污泥好氧厌氧交替堆肥初探

摘要：本文通过木屑与污泥不同的质量配比、不同的温度以及添加不同的菌剂量来确定堆肥产品达到减量化、无害化和资源化各自所需的最佳工艺。利用堆肥产品的质量、产品的腐熟度以及重金属含量的变化对产品进行分析和表征。

关键词：城市污泥；好氧堆肥；厌氧堆肥；好氧厌氧交替堆肥

Abstract：In the paper the principium of alternation of aerobic/anaerobic compost and effects were introduced.By the compare between the quality of clarionet and emposion,different temperature and the different quantity of germ ,it can knowhow to attion the best craft that reduce the quantity to turn to the certain fertilizer product,harmless and recycling of resource . By making use of the vatiety of the quantity, the decay of the productvariety of the familiar degree and the heavy metals, we cananalysis and tokens to the product.

Key Words：municipal sewage ; aerobic compost; anaerobic compost ; alternation of aerobic/anaerobic compost

1、课题研究内容

此次实验采用的是重庆市某污水处理厂的污泥。主要内容是研究污泥C/N比、温度、菌剂等对污泥好氧厌氧交替堆肥的影响。

2、实验部分

2．1实验原理

好氧厌氧交替堆肥的原理：好氧厌氧两种堆肥方式交替进行，即当向物料通风供氧，微生物中有厌氧细菌死亡。此时进行的是好氧堆肥。相反，当物料通风不良时，供氧不足，大量好氧细菌死亡，反应进行厌氧堆肥。

2．2实验方案

通过探索原料不同的质量配比、堆肥温度和添加菌剂对堆肥过程和产品的颜色、味道、N、P、K和重金属元素的含量、质量减少量等影响实验，初步探索污泥的堆肥化的规律。

2．3实验药品和仪器

污泥：本次实验所采用的污泥来自于重庆某污水处理厂。污泥性质如下表2—1：

表2—1重庆某污水处理厂污泥性质

所用部分设备见下表。

表2—2实验所用部分设备

2．4实验结果的表征

利用堆肥产品质量是否达到恒定，挥发性固体含量的变化来确定堆肥完成与否。采用重金属含量的变化和发芽实验来测定产品的毒性和腐熟度。

3、结果分析

3.1原料配比对堆肥的影响

3.1.1调理剂的选择

本实验选用的是木屑作为调理剂。因为木屑的颗粒细小，具有比较高的比表面积，不但可以调整混合物中的干燥固体含量，也可以提高C/N比。而且木屑还很容易被生物降解。

3.1.2调节剂与污泥的配比对混合物质量减少量的影响

木屑与污泥分别为10：90、20：80、25：7更多内容请访问久久建筑网
5、30：70和35：65（相应的C/N比分别是：16.471、20.539、23.0410、25.813和32.715；含水率是71.872%、65.724%、62.65%、59.576%、53.428%），在室温下堆肥。堆肥十一天后，木屑与污泥质量配比为30：70的样品，经堆肥后质量减少量最大。而木屑与与污泥质量配比继续增大时，混合样品质量减少量逐渐变小。

同时从完成堆肥的天数上看，同样也是30：70的配比物料最先完成堆肥。10：90和20：80的样品C/N很低，所以，两者需要的堆肥时间较长。而35：65的样品时间长是因为含水率比较低。在堆肥一定时间后，水分蒸发掉了，微生物无法生存大面积的死亡，堆肥速率自然就缓慢下来。

因此，可以得出30：70的木屑与污泥质量配比能使污泥中有机物分解效率

及时间达到最优化。

3.1.3原料配比对堆肥产品重金属的影响

不同的原料配比对堆肥产品重金属含量的变化的影响结果如图3—1所示。

图3—1不同原料配下重金属的变化图3—2 Cr的含量变化

根据图3—1和图3—2可以总结得出：木屑与污泥的质量配比为30：70时，Cu、Pb和Cd的转化量比其余几组质量配比的转化量多，达到最大值。因此，可以得出：30：70的木屑与污泥质量配比对重金属的转化更有利。

