污泥好氧发酵过程

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好氧生物处理的基本生物过程

好氧生物处理的基本生物过程

一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”:是指这类生物必须在有分子态氧气(O2)的存在下,才能进行正常的生理生化反应,主要包括大部分微生物、动物以及我们人类;所谓“厌氧”:是能在无分子态氧存在的条件下,能进行正常的生理生化反应的生物,如厌氧细菌、酵母菌等。

好氧生物处理过程的生化反应方程式:①分解反应(又称氧化反应、异化代谢、分解代谢)异氧微生物CHONS + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量(有机物的组成元素)②合成反应(也称合成代谢、同化作用)C、H、O、N、S+ 能量C5H7NO2③内源呼吸(也称细胞物质的自身氧化)微生物C5H7NO2 + O2CO2+ H2O + NH3 + SO42- +⋯+能量在正常情况下,各类微生物细胞物质的成分是相对稳定的,一般可用下列实验式来表示:细菌:C5H7NO2;真菌:C16H17NO6;藻类:C5H8NO2;原生动物:C7H14NO3分解与合成的相互关系:1)二者不可分,而是相互依赖的;a、分解过程为合成提供能量和前物,而合成则给分解提供物质基础;b、分解过程是一个产能过程,合成过程则是一个耗能过程。

2)对有机物的去除,二者都有重要贡献;3)合成量的大小,对后续污泥的处理有直接影响(污泥的处理费用一般可以占整个城市污水处理厂的40~50%)。

不同形式的有机物被生物降解的历程也不同:一方面:结构简单、小分子、可溶性物质,直接进入细胞壁;结构复杂、大分子、胶体状或颗粒状的物质,则首先被微生物吸附,随后在胞外酶的作用下被水解液化成小分子有机物,再进入细胞内。

另一方面:有机物的化学结构不同,其降解过程也会不同,如:糖类;脂类;蛋白质二、影响好氧生物处理的主要因素①溶解氧(DO):约1~2mg/l;②水温:是重要因素之一,在一定范围内,随着温度的升高,生化反应的速率加快,增殖速率也加快;细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感,温度突升或降并超过一定限度时,会有不可逆的破坏;最适宜温度15~30︒C;>40︒C或< 10︒C后,会有不利影响。

国内污泥处理处置的几种常用技术路线

国内污泥处理处置的几种常用技术路线

土地利用技术
土地利用是一种将稳定化处理的污泥用于土地改良、土 壤修复和园林绿化等用途的过程。
土地利用技术适用于处理经过稳定化处理的污泥,如城 市污水处理厂的剩余污泥。
土地利用技术具有投资少、能耗低、资源化效果好等优 点。
土地利用技术需要控制污泥中的重金属、病原菌和其他 有毒有害物质的含量,以确保安全使用。
06
土地利用技术
土地利用原理
土地利用是指将经过处理的污 泥用于土地改良、土壤修复和 园林绿化等,实现污泥的资源 化利用。
原理基于污泥中的有机物质和 营养元素,能够改善土壤结构 和肥力,促进植物生长。
同时,污泥中的重金属和有害 物质需达到相关标准,以确保 安全利用。
土地利用工艺流程
预处理
对污泥进行脱水、稳定化等预处理,提高其 利用价值。
经过腐熟阶段后,物料 中的有机物已经基本稳 定,此时可以进行稳定 化处理。
好氧发酵技术优缺点
优点
好氧发酵技术具有处理效率高、能耗低、操作简单、设备投资少等优点。同时,好氧发酵过程中产生的热量可以 用于发电或供热,实现能源的回收利用。
缺点
好氧发酵技术的缺点是占地面积大、周期较长、对水分和温度的控制要求较高。此外,好氧发酵过程中会产生一 定的臭气和温室气体排放,需要采取相应的措施进行控制和处理。
国内污泥处理处置的几种 常用技术路线
• 引言 • 污泥处理处置技术路线概述 • 厌氧消化技术 • 好氧发酵技术 • 污泥焚烧技术 • 土地利用技术 • 技术路线比较与选择
01
引言
污泥处理处置的重要性
环境保护
污泥中含有大量的有机物、重金 属和病原体,如果不进行适当的 处理处置,会对环境造成严重污 染。
污泥焚烧技术

