CN113173807B - 一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法，属于污泥处理技术领域，所述方法包括以下步骤：向生活污泥中加入艾草得到物料A，之后投入蚯蚓种苗并进行振动处理，处理完成后对蚯蚓进行诱捕收集，向蚯蚓处理得到的物料B中加入秸秆和发酵菌剂进行发酵即可；本发明通过添加艾草保持生物污泥的新鲜度，提高蚯蚓处理效率，之后进行发酵处理，使得生活污泥中的成分能够被充分分解；本发明在发酵处理时增加振动处理，使污泥中融入更多的氧气，从而可以提高单次处理污泥的厚度，提升污泥处理效率；生活污泥经本发明的方法处理后，符合有机肥或生物有机肥标准，可直接作为有机肥或生物有机肥使用，且肥效高，能够显著提升作物产量。

Description

一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法。

背景技术

随着城市化程度的提高及城市规模的扩张，城市生活污泥的产量也日益增加，城市生活污泥中的成分复杂，含有大量的有机质和病原菌，此外，还富含N、P、K及重金属元素，如果不进行有效处理将会对水体、土壤等造成严重危害，也会间接影响人们的身体健康。

采用焚烧、填埋等处理等方式对生活污泥进行处理，不仅处理成本极高，而且这些处理方式不能从根本上解决污染问题，很容易对环境产生二次污染，如污泥直接焚烧的热值过低，还要治理有害气体、粉尘污染等其他二次污染；污泥直接填埋存在难于压实、难于自然发酵的问题，直接影响垃圾填埋的土地再利用，被埋入地下的污泥也是对环境的一个潜在的威胁。

目前，采用蚯蚓对城市生活污泥进行处理的技术已有相关研究和使用，相比于传统的焚烧、填埋等处理方式，采用蚯蚓对生活污泥进行处理不仅成本低，而且蚯蚓吞食污泥后产生的排泄物可作为有机肥，对环境不但不会产生二次污染，还能产生较高的经济效益。但是由于蚯蚓需要在有氧环境条件下对污泥进行处理，因此，目前利用蚯蚓处理生活污泥时，需要控制污泥的厚度在15厘米以内，这样使得每次处理的污泥的量受到限制，对污泥进行处理的效率大大下降。因此，需要研发一种利用蚯蚓来高效处理生活污泥的方法。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法，以提高蚯蚓对生活污泥的处理效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法，包括以下步骤：

(1)向生活污泥中加入艾草，得到物料A；

(2)向步骤(1)所得物料A中投入蚯蚓种苗并进行振动处理，处理完成后对蚯蚓进行诱捕收集，向蚯蚓处理得到的物料B中加入秸秆和发酵菌剂进行发酵即可。

优选的，步骤(1)中所述艾草加入量为生活污泥重量的0.5％

优选的，步骤(2)所述物料A中投入蚯蚓种苗前，将所述物料A的含水率调节为65～70wt％。

优选的，步骤(2)中每吨物料A中投入蚯蚓种苗8000～10000条。

优选的，步骤(2)中所述振动处理具体为：间歇式振动处理，每隔2～3h振动0.5h，振动频率为10～15Hz。

优选的，步骤(2)中所述物料A的厚度为25～30cm。

优选的，步骤(2)中蚯蚓处理污泥过程中，温度为20～25℃，处理时间为10～15天。

优选的，步骤(2)中所述蚯蚓种苗为太平二号和/或赤子爱胜。

优选的，步骤(2)中所述秸秆加入量为物料B重量的15％～20％，然后加入尿素调节碳氮比为20～25。

优选的，步骤(2)中所述发酵菌剂由纳豆芽孢杆菌、纤维素分解菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌及地衣芽孢杆菌按照质量比为(1.5～2)∶(1.5～2)∶(1～2)∶(2～3)∶(2～3)组成；所述发酵菌剂中的有效活菌数≥100亿/g；所述发酵菌剂与物料B的质量比为(1～2)∶1000；所述发酵时间为7～10天。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过在生活污泥中添加艾草，能够保持生活污泥新鲜，更利于蚯蚓觅食利用；同时进行振动处理，由于振动过程中，可使污泥中融入更多的氧气，从而可以提高单次处理污泥的厚度，提升污泥处理效率；

本发明在蚯蚓对污泥处理的基础上，进一步补充秸秆碳源和发酵菌剂进行发酵处理，能够使污泥得到充分分解；

生活污泥经本发明的方法处理后，重金属含量大大降低，符合有机肥和生物有机肥标准，可直接作为有机肥和生物有机肥使用，且肥效高，能够显著提升作物产量。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。

