太阳能用于城市污泥堆肥的研究与应用

发布时间：2020-10-27 22:58

　　 目前，我国的污泥产量正与日俱增，这是由于我国污水处理厂的规模正随国民生活质量提高而逐步扩大。污泥处理越来越成为污水处理的一个重要环节。因为在技术上，我国还处于探索和研发阶段，尚未发展完全，而且经济上的支持也并不理想。虽然，近年来在污泥处理上做出了很多努力，效果并不明显，污泥处理能力还不足，不能完全生产出满足环境要求的污泥，工艺尚不健全，管理和技术上的缺陷使得大量城市污泥只能临时堆放，大量积累的污泥占用了大片土地。污泥好氧堆肥是目前污泥处理处置中常用的方法。温度是好氧堆肥中最主要的影响因素之一，在高效堆肥中具有控制性的作用。目前的污泥好氧堆肥启动阶段，常常需要额外补充大量能源来提高堆肥体温度。 为了使好氧堆肥在高效温度段运行，利用太阳能而不使用其他外加能源，本文对利用太阳能的高效好氧堆肥技术和合理堆肥物料配比进行了实验，研究的主要内容和结果如下： 由于太阳能、普通和大棚堆肥装置的保温效果不一致，本实验首先设计了太阳能、普通和大棚好氧堆肥装置，探讨了不同堆肥装置堆肥对堆体温度、pH值、电导率、营养元素C和N、种子发芽率等因素的影响。实验结果表明：（1）使用太阳能热水器为好氧堆肥装置提供稳定热源，保证堆肥在高效率条件下完成，确保在温度较低的春秋季控制堆体温度在35℃左右。（2）电导率、pH值与污泥的离子浓度有关，在堆肥结束时这三组的电导率基本相同，pH值最后都表现为弱碱性。（3）利用太阳能提升堆肥温度有利于堆体TOC的降解和固氮作用，堆肥结束时，普通和大棚装置的TOC分别下降了20.07g/kg和20.5g/kg，而太阳能装置下降了31.25g/kg。（4）运用太阳能有利于污泥中的有毒有害物的降解，堆肥结束时各堆体GI值大于80%满足堆肥要求，太阳能堆体的GI值最高。 使用太阳能堆肥装置进行不同填料和配比好氧堆肥实验。研究了各种填料配比对高温好氧堆肥过程中TOC、硝氮、种子发芽率和温度等因素的变化趋势，并以三组堆肥腐熟样品、普通土壤、剩余污泥为培养土，培育凤仙花，最后综合观察植物长势及开花情况，优化利用太阳能的好氧堆肥系统的控制条件。实验结果表明：（1）添加腐熟污泥有利于堆体温度迅速上升，锯末的添加有利于保持堆体温度。（2）腐熟污泥中已驯化微生物，对TOC的降解和硝氮的合成有促进作用。1号堆体（腐熟污泥+污泥+锯末）TOC降解14g/kg，下降最快最多。（3）添加锯末和腐熟污泥对堆肥腐熟，其堆体GI值最高达到75.57%。（4）污泥经堆肥之后有利于植物的生长。以“腐熟污泥+污泥+锯末”堆肥培养土培植的植物茎叶长势最好，开花较多。 本次实验结果可以应用于实际工程，能给利用太阳能的好氧高效污泥堆肥提供具体可行的运行行参数和设计参考（实验基础、堆肥时间等），为运行过程提供经验依据。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X703;TK51
【部分图文】：

[7]，几种不同污泥处理方法各自所占的比重可参见图1-1.图1-1 不同污泥处置方法所占比例从图1-1可以看出，目前国内主要污泥处理方式是填埋，这种污泥处理所带来的问题也较多，首先，如今社会已经发展到了寸土寸金，但填埋需要占用大量土地，浪费大量土地资源。其次，污泥填埋之后很容易造成二次污染。未经处理的污泥本身含水率较高，填埋后很容易在雨天产生大量的污泥渗滤液污染周边环境， 且污泥容易堵塞渗滤系统，污泥填埋之后产生发酵反应，释放出有毒有害气体，不仅污染环境还会危害人体健康。且由于以上原因，现在很多填埋场已经拒绝接收污泥，外运污泥大部分是未经任何处理的，部分经过简单消化处理的外运污泥也可能是随意

0.6m×0.6m×0.6m。太阳能装置将热水盘管安装在箱体底部。C)棚膜，尺寸为：1.5m×1m×1.2m。图 2-1（a） 太阳能污泥堆肥实验装置示意图

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文种堆肥装置箱体尺寸和材料相同，堆肥箱上部敞开，采用 PVC 材质，厚度为 10mm箱体尺寸为 0.6m×0.6m×0.6m。太阳能装置将热水盘管安装在箱体底部。大棚采用氯乙烯(PVC)棚膜，尺寸为：1.5m×1m×1.2m。
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