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污泥堆肥的应用研究进展

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专论与论述污泥堆肥的应用研究进展*

陈桂梅,刘善江,田 野,卯 丹(北京市农林科学院植物营养与资源研究所,北京 100097)摘 要:污泥因其含有大量有机质和氮磷钾等营养成分,作为堆肥原料已逐渐成为人们处理污泥的主要方式。污泥经过堆肥

化形成的生物固体应用于农田、林地、草地、市政绿化、果树及蔬菜地,可改善土壤物理性质,提高土壤保水能力及土壤团粒结构稳定性,使严重扰动的土地逐渐恢复植被并促进土壤熟化。本文综述了污泥堆肥在农业、林业、蔬菜、花卉、果树以及土地修复重建上的应用,并提出目前存在的问题及其在农业中的发展趋势。关键词:污泥;堆肥;发展趋势

ApplicationandDevelopmentofSewageSludgeCompostinAgriculture*

CHENGui-mei,LIUShan-jiang,TIANYe,MAODan(InstituteofPlantNutritionandResources,BeijingAcademyofAgricultureandForestrySciences,Beijing100097,China)

Abstract:ThesewagesludgebecameanimportantmeansofsludgetreatmentbecauseofcontainingmanyorganicmattersandN,P,K.Thebiosolids,formedbycompostingofsewagesludge,wasappliedtofarmland,woodland,grass-land,municipalgreen,fruitandvegetableland,soastorestorevegetationonseriousdisturbancelandandpromotesoilripening,whichwerewellusedasfertilizer.Theapplicationsofthesewagesludgeinagriculture,forestry,vegetables,flowers,fruittreesandlandreconstructionaswellasdevelopmenttendencyinagricultureweremainlyreviewed.Keywords:sewagesludge;compos;tdevelopmenttendency

*基金项目:北京市科委/京产大宗农产品质量安全检测与监测科技支撑工程0课题(编号:Z09090501040901)。

作者简介:陈桂梅(1983-),女,硕士,从事肥料产品的微生物检测。通讯作者:刘善江(1965-),男,研究员,硕士研究生,从事农产品安全与质量检测。

随着城市人口的增长、污水处理行业的不断发展以及污水处理技术的不断提高,导致污泥产量逐年增加。据统计,2005年世界主要发达国家的干污泥产量达到惊人的数量,如欧美国家年产量达到1814万t[1]。目前,我国城市污水处理厂每年排放干污泥大约130万t[2]。污泥是污水处理后的附属品,是一种有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。由于污泥的成分复杂,通常含有重金属、有机污染物以及少量的病原微生物和寄生虫卵等毒害物质[3-4],大量未经处理的污泥任意堆放和排放会对环境造成新的污染。为寻求经济与环保的方式解决当前城市污泥的排放出路,促进污泥无害化及资源化利用,土地利用是最有效的方式。此方法充分实现了污泥的使用价值,并杜绝其危害性及二次污染;同时可以解决农业急需的有机肥料原料的来源问题。经过堆肥化处理的污泥质地疏松,容重减小,可被植物利用的营养成分增加,病原菌和寄生虫卵几乎全被杀死[3],是一种良好的土壤结构改良剂,不仅可以改善土壤物理性质[4],还可提高土壤保水能力及土壤团粒结构稳定性[5]。本文综述了污泥堆肥在农业上的应用,并指出今后污泥堆肥在农业中的发展趋势。