粪便发酵工艺介绍

粪便发酵工艺介绍

畜禽粪便智能立体好氧发酵工艺介绍一、工艺描述:福航智能高温好氧发酵设备是专业处理畜禽粪便、生活污泥等有机废弃物的智能一体化成套设备。

工艺原理是利用微生物的活性,对废弃物中的有机质进行生物分解、腐熟,使有机废弃物转化成有机肥原料,用于土壤改良、园林绿化,最终实现有机废物的资源化利用。

二、工艺流程三、发酵原理有机废物本身就含有大量的细菌和真菌。

当温度、水分、氧量等条件合适时,这些微生物大量繁殖,并分解污泥中有机物。

污泥的高温好氧发酵过程实际上就是污泥中的微生物发酵的过程。

不溶性大分子有机物则先附着在微生物外,由微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质,再送入微生物细胞内被利用。

堆体基质的形态复杂,只有分解为简单形态才能为微生物利用。

例如:蛋白质的分解过程是:蛋白质--胨--肽--氨基酸--氨化物--细菌原生质及氮气或氨气碳水化合物的分解过程是:碳水化合物--单糖--有机酸--二氧化碳与细菌原生质。

通过微生物的生命活动合成及分解过程。

把一部分被吸收的有机质氧化成简单的无机物。

并提供生命活动所需要的能量,把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物增殖。

当分解速度缓慢下降,释放的热量逐渐减少时,堆温也逐渐下降。

四、高温阶段是立体好氧发酵处理的关键(1)有机物发酵离不开高温。

只有在高温阶段,堆体内才能开始形成腐殖质的过程,并开始出现能溶于弱碱的黑色物质。

(2)高温有利于杀死病原微生物。

病原微生物的失活取决于温度和接触时间,一般来说,堆体温度50~60℃维持6~7天,可以达到较好的杀灭虫卵和病原菌的效果。

(3)高温阶段堆体内的优势微生物随着温度变化。

在50℃左右,主要是嗜热真菌和放线菌;温度升高到60℃时,真菌活动几乎完全停止,仅有嗜热放线菌继续活动;当温度升高到70℃时,堆体内的绝大部分微生物大量死亡或进入休眠状态。

因此,既要设法保持堆体的高温,又要预防温度升得太高。

好氧发酵腐熟的过程,关键是水分、通气性、温度。

污泥好氧发酵堆肥综合解决方案

污泥好氧发酵堆肥综合解决方案
3.3.3 上位实现的功能....................................................................................................14
3.3.4 上位系统及网络配置(推荐)............................................................................15
3.1 系统的整体原理.................................................................................................................2 3.1.1 系统网络概述..........................................................................................................2
三、控制系统的组成
3.1 系统的整体原理
3.1.1 系统网络概述
控制系统采取开放、可靠的网络形式来完成现场数据的采集、系统控制的实 现。根据我们多年的行业积累得到的经验,我们参看了目前工艺运行的需求,做 出如下的网络系统设计:网络采用以太网网络设计。这个网络采用性能可靠的工 业以太网。可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环 境,实现“多网合一”。
3.1.3 通讯协议的可靠性
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相 互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为 一通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集 中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何 种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程,如何回应来自 其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共 格式。

