城市污水处理厂污泥农肥化关键技术研究

【摘要】：作为污水处理过程的副产品,城市污水处理厂污泥是包含水、泥沙、纤维及动植物残体等的复杂多相体系,含水率高(98%),体积庞大,含有激素类物质(E1、E2等)、毒性有机物(苯、氯酚等)、重金属(Cd, Cr等)以及各种无机盐等污染物,这些污染物具有长期毒性和不可降解性,若无序排放,将成为危险的二次污染源,通过环境介质进入食物链,造成严重的生态风险,影响人类健康。同时,城市污泥中的有机质和有用元素含量高,是一类可利用性极高的二次资源。污泥堆肥后进行土地利用,是一种较好的资源化方式,也是未来污泥处理的主流发展方向。 本研究以新加坡联合国祯水处理(辽阳)有限公司污泥为研究对象,通过堆肥化实验,系统探讨了利用污泥制备生物复合肥或土壤改良剂的可行性,在探讨好氧条件下堆体微生物学特征的基础上,初步获得了污泥好氧堆肥的基础性数据。具体内容如下： 首先,自行设计了一套适合于小体积堆肥化处理的发酵装置,并设计了能够对堆肥发酵全过程进行分阶段、实时监测和调控的自控系统-CCS控制系统。对该实验平台进行了系统优化和参数修正。 其次,研究了高温好氧发酵条件下,堆体含水率调整方式和堆肥调理剂筛选与添加方式,优化了堆肥营养配比参数,并通过对比实验,获得了堆肥过程的各项参数,对堆体温度、含水率、pH、电导率、挥发性固体、水溶性有机碳、氨态氮等指标的变化进行了动态监测。研究表明：室外通风晾晒,并与调理剂混合,有利于调整生污泥水分,促进堆肥顺利启动；锯末、稻壳及稻草秸秆三种调理剂的调理效果次序为锯末稻草秸秆稻壳,污泥、调理剂、回流污泥最佳混合比例为3：2：3。 进而,利用堆肥产品进行种子发芽实验。通过与空白对照,计算了不同比例堆肥浸提液的发芽指数,分析了其对植物种子的毒性作用,研究了污泥堆肥的农田利用效果,并确定了本研究污泥堆肥适宜的施用量。 最后,综合污泥堆肥产品的物理、化学及生物学指标,提出了一种判断污泥堆肥腐熟程度的方法。 【关键词】：城市污泥 好氧堆肥 水分调控 调理剂 腐熟度
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ440.4
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 引言10-24
• 1.1 城市污泥现状及特征10-11
• 1.1.1 城市污泥现状10
• 1.1.2 城市污泥特征10-11
• 1.2 城市污泥的处理处置方式11-12
• 1.3 堆肥化技术研究进展12-22
• 1.3.1 堆肥化的发展历史12-13
• 1.3.2 堆肥原理13-14
• 1.3.3 堆肥工艺的分类14-16
• 1.3.4 堆肥微生物16-17
• 1.3.5 堆肥及其微生物变化过程17-19
• 1.3.6 国内外研究现状19-22
• 1.4 本课题的确立及意义22-23
• 1.4.1 选题背景22
• 1.4.2 本研究的目的及意义22-23
• 1.5 主要研究内容、关键问题和技术路线23-24
• 1.5.1 主要研究内容和关键问题23
• 1.5.2 技术路线23-24
• 第二章 实验材料、装置及实验方法24-30
• 2.1 堆肥试验材料24-25
• 2.2 堆肥发酵装置的设计25-26
• 2.3 堆肥控制系统的设计26-28
• 2.3.1 通风设计26-27
• 2.3.2 Compost Control System堆肥自动控制系统设计27-28
• 2.4 实验方法28-29
• 2.5 采样方法29
• 2.6 样品分析方法29-30
• 第三章 污泥高温好氧堆肥过程优化30-44
• 3.1 堆肥原料水分的调整方式30-32
• 3.1.1 研究方案30-31
• 3.1.2 结果与讨论31-32
• 3.2 堆肥调理剂种类的选择32-35
• 3.2.1 研究方案33
• 3.2.2 结果与讨论33-35
• 3.3 调理剂的添加比例35-37
• 3.3.1 研究方案35
• 3.3.2 结果与讨论35-37
• 3.4 堆肥过程中参数的变化37-44
• 3.4.1 温度的变化38-39
• 3.4.2 含水率和有机质的变化39-40
• 3.4.3 pH和电导率的变化40-42
• 3.4.4 氨态氮和水溶性有机碳的变化42-44
• 第四章 堆肥腐熟度的判定方法研究44-52
• 4.1 腐熟度指标44-48
• 4.1.1 物理指标44-46
• 4.1.2 化学指际46-47
• 4.1.3 生物学指标47-48
• 4.2 发芽率实验48-50
• 4.2.1 供试材料48-49
• 4.2.2 研究方案49
• 4.2.3 实验结果49-50
• 4.3 结果分析与讨论50-52
• 第五章 结论52-54
• 参考文献54-60
• 致谢60

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