申请日2016.02.05
公开(公告)日2016.06.22
IPC分类号C05F7/00; C05G1/00
摘要
本发明公开了一种减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，该方法包括如下步骤：向污水污泥堆肥物料中投放过磷酸钙和菌剂，充分混合，再进行堆肥。所述过磷酸钙的添加量为堆肥原料湿重的2-4%，菌剂的添加量为堆肥原料湿重的0.05-0.2%。还向所述污水污泥堆肥物料中投放玉米秸秆，所述污水污泥堆肥物料与玉米秸秆的重量比为85:10-20。所述堆肥采用连续强制通风方式，通风速率为0.15-0.25L·kg-1DM·min-1。本发明方法具有成本低、适用面广、操作简单等优点，显著减少了在污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体的排放，对氨气排放的减排率可达63%，对甲烷的减排率可以达到70%，同时可提高堆肥产品中养分含量，提高堆肥品质，具有推广价值。
摘要附图
权利要求书
1.一种减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：向污水污泥堆肥物料中投放过磷酸钙和菌剂，充分混合，再进行堆肥。
2.根据权利要求1所述的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，所述过磷酸钙的添加量为堆肥原料湿重的2-4%，菌剂的添加量为堆肥原料湿重的0.05-0.2%。
3.根据权利要求1所述的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，所述菌剂为复合功能菌剂。
4.根据权利要求1所述的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，向所述污水污泥堆肥物料中投放玉米秸秆，投放前将玉米秸秆风干至含水率8-10%，然后粉碎至1～5cm，所述污水污泥堆肥物料与玉米秸秆的重量比为85:10-20。
5.根据权利要求4所述的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，在所述投放玉米秸秆前，将所述污水污泥堆肥物料脱水至含水率为80～85%。
6.根据权利要求1所述的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，所述堆肥采用连续强制通风方式，通风速率为0.15-0.25L·kg-1DM·min-1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：取玉米秸秆，将其风干至含水率10%，然后粉碎至3cm，按照污水污泥堆肥物料与玉米秸秆的重量比85:15将玉米秸秆加入到污水污泥堆肥物料中，充分混合;向污水污泥堆肥物料中投放过磷酸钙和复合功能菌剂，所述过磷酸钙的添加量为堆肥原料湿重的3%，复合功能菌剂的添加量为堆肥原料湿重的0.1%，充分混合，进行连续强制通风高温堆肥，通风速率为0.2L·kg-1DM·min-1，发酵温度大于55℃维持持在3天以上，每周翻动一次，堆肥时间为5周。
说明书
一种减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法
技术领域
本发明涉及农业堆肥技术领域，更具体涉及一种减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法。
背景技术