1 污泥堆肥在农田上的应用1.1 污泥堆肥在粮食作物上的应用研究表明,城市污泥复混肥还可促进玉米籽粒增产,与对照差异达极显著水平[7]。将城市污泥复混肥和化肥分别对小麦施肥,发现前者显著促进小麦增产[6];城市污泥作为肥料不仅对当季作物具有增产作用,同时还具有显著的后效。丁文等[8]应用污泥有机肥进行大田试验表明,在常规施肥的基础上增施污泥有机肥可显著提高水稻产量、糙米营养品质。王连敏等[9]也发现,适量施用污泥,水稻返青加快、分孽增多,体内叶绿素含量增高,但与施用化肥相比,施用污泥的处理分葵发生偏晚。戈乃纷等[10]研究表明施用城市污泥后的第二季小麦增产28.9%~30.8%,后效极为显著,说明城市污泥复混肥中污泥带入的养分具有良好的增产效果。可见,城市污泥可作为一种长效肥料。污泥作为肥料能提高水稻、大豆对N、P、K的吸收量,并且有明显的增产效果[11]。施用城市污泥堆肥还可增加粮食作物的蛋白质含量[12]。但在施用污泥堆肥过程中要严格控制施用量,肖玲等[13]进行的盆栽试验结果显示,当污泥施用量在2%以下时,小麦茎叶中铜、锌的含量均在正常范围之内,铅、隔与对照相近。综上所述,施用污泥堆肥不仅可使作物增产,还可提高果实的营养成分,在合适的施用量下,重金属含量不会超标。

#15#2010年38卷第12期广州化工1.2 污泥堆肥在蔬菜上的应用污泥堆肥不仅在粮食作物上得到广泛应用,近年来,有关蔬菜方面的应用研究也逐渐增多。金燕等[14]研究表明,施用城市污泥复合肥对生菜、菜花和窝笋有明显的增产作用,其增产效果相当于或略高于等养分的化肥和等氮量的市售复合肥,比对照增产19.8%~30.6%。廖宗文等[15]研究表明施用城市污泥的处理生菜增产达61%,而且菜茎较对照短,叶片数增多。但也有研究表明,只有通过增加污泥堆肥施用量或者配合施用化肥,才能获得较高的产量[16]。还有研究表明,在施化肥的基础上,施用污泥有机肥可显著提高蔬菜的产量、等级和品质[17]。可见,污泥堆肥还可应用于蔬菜种植,但由于污泥中含有重金属,所以还需进步跟踪试验,检测蔬菜中重金属含量是否超标。