3.1.4原料配比对堆肥产物N、P、K的影响

污泥中含有丰富的N、P、K三种元素。三者在堆肥中的含量变化情况，见图3—3。

图3—3不同配比的N、P、K的变化

从上图可以看出，在这三种元素中，N和K的质量在不断地减少。

3.1.5不同物料配比的发芽实验

把质量配比为20：80、25：7更多内容请访问久久建筑网
5、30：70和35：65的堆肥产品做发芽实验。同时做一个蒸馏水空白对照实验。

图3—4不同配比的发芽率

由上图所示，用来做空白实验的蒸馏水的发芽率为100%。其余的样品都低于它。这就说明了堆肥后的产品仍然带有毒性。其中，木屑与污泥的质量配比为25：75的产品发芽率为最高，为90%。该样品完成堆肥后的产品中重金属元素含量的总和与其它几个样品比相对较少，特别对种子的发芽影响最大的Zn和Cu。因此可以认为质量配比25：75的混合物的堆肥效果最佳。

3．2温度对堆肥的影响讨论

木屑与污泥C/N比为30：70，改变堆肥温度。采用10小时加热，其余时间为室温的温度变化对堆肥产品的影响。见图3—5

图3—5不同温度下的质量变化

图上可以看出，55℃的质量变化曲线与35℃、45℃、65℃这三组样品的曲线比较相对陡一些，也就是每天减少的质量更多。因此55℃物料在堆肥15天后质量减少得就非常缓慢。在第20天就达到平衡，是四个样品中最先达到稳定化。堆肥温度以55℃最佳。

3.2.1温度变化对重金属含量的影响

不同温度对堆肥产品重金属含量的影响见下图3—6。

图3—6不同温度下的重金属含量的变化

从图3—6可以看出，温度对重金属含量的影响不是很大。但就单个元素来看，Cd的转化量最多，65℃时出现增加为异常数据，可能是因为水分蒸发得太快而导致微生物死亡，堆肥没有完成，所以应该舍去。

图3—7不同温度下的Cr的变化

在不同温度的堆肥条件下，Cr的减少量依然比另四种重金属元素转化得少一些。说明Cr在这几种重金属元素中是最不容易转化成稳定态的元素。

3.2.2不同温度对堆肥产物N、P、K的影响

图3—8不同温度的N、P、K的变化

在上图中，同样也是N和K的质量发生减少，P增加。

3.2.3不同温度堆肥的发芽实验

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5、55三个堆肥产品出称取10样品做发芽实验。发芽情况如图：

图3—9不同温度堆肥产品的发芽率

在这一组的发芽实验中，发芽率最高的是在温度55℃下的堆肥产品。

3.3菌种变量实验

木屑与污泥的质量比为30：70，温度为55℃，添加不同菌量对堆肥产品的影响，见图3—10：

图3—10不同菌剂量的质量变化

本次实验添加的菌剂是VT—1000。在实验中分别添加了0.01ml、0.015ml、0.02ml和0.03ml不同剂量的菌剂。从质量的变化曲线图上看来，四组物料的质量变化并无太大的区别。

从堆肥时间上看，添加菌剂后的堆肥速度比不加菌剂的堆肥速度快很多。

3.3.1菌剂量对重金属含量的影响

添加不同的菌剂含量对堆肥产品中重金属含量的变化的影响见图3—11。

图3—11不同菌剂量的重金属含量变化

添加菌剂后，重金属元素转化最多的依然是Cd和Pb，Zn和Cu最少。但是整体转化量变小。说明添加菌剂只会加快堆肥速率，不会对重金属含量的变化产生很大的影响。

3.3.2添加不同菌剂量对堆肥物N、P、K的影响

图3—12同菌剂量的N、P、K变化

从上图可以看出，在不同的菌剂量中N、P、K的含量变化没有太大的波动。说明菌剂量对它的影响不大。

4、结论

堆肥的目的是为了把污泥进行无害化，减量化和资源化。

从质量的稳定性来看，在三轮实验（木屑与污泥的质量配比、温度和菌种变量）中，最先达到质量恒定的是30：70，55℃和0.015ml的菌量。

从资源的无害来看，重金属去除率最高的即为最佳条件。30：70的木屑与污泥质量配比、35℃的温度和0.02ml的菌剂量是最佳工艺条件。

判断堆肥成品的能否成为资源主要是依据堆肥后产品中有用的营养元素和发芽腐熟度。通过这三点可以得到：木屑与污泥质量配比为25：7更多内容请访问久久建筑网
5、温度是55℃和0.015ml的菌剂。

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