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当今世界,随着人口的快速增长和经济的迅速发展,自然资源的消耗随之加快,废弃物的利用技术越来越被各国所关注和重视,而我国的自然资源短缺状况尤为严重。因此,废弃物的资源化利用研究在我国就显得更为重要。城市污水处理厂的污泥是城市化进程中产生的固体废弃物,这些城市固体废弃物的处理处置是一个必须尽快解决的问题。在我国的许多城市,有大量的污水厂污泥没有安全出路,容易对环境造成二次污染,而目前国内的一些污泥堆肥厂由于技术含量低、运行成本高、堆肥产品销售困难等原因,其作用未能充分地发挥。因此,利用城市污水处理厂污泥堆肥化生产有机复混肥的资源化研究,对国民经济的发展就有着十分重要的意义。在系统总结这一领域研究现状的基础上,本文对下列问题进行了研究。 基于城市污水厂污泥富含作物生长所需的营养成分和有机质,有害重金属元素低,其它元素符合国家农用标准这一事实,本文提出了利用污水厂污泥进行堆肥化后生产有机复混肥的观点。通过生产优质有机复混肥来保证污泥的有效、持续利用。 通过对堆肥化过程中微生物特征进行的研究,认为堆肥化过程中对微生物活动影响最大的因素是有机物和温度,其次是pH值。通过研究堆肥化过程中微生物与有机质降解的关系,认为中温条件对有机物降解更为有利,且把中温堆肥过程分为中温过渡、中温和中低温过渡等三个阶段,并从无害化目的出发,利用堆肥化产品进行有机复混肥的研制。根据有机复混肥的特点,结合堆肥产品成分、土壤性质及作用所需的营养状况,确定了生产有机复合肥的最佳配比,并研制了水稻和玉米专用有机复合肥,并进行了田间实验,结果表明:所生产的有机复混肥对水稻有较好的增产效果。 不同堆肥试验(填充料、填充料配比、通风量)的结果表明,污泥与稻草、木屑和玉米芯混合均能成功进行污泥堆肥化,其中以木屑效果最好,表现在升温速度快,第3天温度可上升至55℃,且可维持8~11天,35天基本达到腐熟。成功进行污泥堆肥的最佳工艺参数为污泥与木屑的体积比为1:1或1:3,通风量为o.35旷几mill,通风频率为每3h通风3伽*。污泥堆肥腐熟以后结构疏松,且无臭味。堆肥过程中的高温能使堆肥病原菌(大肠杆菌计)大幅度灭活,达到国家高温堆肥卫生标准。污泥堆肥腐熟后,pH、EC有一定程度的下降;挥发性固体、总有机碳、水溶性有机碳的含量约降至堆肥初始的50o/左右;氨态氮、有机氮含量先上升后下降,呈抛物线的变化趋势;而硝态氮含量的变化正好相反,先下降后急剧升高;通常堆肥腐熟以后,全氮、全磷、全钾含量提高;污泥在堆肥35天以后,水芹oresS)种子发芽指数达50%左右,在堆肥结束时,GI均接近或达到80%以上。填充料的加入稀释了污泥重金属的含量。 堆肥化是处理有机固体废弃物的主要方法之一,评价堆肥腐熟的指标是堆肥研究的重要课题。现有的评价方法中,有些费时、繁琐,有些受堆肥原料不同的限制而不能普遍应用。 通过对污泥堆肥过程中堆肥的物理、化学和植物毒性的分析,作者提出了一种简单方便、快捷准确的污泥堆肥腐熟度评估指标:堆体的温度必须经过高温阶段并维持7天左右,随后温度下降并趋于平缓,堆体种子发芽指数达65%以上,污泥堆肥腐熟以后,结构疏松,无污泥固有的臭味,C/N-OTg比值在5~7之间,NO。’/NH。卜4,完全满足这几个条件的污泥堆肥可以判定达到完全腐熟,无生物毒性。 本文通过对生产的有机复混肥进行农作物的施用实验,在作物秸杆和谷物进行重金属含量检测,结果未发现异常,说明是施用有机复混肥在重金属污染方面是安全的。