污水污泥作为活性污泥法处理污水的副产物，其本质是一种半固体废弃物。随着污水处理量的增加，必然会导致不断增加污泥产量。目前我国多数污泥未得到妥善处理与处置，随意抛弃、倾倒现象普遍存在，不仅占用大量土地，而且引起严重的二次污染。因此，寻求安全可靠的污泥处理处置方法已成为亟待解决的问题。污泥堆肥是将污泥无害化、减量化和资源化的重要手段，好氧堆肥可将不能直接农用的污水污泥转化为稳定的有机肥和土壤改良剂，我国作为农业大国，对有机肥料和土壤改良剂的需求迫切，污泥堆肥是实现这一需求的桥梁。然而，堆肥过程是一个生物反应的过程，堆肥过程中会产生大量的污染气体排放，例如NH3和CH4等。这些气体的排放一方面会造成环境污染，降低了堆肥的环境效益，更一方面会造成堆肥产品养分的损失，降低堆肥产品的品质。研究表明，占初始总氮的16%～74%的氮素会在堆肥过程中损失，其中9.6%～46%初始总氮以NH3的形式损失。而CH4是一种重要的温室气体，据政府间气候变化专门委员会报告，CH4的100年温室效应为CO2的25倍(IPCC，2007)。CH4的产生在堆肥过程中是不可避免的，占初始总碳0.01%～0.8%的碳素以CH4的形式损失。
堆肥过程中添加一些添加剂可以有效控制污染气体的排放。过磷酸钙是我国普遍使用的一种经济性肥料，是磷肥的首选肥料。国内外一些学者对过磷酸钙等含磷添加剂对堆肥氮素损失和温室气体减排的影响已有研究，但主要集中在畜禽粪便堆肥过程中的添加使用，污泥堆肥中相关报道较少。通过在堆肥过程中添加菌剂来提高堆肥腐熟度和控制氮素损失也是国内外学者关注的问题。在堆肥过程中，尤其是污泥堆肥中同时添加化学添加剂(过磷酸钙)和生物添加剂(菌剂)对堆肥过程中CH4和NH3的减排效果的影响还鲜有报道。同时过磷酸钙中的有效养分可直接留在污泥有机肥中施入农田，可发挥过磷酸钙的减排和供肥的双重功效。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题就是如何在污水污泥堆肥过程中减少氨气和甲烷气体的排放，而提供一种减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法，该方法包括如下步骤：向污水污泥堆肥物料中投放过磷酸钙和菌剂，充分混合，再进行堆肥。
优选地，所述过磷酸钙的添加量为堆肥原料湿重的2-4%，菌剂的添加量为堆肥原料湿重的0.05-0.2%。
优选地，所述菌剂为复合功能菌剂。
所述过磷酸钙是在市场上销售的磷肥。如产地为河北涿鹿的过磷酸钙，其P2O5质量分数≥18%，主要有用组分是磷酸二氢钙的水合物Ca(H2PO4)2·H2O和少量游离的磷酸，还含有无水硫酸钙组分。与堆肥物料混匀后，SO42-、PO43-和游离的磷酸对CH4和NH3的产生和排放有一定的抑制和固定作用，可显著降低堆肥过程中CH4和NH3的排放量。
所述复合功能菌剂为北京沃土天地生物科技有限公司研发的堆肥专用复合功能菌剂，可快速降解有机质达到腐熟。
优选地，向所述污水污泥堆肥物料中投放玉米秸秆，投放前将玉米秸秆风干至含水率8-10%，然后粉碎至1～5cm，所述污水污泥堆肥物料与玉米秸秆的重量比为85:10-20。投放玉米秸秆可调节堆肥原料初始含水率为65%，增加污泥堆肥过程中原料的空隙，有利于通气的扩散。
优选地，在所述投放玉米秸秆前，将所述污水污泥堆肥物料脱水至含水率为80～85%。
优选地，所述堆肥采用连续强制通风方式，通风速率为0.15-0.25L·kg-1DM·min-1。
优选地，所述方法包括如下步骤：取玉米秸秆，将其风干至含水率10%，然后粉碎至3cm，按照污水污泥堆肥物料与玉米秸秆的重量比85:15将玉米秸秆加入到污水污泥堆肥物料中，充分混合;向污水污泥堆肥物料中投放过磷酸钙和复合功能菌剂，所述过磷酸钙的添加量为堆肥原料湿重的3%，复合功能菌剂的添加量为堆肥原料湿重的0.1%，充分混合，进行连续强制通风高温堆肥，通风速率为0.2L·kg-1DM·min-1，发酵温度大于55℃维持持在3天以上，每周翻动一次，堆肥时间为5周。
(三)有益效果
本发明提供的减少污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体排放的方法采用简单的添加剂，具有成本低、适用面广、操作简单等优点，显著减少了在污水污泥堆肥过程中氨气和甲烷气体的排放，对氨气排放的减排率可达63%，对甲烷的减排率可以达到70%。对污水污泥堆肥过程中污染气体减排调控具有非常重要的现实意义，并在一定程度上缓解了污泥的处理问题。同时采用本发明可提高堆肥产品中养分含量，提高堆肥品质，降低堆肥成本。本发明方法对堆肥原料和堆肥工艺条件要求低，具有良好的环境效益和经济效益，具有推广价值。
