强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统研究

发布时间：2017-12-25 15:21

本文关键词：强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统研究　出处：《山东师范大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：由于我国城镇化水平越来越高,城市人口大量增加,使得居民用水量随之增加,从而导致污泥产量逐年上升。农业在我国的国民经济中占较大的比重,每年农作物秸秆的产量非常大。耕地产生的大量农作物秸秆,如果随意堆放,占用大量的土地资源;如果将秸秆进行燃烧,则会使大气污染程度加剧。将城市生活污泥和农作物秸秆混合堆肥,不仅可以迅速降低污泥中的水分,充分利用污泥中的微生物、大量的营养元素,还使难以降解的秸秆腐熟,生成有机肥料,是一种将城市生活污泥和农作物秸秆综合利用的有效途径。本文以城市生活污泥和三种山东省常见的农作物秸秆(小麦、玉米、棉花秸秆)为原料,首先以小白菜种子发芽指数确定三种秸秆分别和污泥混合堆肥的腐熟度,在实验室条件下优化了秸秆和城市生活污泥混合堆肥的工艺参数。然后通过现场试验,优化城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统,设计了强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统,开展了城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统中试与示范。再将堆置腐熟的堆料作为有机原料,配一定量的无机化肥,生产有机—无机复混肥,并将其应用于盆栽试验,研究其肥效。最后结合生产生活实际,对强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统进行经济效益、环境效益和社会效益评价。目的是将城市生活污泥和秸秆综合利用,开发和优化强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥系统,生产有机—无机复混肥,得到良好的经济、环境和社会效益。本文主要的研究结论如下:(1)强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥是城市生活污泥和农作物秸秆资源化利用的有效途径之一。通过将两者混合高温堆肥可以综合利用城市生活污泥和废弃的农作物秸秆,减少了对环境的污染,还会产生较高的经济效益,良好的社会效益。(2)在实验室条件下研究优化得出的适合三种农作物秸秆和城市生活污泥混合堆肥的最佳参数分别是:(1)小麦秸秆和污泥混合堆肥:混合物含水率65%,秸秆和湿污泥质量比为1/3,小麦秸秆粒径为0.5 cm;(2)玉米秸秆和污泥混合堆肥:混合物含水率65%,秸秆和湿污泥质量比为1/3,玉米秸秆的粒径为2.0 cm;(3)棉花秸秆和污泥混合堆肥:混合物含水率60%,秸秆和湿污泥质量比为1/2,棉花秸秆的粒径为2.0 cm。(3)根据实验室研究出的堆肥参数进行野外现场堆肥。城市生活污泥与小麦秸秆、玉米秸秆和棉花秸秆混合堆肥的处理都经历了升温期、高温期、降温期和腐熟期等四个阶段。高温期的三种秸秆和城市生活污泥混合堆肥处理均能达到50~60℃的高温,并且维持七天以上,可以达到环保部《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)》(环保部公告,2010年第26号)和卫生部《粪便无害化卫生标准》(GB7959-87)的要求。(4)堆肥完成后,对堆肥各项指标的变化做出了分析。结果如下:(1)堆肥腐熟物的含水率降至45%以下。达到了国家住建部和发改委联合发布的《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行)》的要求。(2)堆肥产品经过具有检测资质的山东正泽检测技术有限公司的分析测定,三种堆肥产品的有机质含量均超过了40%,棉花秸秆和城市生活污泥堆肥腐熟物的有机质含量甚至超过了70%。三种堆肥产品的总养分含量(总氮、五氧化二磷、氧化钾)均超过5%,棉花秸秆和污泥堆肥的总养分含量超过了12%。有机质和养分含量均达到了国家农业行业标准《有机肥料》(NY525—2012)的要求。(3)堆肥前,污泥经过具有检测资质的山东正泽检测技术有限公司的分析测定,其中重金属的含量符合《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJ/T 309-2009)的要求。故堆肥完成后有机肥中的重金属含量符合国家要求。综上,经过野外现场的堆肥实验的证实,实验室条件下研究出的堆肥参数切实可行,可以应用于工程实践。(5)将城市生活污泥和三种秸秆混合堆肥后的有机肥和无机肥料按照一定的比例混合,制作成有机—无机复混肥,以菠菜作为实验对象进行有机—无机复混肥的肥效实验。实验结果表明有机—无机复混肥的施用可以增加油菜的株高6%~20%,增加茎粗10%~26%,提高油菜的生物量5%~20%。(6)强制通风静态垛堆式城市生活污泥和秸秆混合堆肥技术将城市生活污泥和秸秆这两种难以处理的废弃物资源化利用,最后制成有机肥料或者有机—无机复混肥,经济效益显著,环境效益和社会效益得到广大群众的认可,具有广阔的发展前景。综上所述,在强制通风条件下,将城市生活污泥和秸秆混合堆肥是将两者综合利用的有效途径,通过优化堆肥参数,可使堆肥达到理想的效果。因为堆肥规模较小,没有进行堆肥臭气的处理和研究。堆肥参数应用于实践中,还应根据实践进行优化调整。
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X70;S141.4

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