到腐熟。本发明通过以废治废、协同控制，同时处理了污泥和矿化垃圾，将其堆肥进行资源化利用。此外，该方法将矿化垃圾作为污泥堆肥的微生物接种剂和保氮材料，在加速堆肥发酵过程的同时提高了堆肥产品中氮含量，降低了堆肥成本，提高了堆肥产品品质。

Description

一种添加矿化垃圾的污泥堆肥方法

技术领域

本发明属于有机废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种添加矿化垃圾的污泥堆肥方法。

背景技术

随着社会经济快速发展和城市化水平的不断提高，工业污水和生活污水的排放量日益增多，污水处理厂污泥产量急剧增加。相关资料显示，2006年我国城市污水处理厂产生的城市污泥已高达1500万吨(含水率80％)，是生活垃圾清运量的8％。城市污泥中一般含有丰富的N、P、K等植物生长发育所需营养元素，同时还含有大量的有机质及病原菌等有害微生物，因此，城市污泥必须经过相应的稳定化及无害化处理才能施用于土壤。堆肥是城市污泥一种重要的无害化处理方式，在堆肥过程中有机质发生降解和腐殖化趋于稳定，同时堆肥高温致使其中的有害病原菌被杀灭。但由于堆肥初期有益微生物量少，需要一定时间才能繁殖起来，因此传统堆肥存在发酵周期长、产生臭味且肥效低等问题。往堆肥物料中接种各种微生物可以在一定程度上解决上述问题，然而，接种微生物的筛选、培养及制剂费时费力，成本较高，并且许多接种微生物不适高温堆肥环境，使接种效果大打折扣。

目前我国城市生活垃圾的主要处理方式是填埋，随着城市的发展，市郊地价的上涨，垃圾填埋场的选址越来越难。另一方面，垃圾经多年填埋后趋于稳定，形成了矿化垃圾，若将其进行开采，便可腾出新的填埋空间，延长填埋场的使用寿命。但开采出矿化垃圾的处理处置也面临着一些社会和环境问题。矿化垃圾是指垃圾填埋场达到稳定化状态也即无害化状态的时候的填埋垃圾，它表面附着有大量的包括氧化还原酶或水解酶在内的活性酶。这些氧化还原酶或水解酶活性高、适应性强，能迅速酶促降解污染物，并且矿化垃圾表面积大，孔隙率高，吸附和交换能力强，为各种酶高效的发挥作用及吸附堆肥废气提供了优越的条件。此外，矿化垃圾中还含有以多阶段降解性微生物为主的多种微生物，包括各种好氧、兼性及厌氧微生物。由于经历了渗滤液的长期洗沥、浸泡、驯化和填埋高温，这些微生物具有良好的生存和降解能力，并具有一定的高温适应能力，在较高温度下也能发挥其降解作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种添加矿化垃圾的污泥堆肥方法，能在污泥堆肥过程中快速降解有机质，加速堆肥进程，提高堆肥品质，降低堆肥成本。