另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

以下实施例中，所采用的生活污泥进行烘干后，重金属镉、铅、铬、汞和砷的含量为(单位：mg/kg)：镉：7.2，铅：63.5，铬：120.2，汞：5.1，砷：20.4。

实施例1

(1)按照重量比为100∶0.5向生活污泥中加入艾草并混合均匀得到物料A，；将其含水率调整为70wt％，铺设于振动台上，铺设厚度为30cm，之后向每吨物料A中投入蚯蚓种苗10000条对污泥进行处理，其中蚯蚓种苗由太平二号和赤子爱胜以数量比为1∶1组成，处理过程中使振动台进行间歇式振动，振动频率为15Hz，每隔2h振动0.5h，处理过程中保持温度为20℃，污泥含水率控制在70wt％；

(2)10天后，用干牛粪诱捕收集蚯蚓，向蚯蚓处理得到的物料B中以重量比为20∶3添加秸秆，随后加入尿素，调节碳氮比为25，之后将纳豆芽孢杆菌、纤维素分解菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌及地衣芽孢杆菌按照质量比为1.5∶2∶1∶2∶3配制得到发酵菌剂，并使所得发酵菌剂中有效活菌数≥100亿/g；按照发酵菌剂与物料B的质量比为1∶500加入发酵菌剂进行发酵；

(3)发酵7天后即完成对生活污泥的处理，将得到的物料烘干后，作为有机肥或生物有机肥使用。

实施例2

(1)按照重量比为100∶0.5向生活污泥中加入艾草并混合均匀得到物料A；将其含水率调整为65wt％，铺设于振动台上，铺设厚度为25cm，之后向每吨物料A中投入蚯蚓种苗8000条对污泥进行处理，其中蚯蚓种苗由太平二号和赤子爱胜以数量比为2∶1组成，处理过程中使振动台进行间歇式振动，振动频率为10Hz，每隔3h振动0.5h，处理过程中保持温度为25℃，污泥含水率控制在65wt％；

(2)15天后，用干牛粪诱捕收集蚯蚓，向蚯蚓处理得到的物料B中以重量比为5∶1添加秸秆，随后加入尿素，调节碳氮比为20，之后将纳豆芽孢杆菌、纤维素分解菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌及地衣芽孢杆菌按照质量比为2∶1.5∶2∶3∶2配制得到发酵菌剂，并使所得发酵菌剂中有效活菌数≥100亿/g；按照发酵菌剂与物料B的质量比为1∶1000加入发酵菌剂进行发酵；

(3)发酵10天后，即完成对生活污泥的处理，将得到的物料烘干后，作为有机肥或生物有机肥使用。

实施例3

同实施例1，区别在于，将步骤(1)中的蚯蚓替换为单独的太平二号。

实施例4

(1)将太平二号蚯蚓种苗及赤子爱胜蚯蚓种苗分别置于振动台上饲养，振动台频率设置为15Hz，待其繁殖得到第二代蚯蚓后，选取其中个体较大且较活泼的蚯蚓继续进行培育繁殖，对得到的第三代蚯蚓同样按上述要求进行挑选，如此重复，直到得到第六代蚯蚓；

按照重量比为100∶0.5向生活污泥中加入艾草并混合均匀得到物料A，将其含水率调整为70wt％，铺设于振动台上，铺设厚度为30cm，之后向每吨物料A中投入上述培养得到的第六代太平二号和赤子爱胜蚯蚓种苗各5000条对物料A进行处理，处理过程中使振动台进行间歇式振动，振动频率为15Hz，每隔2h振动0.5h，处理过程保持温度为20℃，污泥含水率控制在70wt％；

步骤(2)及步骤(3)同实施例1。

实施例5

(1)按照重量比为100∶0.5向生活污泥中加入艾草，将新鲜柑橘果皮干燥至含水率为40wt％，之后粉碎、过50目筛，然后将所得粉末按照质量比为1∶100加入上述含艾草的生活污泥中，搅拌均匀得到物料A；将其含水率调整为70wt％，铺设于振动台上，铺设厚度为30cm，之后向每吨物料A中投入蚯蚓种苗10000条对污泥进行处理，其中蚯蚓种苗由太平二号和赤子爱胜以数量比为1∶1组成，处理过程中使振动台进行间歇式振动，振动频率为15Hz，每隔2h振动0.5h，处理过程中保持温度为20℃，污泥含水率控制在70wt％；