污泥消化原理简介

污泥消化原理简介

污泥消化原理简介污泥消化原理简介通常指废水处理中所产生污泥的厌氧生物处理。

即污泥中的有机物在无氧条件下,被细菌降解为以甲烷为主的污泥气和稳定的污泥,下面为大家带来污泥消化原理简介,快来看看吧。

剩余污泥含有大量的有机物和病原菌,如果直接排放到自然界中,有机物将会受到微生物的作用而发臭,对环境造成严重危害,且病原体将直接或间接接触人体造成危害。

因此,污泥在脱水前通常要进行稳定处理,稳定污泥的常用方法是消化法,消化有好氧消化和厌氧消化。

1.污泥好氧消化⑴污泥好氧消化实际是活性污泥法的继续,在消化过程中,有机污泥经氧化可以转化成二氧化碳、氨以及氢等气体产物。

⑵好氧消化分类好氧消化过程分为普通好氧消化和自热高温好氧消化两类。

⑶好氧消化池构造上一般包括好氧消化室、泥液分离室、消化污泥排除管和曝气系统。

好氧消化法的操作较灵活,可以间歇运行操作,也可连续运行。

⑷好氧消化的优缺点优点:污泥中可生物降解有机物的降解程度高;清液BOD浓度低,消化污泥量少,无臭、稳定、易脱水,处置方便;消化污泥的肥分高,易被植物吸收;好氧消化池运行管理方便简单,构筑物基建费用低等。

因此,特别适合于中小污水处理厂的污泥处理。

缺点:运行能耗多,运行费用高;不能回收沼气;因好氧消化不加热,所以污泥有机物分解程度随温度波动大;消化后的污泥进行重力浓缩时,上清液SS浓度高等。

2.污泥厌氧消化厌氧消化是指污泥在无氧的条件下,由兼性菌及专性厌氧细菌将污泥中可生物降解的有机物分解为二氧化碳和甲烷气,使污泥得到稳定。

⑴原理污泥厌氧消化的过程极其复杂,可概括为三个阶段:第一阶段是在水解与发酵细菌作用下,使碳水化合物、蛋白质及脂肪水解与发酵转化成单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳及氢等。

第二阶段是在产氢产酸菌的作用下,把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸,参与的微生物是产氢产乙酸菌以及同型乙酸菌。

第三阶段是通过两组生理上不同的产甲烷菌的作用,一组把氢和二氧化碳转化成甲烷,另一组对乙酸脱羧产生甲烷,参与的微生物是甲烷菌,属于绝对的厌氧菌,主要代谢产物是甲烷。

SACT污泥高温好氧发酵技术典型案例分析_王涛

SACT污泥高温好氧发酵技术典型案例分析_王涛
(3)对车间结构形式的优化。动态隧道 仓 横 断 面 一 般 跨 度 小 于 6 m(注 :目 前 同 类 翻 堆 机 最 大 型 号 F5.110 宽 度 为 5 200 mm),无 论 单 层 还 是 多 层 均 适 合 采 用 钢 筋 混 凝 土 结 构 形 式 ,防 腐 蚀 水 平 明 显 提 升 。 2.2 全 机 械 化 流 程
项目采用 SACT 工艺,双 层 隧 道 式 发 酵 仓 结 构 形式,一、二 层 发 酵 仓 及 配 套 系 统 平 行 设 计,相 互 独 立,理论上可 以 向 上 再 次 复 制。 污 泥 处 理 厂 分 成 三 个 区 ,即 生 产 管 理 区 、污 泥 处 理 区 及 辅 助 设 施 区 。
(1)对占地面积的优化。首先,动 态 隧 道 仓 之
原有项目改造过 程 中 体 现 尤 为 突 出;② 臭 气 污 染 控 制 与 运 行 成 本 之 间 的 矛 盾 :参 考 国 外 标 准 ,发 酵 区 臭
气 换 气 次 数 应 为 8~12 次/h,对 于 污 泥 堆 肥 项 目 ,满 足 这 一 需 求 的 换 气 量 巨 大 ;③ 处 理 设 施 功 能 、寿 命 与 土 建 投 资 之 间 的 矛 盾 :目 前 污 泥 堆 肥 设 施 一 般 为 露 天
唐山城市污泥无害化处置项目是唐山市重点工 程 ,建 设 目 的 是 为 解 决 唐 山 市 西 郊 污 水 二 厂 、北 郊 污 水厂、东郊污 水 厂 和 丰 润 污 水 厂 每 日 所 产 360t脱
给水排水 Vol.40 No.7 2014 2 5
图 3 翻 堆 机 靠 轮 系 统 示 意
水污 泥 无 害 化 处 理 问 题,考 虑 到 丰 南、唐 海、玉 田 等 周边县区污泥 消 纳,设 计 处 理 规 模 400t/d(含 水 率 80% )。 核 心 工 艺 系 统 均 采 用 国 产 设 备 。

污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)

污水生物处理(好氧、厌氧生物处理)

