申请日2017.01.19
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C05G3/04; C05G1/00; C05F17/00; C02F11/02; C02F11/12
摘要
本发明提供了一种处理剩余污泥的方法及堆肥产品和应用，处理剩余污泥的方法包括：将剩余污泥调节浓度后，经处理得到蚓粪污泥;将蚓粪污泥与调理剂混合，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到堆肥产品，此产品在高效农肥或土壤改良剂中应用。本发明制备的堆肥产品可以有效改善污泥的腐殖化程度，提高腐殖酸的分子量大小、缩聚程度和芳香化程度，从而使蚯蚓堆肥后的污泥转变为更为优良的农用肥料。另外，本发明的反应过程所需条件简单，常温常压下即可发生反应，流程简便易控制，运行管理和设备维修方便，工程造价和运行费用大幅降低，对于处理污泥产量小且分布广的农村污泥有着天然的优势。
摘要附图
权利要求书
1.一种处理剩余污泥的方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、将剩余污泥调节浓度后，经处理，得到蚓粪污泥;
(2)、将所述蚓粪污泥与调理剂混合，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到堆肥产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述蚓粪污泥与所述调理剂的干重比为1:1;
优选地，所述调理剂为牛粪;
优选地，所述牛粪的含水率为21±3%，有机物含量为347±12g/kg，pH值为8.52±0.23，电导率为832±22us/cm，C/N为25.7±0.9。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述剩余污泥调节后的浓度为395±20mg/L，水力负荷为4.0±0.1m3/(m2·d)，有机负荷为1.19±0.04kg·VSS/(m3·d);或者，
所述蚓粪污泥的含水率为90±1%，有机物含量为268±12g/kg，pH值为6.83±0.16，电导率为2150±39us/cm，C/N为7.5±0.6;或者，
所述堆肥的温度为25±1℃，含水率为75±5%;或者，
所述蚯蚓为赤子爱胜蚓。
4.一种处理剩余污泥的方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、将剩余污泥经调节池调节浓度后，泵入蚯蚓生物滤池，处理后滴滤进入沉淀池，沉淀池中的上清液回流至调节池，沉淀物经过浓缩，过滤和静置，得到蚓粪污泥;
(2)、将所述蚓粪污泥与调理剂在堆肥装置中混合，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到堆肥产品。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述蚯蚓生物滤池包括至少两级蚯蚓生物滤池，所述蚯蚓生物滤池填充有陶粒填料并且接种了赤子爱胜蚓。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述陶粒填料的直径为10‐20mm，该陶粒填料的主要成分为二氧化硅、氧化铝或三氧化二铁;或者，
所述陶粒填料的固相密度为0.95±0.11g/cm3，堆积密度为0.484±0.021g/cm3，孔隙率为49±2%，比表面积为(1.15±0.09)×10‐3m3/g。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述蚯蚓生物滤池为圆柱体，共分为四节，每节蚯蚓生物滤池的高度为25±1cm，直径为20±1cm。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述堆肥装置包括：从上至下依次设置的盖子和敞口型容器，所述盖子和所述敞口型容器可拆卸连接，所述盖子和所述敞口型容器底部分布着通孔;或者，
所述通孔的密度为1.67±0.3个/cm2，孔径为6‐10目;或者，
所述敞口型容器为圆台形;或者，
所述敞口型容器的上口直径为20±3cm，下口直径为15±1cm，高度为15±5cm;或者，
所述敞口型容器的底部穿孔后铺一层纱布。
9.一种堆肥产品，其特征在于：其由如权利要求1至8任一项所述的方法制备而成。
10.一种如权利要求9所述的堆肥产品在高效农肥或土壤改良剂中的应用。
说明书
处理剩余污泥的方法及堆肥产品和应用
技术领域
本发明属于生物处理技术领域，具体涉及一种处理剩余污泥的方法及堆肥产品和应用。
背景技术
与城市污水和工业污水相比，农村生活污水中一般不含有毒物质，污泥中COD、氮、磷等营养物的含量较高。但农村污水的处理规模小、污泥产量少，添置专用装置进行污泥的处理不经济。因此，农村污泥的处理需结合农村当地自然环境特点和技术经济条件，利用污泥重金属元素含量远低于国家标准临界值的有利条件，构建污泥农用技术，为农林业生产增加肥源，避免城市污泥处理处置所导致的二次污染问题，从而实现经济效益、环境效益和社会效益的和谐统一。
针对村农村剩余污泥的特点，农村剩余污泥处理有如下要求：处理成本低、运行管理维护少和生态化处理效果好。目前常见的污泥处理技术包括好氧消化、厌氧消化、热氧化法和好氧堆肥等。其中，好氧消化、厌氧消化和热氧化法对污泥性质的稳定有显著作用，但好氧消化、厌氧消化和热氧化法与污泥过于依赖相应的设备，其需要大量额外的运行、维护费用，一般只用于处理投资规模较大的污水处理厂的污泥。而污泥堆肥是一种生态化的处理方式，污泥堆肥系统中含有大量复杂的微生物群落，这些微生物以易降解的有机物为能源，能够促进固体废物中有机物降解及转化;另外，污泥堆肥不需要复杂的机械设施，日常的运行维护和管理工作量相比其他技术低，更适合小型城镇或村镇的剩余污泥的处理。
