城镇污水处理厂污泥与玉米秸秆好氧发酵试验研究

摘要

近年来，城镇污水处理行业得到迅速发展，城镇污水处理厂污泥产量日益增加。因污泥的稳定性差、污染危害严重、处理难度大等特性引起了越来越多的环境问题，如何科学合理的处理处置这些城镇污水处理厂污泥已越来越被人们所重视。
　　与秸秆等掺混物一起进行好氧堆肥是处理城镇污水处理厂污泥的有效方法之一，该方法不但可以实现污泥稳定化、减量化、无害化和资源化的要求，堆肥产物更可转化为有机肥用于土地利用，进而有效缓解中国秸秆资源利用率低、化肥施用过量、土地肥力下降等问题，且该处理方法运行成本低，工艺简单，具有广阔的应用前景。但目前中国污泥好氧堆肥存在工艺参数控制不准确、产品风险评估缺失、产品施用量不合理等问题。因此，本文针对保定市城镇污水处理厂污泥展开了好氧堆肥控制参数、风险评估、产品施用量的试验研究。
　　本研究根据相关资料选取玉米秸秆为堆肥掺混物，以污泥无害化为处理目的，改变物料相应C/N、含水率、通风量的具体参数进行正交对比试验。并且利用spss软件对正交试验结果进行分析，得出污泥好氧发酵的最佳运行参数组合为:通风量，0.04m3/m3.d-1;C/N，35;含水率，55％.随后在最佳参数组合的基础上，进行好氧发酵过程研究。详细分析了好氧发酵过程中温度、体积、含水率、营养元素、种子发芽指数等指标的变化情况，探讨污泥好氧发酵过程中的相关规律.其中，温度，硝态氮，总氮的变化规律分别符合y=79.175x-0.211（翻抛前），y=56.846x-0.199，（翻抛后）;y=11.299x2-55.811x+787.38;y=0.0033x4-0.0911x3+0.833x2-2.4675x+9.5618.
　　针对试验堆肥产物的重金属含量，分别利用污染指数评价法、地积累指数评价法对其污染程度进行了理论分析，其中，综合污染指数为31，锌(Zn)、镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、铜(Cu)的地积累指数污染指数分别为2.24、6.54、-0.89、2.70、1.37。根据河北省土壤实际情况，参照国家污泥农用标准，利用堆肥施用量计算公式，分别计算出了:一次性最大施用量，23.69t/(hm2·年);安全施用量，3.45t/(hm2·年);控制性安全施用量，21.32t/(hm2·年)。
　　结果表明:污泥好氧堆肥在最佳运行参数条件下，堆肥产物符合国家标准无害化的相关要求;控制堆肥产物施用量的前题下，结合相应的监测方式，堆肥土地利用的环境风险可以得到有效控制。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．2污泥与玉米秸秆好氧堆肥现状

1．2．1污泥处理处置的现状

1．2．2我国秸秆资源的应用现状

1．2．3我国化肥、有机肥使用及土地肥力现状

1．2．4污泥好氧堆肥研究现状

1．3研究的目的、意义和内容

1．3．1研究的目的和意义

1．3．2研究的内容

1．4研究的技术路线

2试验材料及方法

2．1试验材料

2．2试验设计

2．3分析方法

2．4试验设备

2．5实验药剂

3污泥与玉米秸秆好氧堆肥工艺参数分析

3．1污泥与玉米秸秆好氧堆肥正交试验设计

3．1．1正交试验设计

3．1．2正交试验安排

3．2污泥与玉米秸秆好氧堆肥正交试验结果与分析

3．3本章小结

4污泥与玉米秸秆好氧堆肥试验研究

4．1堆体温度变化规律

4．1．1堆体温度变化规律

4．1．2堆体相对产热量变化规律

4．2堆体体积变化规律

4．3堆体含水率变化规律

4．4堆体中有机物变化规律

4．5堆体中氮素的变化规律

4．5．1堆体中NH4+-N的变化规律

4．5．2堆体中硝态氮的变化规律

4．5．3堆体中总氮的变化规律

4．6堆体中C／N的变化规律

4．7堆体中磷素的变化规律

4．7．1堆体中速效磷的变化规律

4．7．2堆体中总磷的变化规律

4．8堆体中种子发芽指数的变化规律

4．9堆体中重金属变化规律

4．10本章小结

5污泥好氧堆肥成品利用及管理

5．1污泥好氧堆肥成品腐熟度判断

5．1．1堆体温度

5．1．2堆体气昧和颜色

5．1．3堆体碳氮比

5．1．4堆体氮化物

5．1．5堆体有机化合物

5．1．6植物毒性试验

5．2污泥好氧堆肥成品利用优势分析

5．3污泥好氧堆肥成品利用风险分析

5．3．1重金属污染风险分析

5．3．2营养物质污染风险分析

5．4污泥好氧堆肥成品利用风险管理

5．4．1源头控制

5．4．2施用量控制

5．4．3施用方法与监测

5．5本章小结

6．1结论

6．2展望

参考文献

在读期间发表学术论文

作者简历

致谢