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城市污水处理厂污泥农肥化关键技术研究

作　者: 柳青
导　师: 徐新阳；李海波
学　校: 东北大学
专　业: 环境工程
关键词: 城市污泥好氧堆肥水分调控调理剂腐熟度
分类号: TQ440.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

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。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
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

城市污水处理厂污泥农肥化关键技术研究

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