活性污泥法工艺流程
空气
进水 初次沉 淀池
曝气池
出水
二次沉淀池
回流污泥
污 泥
剩余污泥
氧化沟(OD)
1.概念: 氧化沟是一种改良的活性污泥法,其曝气池 呈封闭的沟渠形,污水和活性污泥混合液在 其中循环流动,因此被称为“氧化沟”,又 称‘‘环形曝气池”。
采用立式表曝机的卡鲁塞尔氧化沟
(英国ASH Vale 污水处理厂)
小结
(厌氧生物处理反应机理图) 不溶性有机物和高分子 溶性有机物
水解阶段 (细菌胞外酶作用)
原酸化阶段和产 乙酸阶段可合并 为一个阶段
小分子溶性有机物
产酸脱氢 (产酸菌作用) 阶段
细菌细胞
挥发酸 (如乙酸)
CO2+H2
其他产物 (如醇类等)
产甲烷阶段 (产甲烷细菌作用)
细菌细胞
CH4+CO2
几种厌氧生物滤池
➢ 要保证污水处理的效果,首先必须有足够数量 的微生物,同时,还必须有足够数量的营养物 质。
好氧生物处理
❖ 传统活性污泥法 ❖ 氧化沟 ❖ 序批式活性污泥法 ❖ 生物滤池、生物转盘 ❖ 流化床
活性污泥法
生物膜法
活性污泥的特征与微生物
①特征 a、形态:在显微镜下呈不规则椭圆状,在水中呈“絮状”。 b、颜色:正常呈黄褐色,但会随进水颜色、曝气程度而变
UASB反应器工作原理
进水 厌氧膨胀床和流化床工艺流程
污水自然生物处理
污水自然生物处理的回顾与前瞻
❖ 污水的自然生物处理已有300多年的历史,但随着经济和社会 的发展,生活污水和工业废水的水质水量发生了很大的变化, “经典式”生态系统的自然净化能力承受不了越来越沉重的 污染负荷。为了解决日益严重的水环境污染问题,出现了以 普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工净化技术。但进入 20世纪70年代,严重的世界能源危机,迫使人们又转向研究 节省能源、资源和投资的处理方法。污水的自然生物处理作 为“替代技术”之一受到重视。

《城镇污水处理厂污泥好氧发酵工艺设计与运行管理指南》

《城镇污水处理厂污泥好氧发酵工艺设计与运行管理指南》

城镇污水处理厂污泥好氧发酵工艺设计与运行管理指南(征求意见稿)中国计划出版社二〇年前言根据中国工程建设标准化协会〔2018〕建标协字第15号文《关于印发2018年第一批协会标准制订、修订计划的通知》,制订本指南。

污泥好氧发酵作为城镇污水处理厂污泥处理的主流技术之一,可实现污泥的稳定化、无害化和资源化利用,其工艺相对简单,运行维护要求较低,也是目前国际上最常用的污泥处理方法之一。

《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南》(试行)(HJ-BAT-002)将污泥好氧发酵作为污泥处理处置污染防治最佳可行技术之一。

《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策》(试行)(建城〔2009〕23号)提出,污泥以园林绿化、农业利用为处置方式时,鼓励采用高温好氧发酵的污泥处理方式。

近年来,我国很多城市都进行了污水处理厂污泥好氧发酵的工程实践,工程规模也由小型向大中型发展,同时在臭气控制、自动控制、设备集成等方面进行了诸多技术研发和储备,实现了污泥好氧发酵成套设备国产化工程应用。

国内已发布的标准包括中国工程建设协会标准《城镇污水处理厂污泥好氧发酵技术规程》(T/CECS 536-2018)、行业标准《城镇污水处理厂污泥处理技术规程》(CJJ 131-2009)、《污泥堆肥翻堆曝气发酵仓》(JB/T 11245-2012)等,规定了污泥好氧发酵在设计、施工、运行和管理方面的核心技术要求。

