污水厂污泥经自然渗滤消化后与蚯蚓+秸秆（芦苇）混合堆制土壤改良剂技术研究

论文摘要

随着城市城镇污水处理能力的提高,污泥处置对城市建设发展及生态环境保护需求具有重要意义。污泥堆制土壤改良剂实现污泥资源化的有效途径之一。本文通过静态仓式堆制试验装置处理镇江市征润州污泥处理厂强化渗滤消化污泥,考察了蚯蚓与秸秆混合污泥制土壤改良剂效果,分析污泥各成分含量指标的变化关系,对该土壤改良剂产品进行综合性评价。研究结果表明:①经过低温环境下80天生物干化处理后,自然状态下生物干化,由于环境温度较低,生物干化过程中堆体含水率变化率较小,其生物干化产物含水率下降至55%左右;氮素损失较少,三个堆体TN含量降低幅度分别是34.57%,10.24%,25.40%;TP含量分别降低幅度分别是76.81%,76.88%,76.34%。至堆制结束时,C/N比分别从14.54,20.26,20.44稳定至12.74,8.55,9.94,种子发芽指数为（88±3）%,达到腐熟相关的标准。②经过夏秋季堆制60天处理,堆体高温持续时间短,氮素损失较少,三个堆体TN含量的降低幅度分别是17.4%、16.0%和16.8%;当堆体温度< 32℃后,氨氮开始转化为硝态氮,转化率分别为44.4%、41.9%、35.9%。三个堆体TP含量分别稳定至32.6,31.6,32.6 g.kg-1;有效磷含量从初始值482.8,387.9,476.2mg.kg-1,至制肥末期结束时,含量分别增至616.3,620.6,674.1mg.kg-1,增幅分别为27.7%、60.0%和41.5%,至堆制结束时,种子发芽指数为（90±3）%,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18948-2002）用泥标准要求。③经过2次蚯蚓、秸秆与强化渗滤污泥堆制处理后,重金属除汞、铬、砷外,其它种类重金属含量在土壤改良剂中出现一定程度的富集,但都没超过国家标准规定的限值。而投加蚯蚓的反应堆体比没有投加蚯蚓的堆体中,重金属含量明显降低,说明蚯蚓能够有效的降低堆体中重金属浓度。同时产品重金属浓度低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18948-2002）所规定的阈值,为后期堆制产品的城市园林绿化或沙土改良,提供利用条件。④该堆制方式可满足征润州污水处理厂的污泥处理需求,污泥经过蚯蚓、秸秆混合自然堆制,蚯蚓投放密度5.6kg/m3,污泥与秸秆质量比为12.5:1处理后氮、磷养分含量较高,最大限度的保留了原有的污泥利用价值,是一种高效、生态环保的污泥处理方式。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 城市污水厂污泥处置技术及发展趋势
• 1.1.1 污泥处理处置典型技术及发展趋势
• 1.2 堆制工艺及影响因素
• 1.2.1 好氧堆制工艺
• 1.2.2 影响堆制的主要因素
• 1.3 常见的堆制系统
• 1.3.1 条垛式系统
• 1.3.2 强制通风静态垛系统
• 1.3.3 反应器系统（发酵仓系统）
• 1.4 蚯蚓堆制处理污泥技术国内外发展现状
• 1.5 课题研究的目的及意义
• 1.5.1 课题背景
• 1.5.2 研究目的
• 1.5.3 研究意义
• 1.5.4 研究内容
• 1.5.5 技术路线
• 2 研究材料与方法
• 2.1 试验区自然条件
• 2.1.1 地理条件
• 2.1.2 光照和气温
• 2.1.3 降水
• 2.2 试验装置与方法
• 2.2.1 试验装置
• 2.2.2 供试材料
• 2.3 堆制土壤改良剂试验设计
• 2.3.1 试验原理
• 2.3.2 试验安排
• 2.4 分析方法
• 3 基于强化渗滤消化污泥蚯蚓堆制土壤改良剂试验研究
• 3.1 堆制土壤改良剂试验设计
• 3.1.1 试验安排
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 含水率
• 3.2.2 有机质含量
• 3.2.3 污泥总氮含量的变化
• 3.3 小结
• 4 低温环境下自然堆制土壤改良剂组分变化研究
• 4.1 堆制试验设计
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 堆体温度的变化
• 4.2.2 含水率变化
• 4.2.3 pH、电导率的变化
• 4.2.4 TN 含量变化
• 4.2.5 C/N 比变化
• 4.2.6 铵含量变化
• 4.2.7 硝酸盐氮变化
• 4.2.8 碱解氮含量的变化
• 4.2.9 总磷含量变化
• 4.2.10 有效P 含量变化
• 4.2.11 堆制产品安全性评价
• 4.3 小结
• 5 夏秋季高温环境下自然堆制土壤改良剂组分变化的影响
• 5.1 堆制试验设计
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 温度的变化
• 5.2.2 含水率
• 5.2.3 pH 值、电导率变化
• 5.2.4 TN 含量变化
• 5.2.5 C/N 含量的变化
• 5.2.6 硝态氮含量变化
• 5.2.7 氨氮含量变化
• 5.2.8 碱解氮含量变化
• 5.2.9 TP 含量变化
• 5.2.10 速效P 含量变化
• 5.2.11 堆制产品安全性评价
• 5.3 小结
• 6 蚯蚓与堆制产品之间的相互影响
• 6.1 蚯蚓对堆体菌群的影响
• 6.2 蚯蚓对污泥重金属的富集
• 6.3 堆制产品对大平2 号蚯蚓的影响
• 6.4 小结
• 7 土壤改良剂利用及其影响分析
• 7.1 氮、磷元素对土地利用的影响
• 7.1.1 氮元素对土壤的影响
• 7.1.2 磷元素对土壤的影响
• 7.2 污泥重金属对土壤的影响
• 7.2.1 不同重金属对人体的危害
• 7.2.2 土壤重金属的主要影响因素
• 7.3 堆制产品的利用
• 7.3.1 农田利用
• 7.3.2 园林绿化
• 7.3.3 林地利用
• 7.3.4 退化土地的修复
• 7.3.5 土壤改良剂的合理投加
• 7.3.6 污泥堆制产品土地利用展望
• 8 结论及建议
• 8.1 结论
• 8.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目和工程实践