一種利用菌糠控制汙泥堆肥氨氣揮發的方法與流程
2023-07-11 04:51:11
本發明涉及一種汙泥堆肥發酵方法。
背景技術：
汙泥是汙水處理廠對汙水進行處理過程中產生的沉澱物以及由汙水表面漂出的浮沫所得的殘渣。雖然我國汙水處理技術已得到不斷提高，但是，汙水處理廠產生的剩餘汙泥帶來的「二次汙染」仍存在許多問題。城市汙泥具有性質不穩定、易腐化發臭、含水率高、不易脫水、含病原菌及重金屬等特點，如不對其進行妥善的處理，將會對環境造成嚴重的汙染；另一方面，城市汙泥中又含有豐富的有機質及氮、磷等元素，是一種值得利用的優質肥源。
汙泥堆肥化處理是在微生物的作用下，把有機廢物轉化成類腐殖質的過程，可以有效地實現汙泥的穩定化、無害化和資源化。由於汙泥碳氮比較低，一般僅為6～10，微生物降解汙泥中的有機質過程中，氮素相對過剩，造成多餘的氮素因缺乏無法被有效利用，生成氨氣隨水分的蒸發大量揮發，造成堆肥廠臭氣嚴重、氮素大量損失等問題。
因此，目前急需開發一種可以有效控制汙泥堆肥氨氣揮發的方法，既能有效地減少氨氣揮發、緩解臭氣問題，又能促進汙泥堆肥進程、縮短堆肥周期，同時使用材料價格低廉，降低運行成本。
技術實現要素：
本發明的目的是要解決現有汙泥堆肥過程中氨氣大量揮發、臭氣問題嚴重和氮素大量損失的問題，而提供一種利用菌糠控制汙泥堆肥氨氣揮發的方法。
一種利用菌糠控制汙泥堆肥氨氣揮發的方法，具體是按以下步驟完成的：
一、初次使用：先將汙泥I與菌糠I混合，再加入調理劑I，混勻後得到混合物料I，將混合物料I放入發酵設備中，堆體高度為1.5m～3.0m，然後在通風有氧條件下堆肥發酵處理12d～20d，得到回流熟料；
步驟一中所述的汙泥I與菌糠I的質量比為1:(0.07～0.15)；
步驟一中所述的汙泥I與調理劑I的質量比為1:(0.1～0.2)；
二、二次利用：先將汙泥II與菌糠II混合，再依次加入調理劑II和回流熟料，混勻後得到待發酵物料，將待發酵物料放入發酵設備中，堆體高度為1.5m～3.0m，然後在通風有氧條件下堆肥發酵處理12d～20d，得到發酵熟料；
步驟二中所述的汙泥II與菌糠II的質量比為1:(0.05～0.1)；
步驟二中所述的汙泥II與調理劑II的質量比為1:(0.1～0.15)；
步驟二中所述的汙泥II與回流熟料的質量比為1:(0.1～0.2)。
本發明優點：堆肥前氮素含量一般在2.6％～3.5％(佔汙泥乾重)之間，普通汙泥堆肥20天的氨氣揮發量一般為500～650mg/kg溼汙泥，現有方法堆肥結束後，氮素含量1.9％～2.4％(汙泥乾重)，33％～48％的氮素損失，本發明利用菌糠控制汙泥堆肥氮素損失，可大幅增加堆肥物料的水溶性碳氮比，微生物可利用的碳源增加，氮素可被微生物有效利用，從而減少氨氣的產生。加入菌糠後，堆肥成品的氮素含量在2.2％～2.8％(汙泥乾重)，20天總氨氣揮發量僅為45～70mg/kg溼汙泥，氮素損失僅為15％～18％，有效控制了氨氣的揮發，大大緩解了臭氣問題，明顯提高了堆肥產品的肥效。
具體實施方式
具體實施方式一：本實施方式是一種利用菌糠控制汙泥堆肥氨氣揮發的方法，具體是按以下步驟完成的：
一、初次使用：先將汙泥I與菌糠I混合，再加入調理劑I，混勻後得到混合物料I，將混合物料I放入發酵設備中，堆體高度為1.5m～3.0m，然後在通風有氧條件下堆肥發酵處理12d～20d，得到回流熟料；
步驟一中所述的汙泥I與菌糠I的質量比為1:(0.07～0.15)；
步驟一中所述的汙泥I與調理劑I的質量比為1:(0.1～0.2)；
二、二次利用：先將汙泥II與菌糠II混合，再依次加入調理劑II和回流熟料，混勻後得到待發酵物料，將待發酵物料放入發酵設備中，堆體高度為1.5m～3.0m，然後在通風有氧條件下堆肥發酵處理12d～20d，得到發酵熟料；
步驟二中所述的汙泥II與菌糠II的質量比為1:(0.05～0.1)；
步驟二中所述的汙泥II與調理劑II的質量比為1:(0.1～0.15)；
步驟二中所述的汙泥II與回流熟料的質量比為1:(0.1～0.2)。
汙泥的有機質含量較高，並含有較多營養元素，適合進行堆肥處理，但由於其碳氮比較低，微生物降解有機質過程中，由於氮素相對過剩，容易造成氮素以氨氣的形式大量揮發，造成汙泥堆肥廠周圍的大氣環境汙染，並造成氮素大量損失。本發明利用菌糠控制汙泥堆肥過程中的氨氣揮發，菌糠中含有大量可溶性有機質，可直接被微生物利用，大幅增加堆肥物料中可利用碳源的含量，增強微生物對氮素的利用能力，促進有機氮的生成，從而減少氨氣的生成，20天堆肥的氨氣揮發總量僅為45～70mg/kg溼汙泥。同時，由於本發明中所用的菌糠中含有大量易降解有機質，可以促進微生物的生長繁殖，微生物產熱量較大，高溫期維持時間在5天以上，可促進堆肥物料的無害化和穩定化。
具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同點是：步驟一中所述菌糠I的碳氮比為(62～66):1，總有機碳含量為20mg/g～24mg/g乾物質。其他與具體實施方式一相同。
