消化污泥及其堆肥氮素賦存形態(tài)變化規(guī)律的研究.pdf

1、市政污泥中含有豐富的植物營養(yǎng)元素和有機物，為其作為有機肥料提供了條件。堆肥施用可以提高土壤肥力，加強土壤健康狀況，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，改善土壤生物多樣性。而在污泥的堆肥化過程中，伴隨著有機物的降解與轉(zhuǎn)化，氮素會有一定程度的損失，關(guān)注污泥在堆肥過程當中氮素的各種不同形態(tài)的變化，尤其是有機氮組分的變化，可以為提高堆肥質(zhì)量，生產(chǎn)更優(yōu)質(zhì)肥料提供理論依據(jù)。
　　本課題對收集自日本不同的污水處理廠的剩余污泥，消化污泥，干燥污泥及堆肥污泥的含水

2、率，揮發(fā)性固體含量，電導(dǎo)率（EC），pH，氨氮（NH4+-N），亞硝態(tài)氮（NO2--N），硝態(tài)氮（NO3--N），總碳（TC），總氮（TN）及有機氮組分等性質(zhì)進行了測試分析，研究污泥在消化過程及堆肥過程中性質(zhì)的變化，從而探討消化、堆肥過程對有機氮組分的影響。并選擇不同性質(zhì)的污泥堆肥產(chǎn)品作為肥料，通過小松菜栽培試驗，調(diào)查有機肥料對作物生長的影響。主要得到以下結(jié)果:
　?。?）取自日本某公司的不同水力停留時間（HRT5d和HRT10d

3、）下的高溫厭氧消化（55℃）污泥，經(jīng)空氣干燥和烘箱干燥兩種方式處理后，含水率均降低至10％左右，且干燥污泥無雜物。烘箱干燥污泥中未檢出糞大腸菌群及沙門氏菌等病原菌，pH在6~9范圍內(nèi)，TC和TKN含量分別在360gC/kg-TS及48gN/kg-TS以上，發(fā)芽指數(shù)達到70%以上。烘箱干燥污泥可滿足CJ/T309-2009污泥農(nóng)用標準。
　　（2）來自日本A，B，C三所城市生活污水處理廠（WWTP）的剩余污泥經(jīng)中溫厭氧消化處理后得到

4、的消化污泥pH為中性偏堿性，EC值升高， TN和NH4+-N含量均有所增加，C/N降低。消化污泥中的總凱氏氮含量高于原泥和干燥污泥。污泥中易降解有機氮組分“非蛋白態(tài)氮化合物+溶解性蛋白質(zhì)”（（A+B）%）含量按以下順序排列，原泥＞消化污泥＞干燥污泥。消化污泥中表示肥料緩釋性的“膜結(jié)核性蛋白質(zhì)和細胞壁構(gòu)成蛋白”的含量較高。消化作用增加了污泥中緩慢降解的氮組分。
　?。?）日本A-WWTP的高溫好氧堆肥和B-WWTP的YM菌超高溫污泥

5、好氧發(fā)酵堆肥過程中堆體含水率和pH均呈下降趨勢，且pH的變化在6~9之間，種子發(fā)芽指數(shù)（GI%）呈上升趨勢。堆肥過程中氮元素形態(tài)經(jīng)過微生物作用，在溫度和pH等外部條件影響下不斷發(fā)生動態(tài)變化。A-WWTP堆肥過程中，NH4+-N的變化趨勢與pH的變化相一致；堆肥開始時NO3--N含量很低，隨著堆肥反應(yīng)的進行呈上升趨勢，而NO2--N含量一直處于較低水平；堆體中易降解有機氮組分（A+B）%含量變化波動較大，堆肥成品中（A+B）%含量有所降低

6、。而在0d到48d的 B-WWTP堆肥過程中，堆體溫度保持在70℃以上，NH4+-N含量呈上升趨勢，持續(xù)的高溫抑制了亞硝化菌和硝化菌的生長繁殖，使得NO2--N和NO3--N含量都很低，堆體中易降解有機氮組分（A+B）%含量呈緩慢上升趨勢。
　?。?）B廠堆肥產(chǎn)品，C廠農(nóng)民堆肥產(chǎn)品及市售的污泥肥料對小松菜栽培試驗的結(jié)果表明，在土壤中施加10gN/m2、20gN/m2和30gN/m2的污泥產(chǎn)品時每期小松菜平均株重（鮮重）較無肥區(qū)和化