近年来，国内许多专家对污泥农用资源化试验研究越来越广泛。陈同斌等人通过盆栽和大田试验，初步探讨了污泥复合肥种植小麦的肥效及其对小麦重金属吸收的影响。试验结果表明，污泥复合肥对小麦的增产效果和土壤的培肥效果明显优于化肥，等同于市售复合肥;污泥复合肥能促进植株生长发育，提高小麦产量，对土壤速效养分的积累有明显的促进作用。张学洪用污泥研制的复合肥进行水稻田间试验也表明，水稻施用有机复合肥后增产18‐19%，肥效略优于市售的复合肥。
研究发现，生物滤池出泥的腐殖化程度虽然有一定程度的增加，但仍未达到土壤的腐殖化程度，需要进一步稳定化处理。为了真正实现污泥的资源化利用，仍需对蚯蚓生物滤池进一步处理。
上述方法均不是理想的剩余污泥生物处理技术，但与厌氧消化、好氧消化和好氧堆肥相比，蚯蚓堆肥过程中的上述缺点导致蚯蚓功能发挥受限，堆肥稳定化效果不理想，致使蚯蚓堆肥不能长期高效进行。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，首要目的是提供一种处理剩余污泥的方法。
本发明的第二个目的在于提供一种堆肥产品和应用。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种处理剩余污泥的方法，其包括如下步骤：
(1)、将剩余污泥调节浓度后，经处理，得到蚓粪污泥;
(2)、将蚓粪污泥与调理剂混合，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到堆肥产品。
优选地，蚓粪污泥与调理剂的干重比为1:1。
优选地，调理剂为牛粪。
优选地，牛粪的含水率为21±3%，有机物含量为347±12g/kg，pH值为8.52±0.23，电导率为832±22us/cm，C/N为25.7±0.9。
优选地，剩余污泥调节后的浓度为395±20mg/L，水力负荷为4.0±0.1m3/(m2·d)，有机负荷为1.19±0.04kg·VSS/(m3·d)。
优选地，蚓粪污泥的含水率为90±1%，有机物含量为268±12g/kg，pH值为6.83±0.16，电导率为2150±39us/cm，C/N为7.5±0.6。
优选地，堆肥的温度为25±1℃，含水率为75±5%。
优选地，蚯蚓为赤子爱胜蚓。
一种处理剩余污泥的方法，其包括如下步骤：
(1)、将剩余污泥经调节池调节浓度后，泵入蚯蚓生物滤池，处理后滴滤进入沉淀池，沉淀池中的上清液回流至调节池，沉淀物经过浓缩，过滤和静置，得到蚓粪污泥;
(2)、将蚓粪污泥与调理剂在堆肥装置中混合，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到堆肥产品。
优选地，蚯蚓生物滤池包括至少两级蚯蚓生物滤池，蚯蚓生物滤池填充有陶粒填料并且接种了赤子爱胜蚓。
优选地，陶粒填料的直径为10‐20mm。
优选地，陶粒填料的主要成分为二氧化硅、氧化铝或三氧化二铁。
优选地，陶粒填料的固相密度为0.95±0.11g/cm3，堆积密度为0.484±0.021g/cm3，孔隙率为49±2%，比表面积为(1.15±0.09)×10‐3m3/g。
优选地，蚯蚓生物滤池为圆柱体，总高度为100±4cm，直径为20±1cm。
优选地，堆肥装置包括：从上至下依次设置的盖子和敞口型容器，盖子和敞口型容器可拆卸连接，盖子和敞口型容器底部分布着通孔。
优选地，通孔的密度为1.67±0.3个/cm2，孔径为6‐10目。
优选地，敞口型容器为圆台形。
优选地，敞口型容器的上口直径为20±3cm，下口直径为15±1cm，高度为15±5cm。
优选地，敞口型容器的底部穿孔后铺一层纱布。
一种堆肥产品，其由如上述的方法制备而成。
一种如上述的堆肥产品在高效农肥或土壤改良剂中的应用。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、本发明投加牛粪作为剩余污泥的调理剂，有利于改善污泥的腐殖化程度，进一步提高堆肥后基质的农用价值和化学安全性;另外，本发明利用牛粪等固体废弃物作为调理剂对蚯蚓生物滤池后的污泥进行堆肥处理，为污泥的处理提供了资源化途径，体现了“以废治废”的思想。
第二、本发明制备的堆肥产品不仅能提高污泥的稳定化效果，有利于剩余污泥的处理，而且还能不同程度地提高各种植物的种子发芽率，促进其生长，提高产量，改善品质和减轻病害。
第三、本发明经过蚯蚓堆肥处理后的污泥可实现就地利用，减少剩余污泥输送过程中的环境污染和资源消耗等问题，具有广阔的发展前景，除此之外，其还可以有效改善污泥的腐殖化程度，提高腐殖酸的分子量大小、缩聚程度和芳香化程度，使蚯蚓堆肥后的污泥转变为更为优良的农用肥料。
第四、本发明的反应过程所需条件简单，常温常压下即可发生反应，运行管理和设备维修方便，工程造价和运行费用大幅降低，对于处理污泥产量小且分布广的农村污泥有着天然的优势，不需要聘请专业人员进行操作，流程简便易控制，其中，蚯蚓生物滤池囊括了多项污泥处理工艺，具有一定的资源利用率和能量转换率等特点。
总之，本发明经蚯蚓堆肥(Vermicomposting)处理剩余污泥，主要利用的是蚯蚓的特殊生理生态功能(生态学和生物学特性)，发挥其新陈代谢功能，及其与堆肥系统中微生物群落的协同作用，是一种高效的降解污泥和其他有机固体废弃物的生物工艺。通过蚯蚓堆肥处理过的污泥可有效改善污泥的腐殖化程度，提高腐殖酸的分子量大小、缩聚程度和芳香化程度，使堆肥后的污泥转变为更为优良的农用肥料。当使用牛粪作为堆肥的调理剂时，不仅能为堆肥中蚯蚓的生长提供必需的营养物质，而且还能把污泥转化为较为理想的有机肥料，改善污泥的腐殖化程度，大大降低了污泥农用后对作物的毒害，提高了堆肥后基质的农用价值和化学安全性。