为实现上述目的，本发明提供的添加矿化垃圾的污泥堆肥方法，其主要步骤包括：

A)将秸秆、污泥和矿化垃圾混合，调节含水率为质量比45％-65％后，在摊平的混合物表面铺设一层矿化垃圾，强制通风供氧方式进行第一次堆肥发酵；

B)将发酵后下层堆肥混合物与上层矿化垃圾混合均匀，调节含水率为质量比45％-50％进行第二次发酵，期间翻堆，至堆肥达到腐熟。

所述的污泥堆肥方法，其中，混合物的C/N比为25-30∶1。

所述的污泥堆肥方法，其中，步骤A中混合时矿化垃圾含量按干重计占总重量的8％-16％，在混合物表面铺设的矿化垃圾含量按干重计占总重量的2％-4％。

所述的污泥堆肥方法，其中，第一次堆肥发酵是在反应仓中进行，第二次发酵是堆成条垛形于遮雨条件下进行。

所述的污泥堆肥方法，其中，步骤A中的通风供氧是采用间歇式通风供氧方式进行，当出口氧浓度高于18％时停止供氧，当出口氧浓度低于10％时开始供氧。

所述的污泥堆肥方法，其中，矿化垃圾为其中易降解物质完全降解或接近完全降解，并剔除了塑料、金属、橡胶、石子的能通过20mm筛的粒状物。

所述的污泥堆肥方法，其中，秸秆为玉米秸秆、稻草或麦秆，其长度为2-4cm。

所述的污泥堆肥方法，其中，城市污泥为污水处理厂的生污泥或消化污泥。

本发明具有的优点

1、利用矿化垃圾作为污泥堆肥的接种剂，减少了堆肥菌剂投入，降低了堆肥成本。

2、将矿化垃圾应用于污泥堆肥，以废治废，为填埋场矿化垃圾的开采提供了一个新的出路，有利于填埋场的可持续填埋。

3、在堆肥物料表层铺上一层矿化垃圾，利用矿化垃圾表面积大，孔隙率高，吸附和交换能力强并且含有大量降解性微生物的特点吸附和/或转化NH₃、H₂S等堆肥尾气，降低了堆肥环境污染，提高了堆肥产品品质。

4、采用间歇式通风供氧方式供氧，减少了堆肥能耗，降低了成本；同时间歇式通风供氧还能减低堆肥氮素损失，提高堆肥产品肥效。

附图说明

图1为添加矿化垃圾的实施例与不添加矿化的对照例污泥堆肥过程中腐殖质的变化趋势图；

图2为添加矿化垃圾的实施例与不添加矿化的对照例污泥堆肥过程中总氮含量的变化趋势图。

具体实施方式

本发明以矿化垃圾为微生物接种剂进行污泥堆肥。首先将作物秸秆粉碎至2-4cm，然后测定其含水率及C/N比，同时分别测定城市污泥(含水率在75％-85％间)及矿化垃圾的含水率及C/N比，接着将上述三种物料混合均匀，使混合物料中矿化垃圾含量为8％-16％，含水率为45％-65％，C/N比25-30，装完后将其表层摊平，铺上一层(约4-7cm厚)的矿化垃圾，随后采用间歇式通风供氧方式进行强制好氧堆肥，当出口氧浓度高于18％时停止供氧，当出口氧浓度低于10％时开始供氧，利用矿化垃圾中的各种活性酶和降解性好氧微生物对堆肥污泥中的有机质进行降解。一次发酵完成后将仓中物料取出，将上层矿化垃圾与下层堆肥物料混合均匀，调含水率为45％-50％，于遮雨棚下堆成条垛形进行二次发酵，5-8天翻堆一次，使堆料保持一定程度的厌氧状态，在利用矿化垃圾中好氧微生物的同时发挥其中各种兼性微生物和厌氧微生物的作用，进一步降解堆肥物料中的难降解有机物，加速堆肥腐熟进程，30-40天堆肥物料达到腐熟。

通过下述的实施例和比较例，并结合附图对本发明进行详细描述。

实施例：

将作物秸秆粉碎至2-4cm，测定其含水率为13.58％，C/N比为81.32，测定污水处理厂的污泥的含水率为83.19％，C/N比为11.29，矿化垃圾含水率为26.53％，C/N为16.21。将污泥、作物秸秆、矿化垃圾按下述要求混合均匀，使矿化垃圾含量为15.21％(干重)，含水率为63.21％，C/N为25.1，接着将混合物料装入堆肥反应仓，装完后将表层摊平，再铺上5cm厚的矿化垃圾，以0.4L/(min.kg)的速率强制通风供氧，当出口氧浓度高于18％时停止供氧，当出口氧浓度低于10％时开始供氧，17天一次发酵完成。将物料取出堆肥仓，混合均匀上层矿化垃圾与下层堆肥，调含水率为50％，于遮雨棚下堆成条垛形，每隔6天翻堆一次，使堆料从有氧状态进入缺氧状态，利用矿化垃圾中的兼性和厌氧微生物进一步降解堆肥有机物，加速堆肥腐熟进程，34天堆肥物料达到腐熟。在堆肥过程中，每隔一天取一次样，测定腐殖质及总氮含量变化。