2 污泥堆肥在林业上的应用随着城市建设的不断加速,城市污水处理厂污泥在林地、园林绿化等方面的应用越来越多。李艳霞等[18]对城市污泥堆肥作为林木容器育苗基质进行了研究。在基质中添加1/2~2/3的城市污泥堆肥,可以使国槐和刺槐的株高及地径增加34.1%~51.3%和8.3%~20.8%,叶片的叶绿素含量提高9.9%~26.7%,同时绿色期延长。Labrecque等[19]对柳树(Salix)进行施用污泥试验结果表明,总生物量与污泥量呈显著相关性,而且植物吸收Cd和Zn比Ni、Hg和Pb要强,证明柳树可以作为污水污泥的过滤器和净化器,并有高的生物量。张天红等[20]研究发现,施用污泥1年后,杨树、泡桐和小油松的树高和地径比对照增长了9.2%~41.2%和5.6%~20.8%,并且试验树木的生长效应均随污泥的施用量增加而相应增加。王新等[21]研究表明,污泥堆肥(有机质44.39%)施于榆树较对照树高增加11%~25%,地径粗增加19%~50%。Lee等[22]利用污泥进行火柜松(Lob-lollyPine)试验,统计分析指出,施用污泥量至800kg/hm2对火炬松机械性能没有影响。张增强等[23]对白蜡和国槐所作的研究表明,当污泥堆肥施用量在3~9kg/m2时,白蜡树的高度、地茎增加量和当年生枝条长度,国槐的高度增加量、地茎及根茎比分别比对照处理增加较为明显。污泥和垃圾堆肥(全N23.6g/kg),明显促进苗木生长,提高叶片叶绿素含量,延长叶片生长期[24]。可见,长期施用污泥堆肥可促进苗木生长,将污泥堆肥应用于园林绿化将会成为污泥土地利用的主要趋势。3 污泥堆肥在花卉果树上的应用污泥堆肥可应用于多种花卉植物,研究表明,月季、扶桑、木槿、金枣、美人蕉、旱荷花、龟背竹、五叶地锦等施用污泥堆肥后均有较好的生长响应,其中月季、扶桑、木槿、美人蕉、旱荷花等的开花量增加、花期延长,金枣的挂果量增加,金枣、龟背竹、五叶地锦等的生物量明显增大[25]。同时,在常规施肥的基础上,施用污泥堆肥可显著提高蜜柚产量、改善蜜柚品质,施用污泥堆肥的蜜柚果肉中Hg、As、Pb、Cd、Cr重金属含量均低于GB2762)20055食品中污染物限量6(水果)标准[26]。研究表明,污泥堆肥在花卉果树上的应用也存在着积极作用。4 污泥堆肥在草业上的应用采用城市污泥堆肥作为草皮基质,可以明显促进高羊茅的生长。施用20t/hm2的污泥堆肥,能够提高高羊茅生物量及促进其根系生长,草坪的密度和盖度明显提高,降低草皮生产成本,而且也有利于保护耕地和提高土壤肥力。城市污泥堆肥可作为草皮基质培育黑麦草,研究表明,施用城市污泥堆肥的黑麦草的长势始终最好,比化肥处理生物量大,且有明显的后效。无论是城市污泥用作堆肥基质还是城市污泥复合肥,均明显促进黑麦草的生长,叶绿素和黑麦草对养分的吸收,均高于化肥空白及化肥对照[27]。这说明对园林绿地植物而言,城市污泥与其它肥料具有同等的肥效,甚至优于等量化肥。污泥堆肥可明显促进黑麦草的分蘖能力,较空白及化肥对照提高28%和15%,黑麦草、紫羊茅、匍枝翦股颖每茬鲜重和总干重随污泥堆肥使用量的增加而增大。白三叶和马尼拉草的鲜重随污泥堆肥施用量的增加而增大,这两种草坪草的绿色期以9kg/m2的污泥堆肥处理的为最长[28]。城市污泥堆肥可以增强栽培基质的保水性能和植物的抗旱能力,采用经过堆肥化处理的污水厂污泥作为植物栽培基质是可行的资源化技术途径。对黑麦草而言,施用14~70t/hm2的污泥堆肥(全N16.1g/kg),黑麦草的地上地下生物量和叶绿素含量明显提高;与不施化肥和施用化肥的对照相比,污泥堆肥可增加土壤有效态氮、磷含量[29];而施用污泥与化肥的复合肥可促进其根系发达及叶片对N的吸收,并提高草密度、覆盖度以及质量[30]。同样,紫羊茅、马尼拉草和白三叶等施用污泥堆肥后,均获得良好生长响应,土壤理化性质明显改善;长期施用没有镉、汞毒害现象[31]。可见,污泥堆肥可促进多种草皮的生长,作为基质施肥还可改善土壤环境。5 污泥堆肥在土地修复和重建上的应用Cai等[32]研究表明污泥经过堆肥处理后可用于土地修复,提高土壤肥力。姚天举[33]利用污泥好氧静态堆肥装置生产的堆肥对月季、杨树、油松等花卉树木及草坪进行了栽种施用的对比试验,结果表明,污泥堆肥不仅对树木生长具有良好的效果,而且还可起到土壤修复的作用。目前,污泥堆肥在土地修复和重建方面的报道还很少。但根据已有研究表明,污泥堆肥可以修复经过严重扰动的土壤。6 污泥堆肥在农业中的发展趋势污泥经堆肥化处理后,虽然解决了其易腐烂发臭、含水量高、含有病原菌和寄生虫等有害特性,但其应用还存在着一些问题:土壤重金属积累,尽管污泥好氧发酵过程存在一定的重金属生物钝化作用,但仍然含有大量生物有效态的重金属,长期施用必将造成土壤重金属累积。所以,在污泥堆肥处理技术、用量、工艺方面还有待进一步研究开发。目前,将污泥在堆肥化的基础上与化肥或者其它固体废弃物按一定比例混合制成有机-无机复混肥或有机肥[34],是应用于农业的主要发展趋势。制成的有机-无机复混肥除含氮、磷、钾三要素外,还含钙、镁、硼、硫、锌等元素和有机质,不但可使供肥过程稳定、协调,取得较好的肥效,而且可不断培肥地力[35]。这既解决了污泥堆肥产品养分含量低,又能实现土地增肥的长效作用,符合农业的可持续发展战略。污泥和其它固体废弃物按一定配比进行堆肥可弥补各自存在的营养缺陷,提高其土地利用水平,促进城市节能减排[36]。另外,在对堆肥工艺的改进过程中,研发出一种微生物菌种以加快堆肥进程,或是开发一些具有生物农药作用的特殊微生物,将堆肥作为该种微生物的载体,使堆肥具有生物农药作用,进一步提高堆肥的附加值,将逐步成为国内外学者的研究热点。