步骤(2)及步骤(3)同实施例1。

对比例1

同实施例1，区别在于，步骤(1)的生活污泥中不加入艾草。

对比例2

同实施例1，区别在于，将步骤(2)中的发酵菌剂替换为EM菌。

对比例3

同实施例1，区别在于，步骤(1)中，蚯蚓处理污泥过程中不进行振动处理。

对比例4

同实施例5，区别在于，将步骤(1)中的柑橘果皮替换为香蕉果皮。

效果验证

对实施例1～5及对比例1～4所得有机肥中的重金属镉、铅、铬、汞和砷的含量进行检测，结果如表1所示：

表1

由表1可以看出，采用本发明的方法得到的有机肥中重金属含量较原生活污泥大大降低，且符合有机肥对重金属含量的标准要求。

将实施例1～5及对比例1～4所得的有机肥作为基肥，进行西红柿种植试验，具体方法如下：试验共设A～J 10个处理，其中A～I依次对应于实施例1～5及对比例1～4，J为空白对照组，每个处理设置3个平行地块，将试验田均分为30个地块，每个地块面积为10m²，分两列种植西红柿共20株；A～I处理分别施用实施例1～5及对比例1～4所得的有机肥作为基肥，在西红柿移栽前5天施用，施用量为300kg/亩，J处理作为空白对照组，不施用基肥。所用地块均按常规方法进行后续管理，包括浇水、害虫防治。西红柿成熟后，采摘称重，计算各个处理所得西红柿的平均产量，结果如表2所示：

表2

由表2可以看出，本发明利用蚯蚓处理生活污泥后所得的有机肥能有效提高西红柿的产量，其中，由A处理和C处理的产量对比可以发现，采用太平二号和赤子爱胜两种蚯蚓共同处理生活污泥所得的有机肥的肥效高于单独采用太平二号蚯蚓，进一步验证后还发现单独采用赤子爱胜蚯蚓按照实施例1的方法对生活污泥进行处理，将所得有机肥料按照上述方法进行西红柿种植试验，所得西红柿产量也不及A处理，这是由于太平二号和赤子爱胜蚯蚓共同处理生活污泥过程中会发生杂交繁殖，杂交后所得的蚯蚓对生活污泥的处理能力更强，对污泥的处理效果更好，使所得有机肥肥效更高；从A处理和H处理的产量对比可以看出，蚯蚓处理生活污泥过程中同时进行振动处理，可有效提高最终所得肥料的肥效，这是由于振动过程中，可使污泥中融入更多的氧气，使得蚯蚓能更好地对污泥进行吞食分解；由A处理和D处理的产量对比可以看出，对蚯蚓提前进行振动驯化，可以有效提高所得有机肥的肥效，振动驯化使得蚯蚓能更快、更好地适应后续的污泥处理过程，从而提高处理效果；从A处理、E处理及I处理的产量对比可以看出，在生活污泥中掺入柑橘果皮能提高最终所得有机肥的肥效，而掺入香蕉果皮时肥效没有提升，这可能是由于，柑橘果皮的特殊气味和成分能够提高发酵污泥对于蚯蚓的适口性，进而提高其对污泥的分解利用效果，提升所得肥料的肥效；从A处理和F处理的产量对比可以看出，生活污泥中加入艾草可以提高最终所得肥料的肥效，这是由于艾草的加入可以保持生活污泥的新鲜度，更有利于蚯蚓吞食利用，从而使得蚯蚓对生活污泥的分解利用更加彻底，进一步发酵后得到更高肥效的有机肥。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种利用蚯蚓处理生活污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向生活污泥中加入艾草，得到物料A；

(2)向步骤(1)所得物料A中投入蚯蚓种苗并进行振动处理，处理完成后对蚯蚓进行诱捕收集，向蚯蚓处理得到的物料B中加入秸秆和发酵菌剂进行发酵即可；

步骤(2)所述物料A中投入蚯蚓种苗前，将所述物料A的含水率调节为65～70wt％；

步骤(2)中所述振动处理具体为：间歇式振动处理，每隔2～3h振动0.5h，振动频率为10～15Hz；

步骤(2)中所述物料A的厚度为25～30cm；

步骤(2)中所述发酵菌剂由纳豆芽孢杆菌、纤维素分解菌、巨大芽孢杆菌、酵母菌及地衣芽孢杆菌按照质量比为(1.5～2)∶(1.5～2)∶(1～2)∶(2～3)∶(2～3)组成；所述发酵菌剂中的有效活菌数≥100亿/g；所述发酵菌剂与物料B的质量比为(1～2)∶1000；所述发酵时间为7～10天。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述艾草加入量为生活污泥重量的0.5％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中每吨物料A中投入蚯蚓种苗8000～10000条。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中蚯蚓处理污泥过程中，温度为20～25℃，处理时间为10～15天。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述蚯蚓种苗为太平二号和/或赤子爱胜。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述秸秆加入量为物料B重量的15％～20％，然后加入尿素调节碳氮比为20～25。