本发明采用的矿化垃圾，最好是填埋时间较长(比如8年以上)，其中的易降解物质完全或接近完全降解，微生物含量大于1×10⁶个/g。已经剔除了塑料、金属、橡胶、石子等大块异物，并粉碎成能通过20mm筛的粒状。

比较例1：

将实施例同一来源的作物秸秆和污水厂的污泥混合均匀，使混合物料的含水率为63.21％，C/N为25.1，不添加矿化垃圾，以0.4L/(min.kg)的速率按实施例相同方式进行强制通风供氧，一次发酵完毕后按实施例相同方式进行二次发酵，整个堆肥过程中每隔一天取样一次。

按本发明在城市污泥中添加矿化垃圾进行堆肥，无论是腐殖质生成量还是堆肥产品总氮含量均优于不添加矿化垃圾的普通堆肥，其反应效果如图1、图2所示。

堆肥初期，堆料中主要发生着矿化作用，有机质不断被降解，物料中腐殖质含量减少。从图1可以看到，添加矿化垃圾的实施例中腐殖质的矿化速度大于不添加矿化垃圾的比较例，这是由于矿化垃圾中含有大量的活性酶和微生物，有机质降解速度快，腐殖质矿化率高，在堆肥的中后期，易降解的有机物大部分已被降解，微生物开始利用难降解的纤维素、木质素类物质，同时合成腐殖质，使腐殖质的含量呈明显增加的态势。添加矿化垃圾的堆肥反应速度快，腐殖质生成合成率高：不添加矿化垃圾堆肥后腐殖质的含量增加了13.56％，添加矿化垃圾堆肥后腐殖质增加了48.67％，添加矿化垃圾比不添加矿化垃圾堆肥后腐殖质含量提高了33.1％，即添加矿化垃圾可以有效增加堆肥物料中腐殖质含量，提高堆肥品质。

添加矿化垃圾后，堆肥初期总氮的损失率小于不添加矿化垃圾，在堆肥后期，添加矿化垃圾总氮的含量显著大于不添加矿化垃圾，不添加矿化垃圾堆肥后总氮增加了29.57％，而添加矿化垃圾总氮增加了79.46％，添加矿化垃圾比不添加矿化垃圾堆肥后总氮提高了48.89％即添加矿化垃圾大大降低了堆肥尾气NH₃排放，增加了堆料中总氮含量，提高了堆肥肥效。

Claims

1.一种添加矿化垃圾的污泥堆肥方法，其主要步骤包括：

A)将秸秆、污泥和矿化垃圾混合均匀，调节混合物含水率为45％-65％、矿化垃圾含量按干重计占总重量的8％-16％、C/N比为25-30∶1后，摊平，在混合物表面铺设一层矿化垃圾，混合物表面铺设的矿化垃圾含量按干重计占总重量的2％-4％，于发酵仓中强制通风供氧方式进行第一次堆肥发酵，通风过程当出口氧浓度高于18％时停止通风，当出口氧浓度低于10％时恢复通风；

B)将发酵后的下层堆肥混合物与上层矿化垃圾再混合均匀，调节混合物含水率为45％-50％后，堆成条垛形于遮雨条件下进行第二次发酵，每隔5-8天翻堆一次，至堆肥达到腐熟。

2.根据权利要求1所述的污泥堆肥方法，其中，矿化垃圾为其中易降解物质完全降解或接近完全降解，并剔除了塑料、金属、橡胶、石子的能通过20mm筛的粒状物。

3.根据权利要求1所述的污泥堆肥方法，其中，秸秆为玉米秸秆、稻草或麦秆，其长度为2-4cm。

4.根据权利要求1所述的污泥堆肥方法，其中，城市污泥为污水处理厂的生污泥或消化污泥。