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微生物菌剂对堆肥发酵影响的研究进展

微生物菌剂对堆肥发酵影响的研究进展

微生物菌剂对堆肥发酵影响的研究进展摘要：堆肥处理是目前实现畜禽粪便无害化处理及资源化利用的重要手段之一，通过接种高效微生物菌剂克服了传统堆肥处理方法诸多不足。

对微生物菌剂在堆肥中的应用情况，微生物菌剂对堆肥各项指标、堆肥品质、重金属的影响以及在堆肥中的应用前景进行了综述，以期为养殖业废弃物的无害化处理及资源化利用相关研究提供一定的参考。

关键词：微生物菌剂；好氧堆肥；粪便中图分类号：s141.3；s144.1 文献标识码：a 文章编号：0439-8114（2013）06-1244-04随着现代农业产业结构的不断调整以及规模化畜禽养殖业的迅猛发展，如何进行畜禽粪便等废弃物的无害化处理及资源化利用成为亟待解决的问题。

目前，中国对畜禽粪便的加工处理方法主要有化学法、物理法和生物法。

生物处理法又分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

在众多的畜禽粪便处理方式中，由于好氧堆肥处理方法成本低、无害化程度高、处理能力大、处理后的产品方便运输且适于农田施用，适合现代农业持续发展而备受关注。

传统堆肥方法利用原料中土著微生物降解有机物质，由于堆肥初期有益微生物数量相对较少，需要一定时间才能大量繁殖，存在发酵周期长、效率低等缺点。

同时在堆肥过程中存在氮素损失现象，有恶臭气味，并且粪便中残留的重金属及抗生素等有害物质还存在环境污染的可能。

沈根祥等[1]的研究表明，利用筛选的微生物可以加速堆肥基质的发酵，有效提高堆肥的温度，加快腐熟进程。

陈华癸[2]指出，在堆肥过程中通过人为接种分解有机物能力强的微生物菌剂，可提高初期堆料中有效微生物总数，加速堆肥材料的腐熟，形成的高温条件有利于杀灭粪便中的病原体、虫卵和杂草种子等。