本指南旨在进一步深化对污泥好氧发酵技术原理和工艺过程的理解,协同已发布的技术规程,指导和规范我国污泥好氧发酵的工艺设计和运行管理。

本指南编制过程中,梳理、借鉴了国内外相关技术文件,调查、研究了国内典型工程案例,总结、吸纳了国内外理论和实践认知。

本指南的主要内容包括:总则、术语和定义、污泥好氧发酵工艺、污泥好氧发酵设计、污泥好氧发酵运行维护、好氧发酵产物特性及利用。

本指南由中国工程建设标准化协会城市给水排水专业委员会归口管理,由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司负责技术解释。

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2015 年秋季学期研究生课程考核(读书报告、研究报告)考核科目:污泥好氧发酵过程复合控制技术学生所在院(系):市政环境工程学院学生所在学科:市政工程学生姓名:邢佳学号:15B927001学生类别:博士研究生考核结果阅卷人第 1 页(共7 页)固体废物堆肥过程中的安全控制问题及对策摘要:有机固体废弃物的处理长期以来一直受到重视,由于其含有大量的重金属及内在物质(玻璃、塑料、金属等),不能直接利用,而新鲜的有机质如果施人土壤,在被土壤微生物分解的同时,会生成一些对植物正常生长有抑制作用的中间代谢产物。

因此有机固体废弃物的堆肥化处理得到普遍采用,但是堆肥后的产物性质是否稳定。

以及是否达此,堆肥安全性一直是阻碍堆肥应用的关键问题。

本文就堆肥安全性控制做出如下概括说明。

关键词:固体废物;堆肥;安全控制;腐熟度;重金属1.堆肥的原理1.1堆肥的基本原理堆肥化(composting)是在微生物作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程,在微生物分解有机物的过程中,不但生成大量可被植物吸收利用的有效态氮、磷、钾化合物,而且又合成新的高分子有机物———腐殖质,它是构成土壤肥力的重要活性物质。

在堆肥过程中,生活垃圾中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而被微生物所吸收,固体的和胶体的有机物先附着在微生物体外,由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质,再渗入细胞。

微生物通过自身的生命代谢活动,进行分解代谢(氧化还原过程)和合成代谢(生物合成过程)把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物,并放出生物生长活动所需的能量,把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物生长繁殖,产生更多的生物体。

可以用图1.1简要的说明这种过程:图1.1 有机物的好氧堆肥分解下列方程式反映了堆肥中有机物的氧化和合成[1,2,3](1)有机物的氧化不含氮的有机物(CxHyOz)CxHyOz+(x+1/2y-1/2z)O2=xCO2+1/2yH2O+能量含氮有机物(CsHtNuOv﹒aH2O)CsHtNuOv﹒aH2O+bO2=CwHxNyOz﹒cH2O(堆肥)+dH2O(气)+cH2O(水)1.2堆肥的微生物变化过程城市生活垃圾堆肥的过程是一个生物化学反应的过程,不论是好氧堆肥,还是厌氧堆肥,起主导作用的有机物质分解成为肥料、二氧化碳、水及氨气等,并释放能量。

适宜于高温好氧堆肥的微生物种类很多,主要有细菌、真菌和放线菌,有时还有酵母和原虫参加。

这些微生物来自混入垃圾的土壤、食品废物或其它有机废弃物。

城市生活垃圾中一般细菌数量在1014-1016个/千克,其中,总大肠菌和粪性大肠菌分别占10%和1%。

[1]好氧堆肥化从废物堆积到腐熟的微生物生化过程比较复杂,但大致可分为以下三个阶段.(1)中温阶段(亦称产热阶段)堆肥初期,堆肥基本呈中温,嗜温性细菌较为活跃,并利用堆肥中可溶性有机物旺盛繁殖。

它们在转化和利用化学能的过程中,有一部分变成热能,由于堆料有良好的保温作用,温度不断上升。

此阶段微生物以中温、需氧型为主,通常是一些无芽孢细菌。

适合于中温阶段的微生物种类极多,其中最主要的是细菌。

细菌特别适应水溶性单糖类,放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素具有特殊功能。

(2) 高温阶段当堆肥温度上升到45℃以上时,即进入堆肥过程的第二阶段——高温阶段。

此时,嗜温性微生物受到抑制甚至死亡,取而代之的是一系列嗜热性微生物(真菌、放线菌等)。

堆肥中残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化,复杂的和一些难分解的有机化合物如半纤维素、纤维素、蛋白质等也开始被逐渐分解,腐殖质开始形成,堆肥物质进入稳定状态。