具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一或二之一不同點是：步驟一中所述菌糠I的平均粒度為50～80目。其他與具體實施方式一或二相同。
採用市場銷售的菌糠作為原料，市場銷售的菌糠為圓柱狀塑膠袋包裝，直徑為15cm，長為15cm～22cm，使用先對市場銷售的菌糠進行粉碎，即得到平均粒度為50～80目的菌糠I。
具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一至三之一不同點是：步驟一中所述汙泥I的含水率為60％～83％，有機質含量45％～60％。其他與具體實施方式一至三相同。
具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一至四之一不同點是：步驟一中所述的調理劑I選自玉米秸稈、稻殼和稻草。其他與具體實施方式一至四相同。
本實施方式所述的調理劑I為稻殼、秸稈等材料，吸水性較強、價格低廉，易收集運輸儲藏，主要作用是調節堆體結構、降低含水率。
具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一至五之一不同點是：步驟二中所述菌糠II的碳氮比為(62～66):1，總有機碳含量為20mg/g～24mg/g乾物質。其他與具體實施方式一至五相同。
具體實施方式七：本實施方式與具體實施方式一至六之一不同點是：步驟二中所述菌糠II的平均粒度為50～80目。其他與具體實施方式一至六相同。
採用市場銷售的菌糠作為原料，市場銷售的菌糠為圓柱狀塑膠袋包裝，直徑為15cm，長為15cm～22cm，使用先對市場銷售的菌糠進行粉碎，即得到平均粒度為50～80目的菌糠II。
具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式一至七之一不同點是：步驟二中所述汙泥II的含水率為60％～83％，有機質含量45％～60％。其他與具體實施方式一至七相同。
具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式一至八之一不同點是：步驟二中所述的調理劑II選自玉米秸稈、稻殼和稻草。其他與具體實施方式一至八相同。
本實施方式所述的調理劑II為稻殼、秸稈等材料，吸水性較強、價格低廉，易收集運輸儲藏，主要作用是調節堆體結構、降低含水率。
本發明內容不僅限於上述各實施方式的內容，其中一個或幾個具體實施方式的組合同樣也可以實現發明的目的。
採用下述試驗驗證本發明效果
實施例1：一種利用菌糠控制汙泥堆肥氨氣揮發的方法，具體是按以下步驟完成的：
一、初次使用：先將汙泥I與菌糠I混合，再加入調理劑I，混勻後得到混合物料I，將混合物料I放入發酵設備中，堆體高度為1.5m～3.0m，然後在通風有氧條件下堆肥發酵處理12d～20d，得到回流熟料；
步驟一中所述的汙泥I與菌糠I的質量比為1:(0.07～0.15)；
步驟一中所述的汙泥I與調理劑I的質量比為1:(0.1～0.2)；
步驟一中所述菌糠I的碳氮比為64:1，總有機碳含量為23mg/g乾物質；
步驟一中所述菌糠I的平均粒度為70目。採用市場銷售的菌糠作為原料，市場銷售的菌糠為圓柱狀塑膠袋包裝，直徑為15cm，長為15cm～22cm，使用先對市場銷售的菌糠進行粉碎，即得到平均粒度為70目的菌糠I；
步驟一中所述汙泥I的含水率為75％，有機質含量52％；
步驟一中所述的調理劑I為稻草；
二、二次利用：先將汙泥II與菌糠II混合，再依次加入調理劑II和回流熟料，混勻後得到待發酵物料，將待發酵物料放入發酵設備中，堆體高度為1.5m～3.0m，然後在通風有氧條件下堆肥發酵處理12d～20d，得到發酵熟料；
步驟二中所述的汙泥II與菌糠II的質量比為1:(0.05～0.1)；
步驟二中所述的汙泥II與調理劑II的質量比為1:(0.1～0.15)；
步驟二中所述的汙泥II與回流熟料的質量比為1:(0.1～0.2)。
步驟二中所述菌糠II的碳氮比為64:1，總有機碳含量為23mg/g乾物質；
步驟二中所述菌糠II的平均粒度為70目；採用市場銷售的菌糠作為原料，市場銷售的菌糠為圓柱狀塑膠袋包裝，直徑為15cm，長為15cm～22cm，使用先對市場銷售的菌糠進行粉碎，即得到平均粒度為70目的菌糠II；
步驟二中所述汙泥II的含水率為75％，有機質含量52％；
步驟二中所述的調理劑II為稻草。
通過檢測本實施例步驟一中所述的汙泥中氮素含量為3.5％(佔汙泥乾重)，步驟二中所述的汙泥中氮素含量為3.5％(佔汙泥乾重)，檢測本實施例步驟一堆肥過程中的氨氣揮發量僅為55mg/kg溼汙泥，檢測本實施例步驟二堆肥過程中的氨氣揮發量僅為60mg/kg溼汙泥，通過計算本實施例氮素損失為16％，所以本發明有效控制了堆肥過程中的氨氣揮發，減少氮素損失，增強產品競爭力。