近年来一些学者对畜禽粪便堆肥的工艺条件、影响因素、使用不同微生物接种菌剂等方面进行了深入研究[3]，但对粪便堆肥快速发酵及其机制的研究还远远不够。

因此如何充分利用微生物间的协同作用，快速分解粪便中的有机物，实现粪便处理的资源化利用具有十分重要的意义。

污泥处理可行性研究报告

污泥处理可行性研究报告

污泥处理可行性研究报告一、研究背景污泥是水处理过程中产生的固体废物，主要由有机和无机成分组成。

由于含有大量水分和有机物质，污泥对环境造成了严重的污染。

因此，对污泥的处理和处置成为了环保领域的重要课题。

目前，常见的污泥处理技术包括填埋、焚烧和堆肥等。

然而，这些传统的处理方式存在一定的局限性，如填埋会占用大量的土地资源，而焚烧则会产生大量的二氧化碳和氮氧化物等有害气体。

因此，寻找一种高效、环保的污泥处理技术成为了当务之急。

二、研究目的本研究旨在探讨一种可行的污泥处理技术，以解决当前污泥处理过程中存在的问题，并为环保事业做出贡献。

通过研究，我们希望找到一种低成本、高效率的污泥处理方法，并提出可行的推广方案，为我国的污泥处理行业做出贡献。

三、研究内容与方法1. 污泥分析：对不同来源的污泥样品进行采集，并进行理化特性分析，包括含水率、有机物含量、重金属含量等。

2. 处理技术研究：对当前常见的污泥处理技术进行整理和比较，包括填埋、焚烧、堆肥等。

分析各种技术的优缺点，为后续研究提供参考。

3. 新技术研究：探讨新型的污泥处理技术，包括湿法氧化、生物法处理、热解等。

分析这些新技术的可行性和适用性，为后续的实验研究提供理论依据。

4. 实验研究：在实验室中对不同的污泥处理技术进行试验研究，包括处理效率、成本分析、产物分析等。

通过实验结果，选择最适合的污泥处理技术，并进行进一步的深入研究。

5. 经济性评价：对所选定的污泥处理技术进行成本分析、效益评估，评估其经济性和可行性。

四、研究成果1. 污泥分析：对污泥样品进行分析，发现其含水率普遍较高，有机物含量较高，重金属含量较低。

2. 处理技术比较：对常见的污泥处理技术进行比较分析，发现填埋占用土地资源，焚烧会产生大量有害气体，堆肥需要较长时间完成化解过程。

3. 新技术研究：在新技术方面，湿法氧化具有处理效率高、产生无害气体等优点；生物法处理需要时间较长，但处理效率较高；热解技术成本较高，但具有很好的处理效果。

污泥资源化综合利用可行性研究报告

污泥资源化综合利用可行性研究报告

污泥资源化综合利用可行性研究报告一、引言污泥是指城市污水处理厂进行污水处理后所产生的固体、半固体废物，其主要成分包括有机物、无机物、水分等。

传统上，污泥被视为一种废弃物，通常被焚烧或填埋处理。

然而，随着环境保护意识的提高和资源回收利用的需求，污泥资源化综合利用成为一种重要的发展方向。

本报告将对污泥资源化综合利用的可行性进行研究。

二、污泥资源化综合利用的背景和意义污泥经过适当的处理，可以转化为有机肥料、沼气、土壤修复剂等多种有价值的产品。

通过资源化综合利用污泥，不仅能够减少环境污染，降低废弃物处置成本，而且还能够有效回收资源，提高资源利用率。

同时，污泥资源化综合利用也可以促进农业可持续发展、提升农产品质量，对实现循环经济发挥重要作用。

三、资源化综合利用的技术途径1.污泥厌氧发酵产沼气：将污泥经过厌氧发酵，产生的沼气可以作为能源供应给城市或农村。

2.污泥堆肥制成有机肥：将污泥与农作物秸秆等有机物进行混合处理，经过堆肥发酵，生产有机肥。

3.污泥焚烧发电：将污泥进行焚烧，产生的热能可以用于发电，同时还可以处理污泥。

4.污泥生物制氮工艺：通过生物脱氮工艺，将污泥中的氮转化为氮气，达到减少氮排放的目的。

四、可行性分析1.技术可行性：污泥资源化综合利用的相关技术已经有了较为成熟的研究和应用基础，可以较好地将污泥转化为有价值的产品。

2.经济可行性：资源化综合利用污泥可以降低废弃物处理成本，通过销售产生的有机肥料、沼气等产品，也可以获得经济收益。

3.环境可行性：资源化综合利用污泥可以减少污泥填埋和焚烧带来的环境污染，降低温室气体排放，改善环境质量。