高温阶段,各种嗜热性微生物的类群和种类是相互接替的,一般在50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌;温度上升到60℃时,真菌几乎完全停止活动,仅有嗜热性放线菌和细菌在活动;温度上升到70℃以上时,对大多数嗜热性微生物已不适宜,微生物大量死亡或进入休眠状态,除一些孢子外,所有的病原微生物都会在几小时内死亡,其它种子也被破坏。

与细菌的生长繁殖规律一样,根据微生物的活性,可将其在高温阶段的生长过程分为三个时期:①对数增长期:这一时期,嗜热性微生物处于对数增长期,营养过剩,其活性增长速度与有机物浓度无关,仅与温度及供氧量有关。

②减速增长期:在易分解和部分较难分解有机物不断消耗和新细胞不断合成后,堆肥中有机物含量急剧下降,直至有机物不再过剩,且成为微生物进一步生长的限制因素,嗜热性微生物便从对数增长期过度到减速增长期。

此时,微生物增长速度将直接与剩下的营养物浓度成正比。

③内源呼吸期:此时继续通入空气,微生物仍不断地进行代谢活动,但因堆肥中易分解和部分较易分解有机物几乎耗尽,微生物的代谢进入内源呼吸期,虽然在有机物充足时内源呼吸也存在,但细胞的合成远大于消耗,故其表现不明显,而在内源呼吸期则不然,因为此时微生物已不能从其周围环境中获得足够的能量以维持其生命,于是开始显著地代谢自身细胞内的营养物质,随后,微生物在维持其生命中逐渐死亡,细胞内部分酶开始分解细胞壁某些部分,营养物质便离开细胞本体向外扩散,以提供给活着的微生物较多营养,此时,细胞的生长虽没有完全停止,但被细胞的分解率所超越,致使微生物数量减少,由于此时能量水平低,耗氧减少,故通气量亦可减少。

在高温阶段微生物活性经历了三个时期变化后,堆积层内就开始发展与有机质分解相互对立的另一过程,即腐殖质的形成过程,堆肥物质逐步进入稳定状态。

(3) 腐熟阶段经过高温阶段,在内源呼吸后期,堆肥中有机物基本降解完,只剩下部分较难分解及难分解的有机物和新形成的腐殖质,嗜热微生物由于缺乏适当的营养物质而停止生长,即其生物活性下降,发热量减少。

堆肥温度会由于散热而逐渐下降,堆肥过程进入第三阶段——腐熟阶段。

在此阶段,中温微生物又开始活跃起来,重新成为优势菌种,对残余较难分解的有机物作进一步分解,腐殖质不断增多,且稳定化。

当温度下降并稳定在40℃左右时,堆肥基本达到稳定。

堆肥进入腐熟阶段,降温后,需氧量大大减少,含水量也降低,物料孔隙率增大,氧扩散能力强,此时只需自然通风。

2.污泥堆肥土地利用所面临的安全性问题污泥堆肥古有一定量的重金属和盐分,施人土壤后,将引起土壤重金属和盐分含量增加,直接危害植物生长或成为潜在的威胁。

土壤中累积过多的重金属.重金属进入食物链或地下水.还能造成新的环境问题。

污泥中重金属主要有铜、锌、铅、铬、镉、镶、汞及砷(危害性上归为重金属)等。

由于污泥的来源和产生的时间不同,重金属含量变化很大。

根据美国科学院资料,美国东部6个州150个污水厂污泥重金属含量差异极大.相差最大的汞含量相差21200倍,其它重金属含量差异也有78至4130倍之多。

为减少重金属可能带来的危害,建议采用以下措施:(1)加入适量的调理剂和膨胀剂,降低枵泥堆肥中的重金属含量;(2)污泥堆肥中加入改良剂(如石灰等),降低重金属的迁移性及生物有效性;(3)选择种植对重金属不敏感的植物;(4)重金属含量过高的污泥堆肥应禁止农田特别是蔬菜地使用.以防止重金属进入食物链.这类污泥应选择用于林地和园林绿化;(5)避免连续大量使用重金属含量高的污泥堆肥,造成土壤中重金属积累。

为确保农用污泥使用的安全性,一些国家制定农用污泥重金属含量限制标准,不同国家标准差异很大(表1)。

表1 一些国家农用污泥重金属含量标准(mg/kg)国家Gu Zn Pb Cd Ni Cr As Hg Mo 中国1500 1000 1000 20 200 1000 15110 430 310 46 200 1330 35 99 美国(20t/hm2a)美国(非农地)3300 8600 1600 380 990 3100 36 30 230 芬兰3000 5000 1200 30 500 1000 25瑞典3000 300 15 500 1000 8日本 5 50 2欧盟1500 3000 1000 40 4003.堆肥安全控制指标3.1腐熟度3.1.1腐熟度的意义腐熟度指标(maturity indices)是国际上公认的衡量堆肥反应进行程度的一个概念性参数,即判定堆肥过程已经完成的标准是腐熟度[4]。

腐熟度作为衡量堆肥产品的质量指标早就被提出。

堆肥产品腐熟的基本含义包括:①通过微生物的作用,堆肥的产品要达到稳定化、无害化及不对环境产生不良影响;②堆肥产品的使用不影响作物的生长和土壤的耕作能力。

由此看出,腐熟度是对固体废物堆肥安全控制的重要指标判断堆肥腐熟度的指标一般可分为三类:物理学指标、化学指标和生物学指标。

物理学指标易于检测,常用于描述堆肥过程所处的状态;化学指标得到了广泛研究和应用;堆肥化是微生物对有机物的分解过程,可采用生物学指标进行评价。

此外还有光谱分析法等。

3.1.2腐熟度的检测指标3.1.2.1物理学指标包括温度,气味,色度,残余浊度,光学特征,热重分析等参数。

但是物理学指标难于定量表征堆肥过程中堆料成分的变化,也就不易定量说明堆肥的腐熟程度。

Sela等[5]用城市垃圾进行堆肥试验,将不同腐熟度的堆肥按比例与某些结构上有缺陷的土壤混合,在温度30℃下好氧培养一段时间,分析堆肥对土壤结构的影响以评价堆肥的腐熟度。

结果发现,堆肥时间为7~14 天的堆肥产物在改进土壤残余浊度和水电导率方面具有最适宜的影响。

同时混合物中多糖的成分也达最高。

但该研究只是初步的试验,需与植物毒性试验和化学指标结合进行综合研究。

Rajbanshi 等[6]以树叶为原料进行堆肥试验,发现堆肥的丙酮萃取物在665nm的吸光度随堆肥的时间呈下降趋势。

对不同时间堆肥的水萃取物在波长280nm、465nm和665nm的光学性质研究表明,由于个别有机成分的少量存在,抑制了对短波280nm、465nm的吸收,而对波长665nm的可见光影响较小。

通过检测堆肥在E665 nm(E665 nm表示堆肥萃取物在波长665 nm 的吸光度)的变化可反映堆肥腐熟度,腐熟堆肥E665 应小于0.008。

3.1.2.2化学指标常通过分析堆肥过程中堆料的化学成分或性质的变化来评价堆肥腐熟度。

如有机质或全碳,易降解有机质,碳氮比,PH等。

在堆肥过程中,最易降解的有机质可能被微生物用作能源而最终消失,所以一些研究者认为它们是最有用的参数[7]。

淀粉和可溶性糖:堆肥原料中一般含有3类碳水化合物,即:糖、淀粉和纤维素。

在堆肥过程中,糖首先消失,接着是淀粉,最后才是纤维素。

淀粉和可溶性糖是堆肥原料中典型的易降解有机质,易被微生物利用[8]。

Poincelot[9]试验显示,垃圾的糖和淀粉含量分别为5%及2%~8%,经过5~7周的可完全降解。

3.1.2.3生物学学指标堆料中微生物的活性变化及对植物生长的影响常用以评价堆肥腐熟度,这些指标主要有呼吸作用、生物活性及种子发芽率。

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