4.政策支持：相关的政府政策对于污泥资源化综合利用具有支持力度，如给予税收减免、经济补贴等政策措施。

五、推进策略1.加强技术研发：加大对污泥资源化综合利用相关技术的研发力度，进一步提高技术水平和产业化应用能力。

2.完善政策支持：制定相关政策，鼓励污泥资源化综合利用的发展。

污泥园林绿化资源化利用的研究进展探析

污泥园林绿化资源化利用的研究进展探析


污泥 的直接 施用 法 主要 适用 于 土壤 较 为贫 瘠 、远离 人 口密集 区域 、与 自然环 境 缺 乏有 效 物 质流 通 的 园 林 当 中 ， 将 污泥 直接施 用 在此 类 园林 当 中 ，能 够有效 的提 高 当地 土 固化等 处理 之 后 ，在有 氧环 境 下进 行堆 肥 ，通过 微 生 物呼 壤 的肥 力 ，促进 植物 的生 长 。同 时 ，偏远 的地 理 位置 和相 吸 作 用释 放 的热 量使 污泥 升温 ，从 而达 到 杀灭 污泥 中的细 对 独立 的物质循环又可 以防止污染物质 进入到人类社会 与 自 菌和病 原 微 生物 的作 用 。经过 堆肥 的 污泥 ，其 物理 性 质 与 然界 当中 ，从而 降低了污泥 中有害物质对环境 的不利影 响。 化 学性 质 均有 了一 定 的改 善 ，可 以直接 使 用到 园林 绿 化 的 ２污泥 制肥料 ． 过程 当 中 。但 是 由于城 市污水 中会 含 有一 定 的重 金属 离 子 污泥 堆肥 是 当前使 用 范 围较 广 的污 泥 园林绿 化 资源 化 等有 害物 质 ，而这 些 有 害物质 通过 微 生物 的生 命 活动 而被 利用方 式 ，在 原有 的 污泥堆 肥技 术 的基 础上 ，将 污 泥与 其 微生 物所 吸 收 ，最终 大 量的 富集在 生 物污 泥 当 中 ，污 泥 堆 他 肥料 混 合使 用 ，形 成复合 有机 肥或 污 泥生 物肥 ，不仅 能 肥 虽然 能够 改善 污泥 的 性质 ，但 是却 不能 减 少 污泥 中 重金 够提 高污 泥 的肥 力 ，还 能够 使 污泥 中有 害 成分 的浓 度 大大
一
程 ，而 对植 物 内部 的细 胞起 到破 坏 作用 ，影 响 植物 的 正常 生长 。 同时 ，由于 重金 属 元素难 以从植 物体 内排 出 ，便会 随着 植物 的 生在 ，在植 物 内部 大量 积 累 ，导致 植物 发 生畸 形 。此 外 ，剩 余 污泥 中还 含有 一定 数 量的 有害 细 菌及 致病 微 生物 ，一旦 侵入 植 物体 内 ，便会 使植 物 发生 病 害 ，从而 对植 物的生 长造 成不 良影响 。 污 泥 园林 绿 化 资 源化 的背 景 ２污泥 中有 害物质对 植物生 长的 影响 ． 随 着城 市 的快速 发 展 ，人 们在 生产 与 生 活的 过 程 中产 过 高的重 金属 含 量会 降低 植 物细 胞 的 叶绿素 含 量 ，并 生污 水也 在 不断 增加 ，当前 我国 的污水 处 理厂 大 多使 用 的 破 坏细 胞 中类 囊体 的结构 ，影响植 物光 合作用 的正常进 行 。 是 污水 的生 物处 理 法 ，即利 用微 生物 的 生命 活动 来 对污 水 同 时 ，重 金属 还可 以 引发植 物 内部 蛋 白质 与脂质 发 生过 氧 中含 有 的环 境 污染 物 进 行处 理 ，以达 到 净化 污 水 的 目的 。 这种 方 法虽 然能 够很 好 的降 低污 水 中污染 物 质 的浓 度 ，但 化 作 用 ，从而 干扰 植物 的 正常 生命 活动 。此 外 ，重 金属 还 是 处理 过程 中产生 的污 泥本 身 也是 一种 环境 污染 物 ，不经 能够 导致 植物 对 氮 、磷等 元素 的转 运能 力 大幅 下 降 ，抑制 处 理便 进行 排 放 ，将会 对环 境造 成 二次 污染 。通过 园林 绿 植物 的生 长 。而 细菌 和病 原体 的入 侵 则会 破坏 植物 体 内原 化 的方 式对 剩 余污 泥进 行 资源化 利 用 ，是一 种 安全 高效 的 有 的结构 ，使 植 物产 生植 株矮 小 、缺绿 、枯黄 等病 害 ，最 处 理 剩余 污泥 的 方式 ，对 我 国污水 处理 行业 的 发展 起 到 了 终严 重的影 响植物 的正常 生长 。