利用污泥高溫快速發(fā)酵生產(chǎn)高效生物有機(jī)肥

1、項(xiàng)目名稱：利用污泥高溫快速發(fā)酵生產(chǎn)高效生物有機(jī)肥 承擔(dān)單位：煙臺大學(xué)環(huán)境學(xué)院項(xiàng)目類別：攻關(guān)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：煙臺大學(xué)環(huán)境學(xué)院，宋建國項(xiàng)目簡介：一、可于近期實(shí)施的項(xiàng)目內(nèi)容及所需條件 1. 項(xiàng)目內(nèi)容污泥堆肥是利用污泥中好氧微生物進(jìn)行好氧發(fā)酵分解的過程，使污泥中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為類腐殖質(zhì)。其過程是相當(dāng)復(fù)雜的過程，根據(jù)以往的研究，污泥好氧堆肥過程的主要控制因素有：堆料的含水率，通風(fēng)系統(tǒng)，溫度，值，/，調(diào)理劑。堆肥污泥混合原料要求：含水率50%60%，值59，/為25351，有機(jī)物含量20%80%，粒度1260。通風(fēng)是好氧堆肥成功的重要控制因素之一。通風(fēng)的目的一是不斷提供發(fā)酵過程中好氧微生物所必要的氧氣，同時(shí)將堆

2、積層中由于微生物呼吸作用釋放的二氧化碳吹出更換新鮮空氣，二是去處過多水分，三是調(diào)節(jié)溫度和稀釋臭氣，保證堆肥化反應(yīng)以最高速度進(jìn)行。因此，在堆肥堆制過程中如何根據(jù)污泥的特性和當(dāng)?shù)貤l件對堆肥所需的各種物料包括調(diào)理劑（如鋸沫、秸稈、樹葉、糞便等）和膨脹劑（如木屑、短節(jié)秸稈、花生殼、粉煤灰等）以及重金屬鈍化劑（如粉煤灰、過磷酸鈣，含鈣鎂鋼渣粉等）進(jìn)行配比以及篩選適當(dāng)?shù)奶禺悢?shù)種微生物菌種進(jìn)行高溫動(dòng)態(tài)發(fā)酵將是該項(xiàng)目的關(guān)鍵所在。1) 確定優(yōu)化適宜的調(diào)理劑、堆料配比以及適當(dāng)比例的回流腐熟污泥等工藝控制參數(shù)。2) 在高溫動(dòng)態(tài)發(fā)酵式堆肥階段，依照無害化堆肥溫度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用自控通風(fēng)控制技術(shù)，確定使物料在堆肥過程中的

3、工藝氣量即恰好滿足依照無害化溫度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)的最大氣量。3) 污泥堆肥過程中特異數(shù)種微生物的種類提純及其優(yōu)化組合：可用作堆肥的菌種很多，本項(xiàng)目選用固氮菌、解鉀細(xì)菌、解磷細(xì)菌以及回流堆肥中的高溫快速發(fā)酵的微生物菌群。4) 污泥堆肥后生產(chǎn)新型高效生物有機(jī)肥的復(fù)合配方技術(shù)：按不同作物營養(yǎng)特性加工成有機(jī)復(fù)合肥，這種肥料不同于化肥，復(fù)合肥好處在于營養(yǎng)全面，長效營養(yǎng)和短效營養(yǎng)搭配合理，有機(jī)質(zhì)豐富，具有增加土壤有機(jī)質(zhì)、增加團(tuán)粒結(jié)構(gòu)等功效，而且配方靈活，可以根據(jù)當(dāng)?shù)貜U棄物的種類和土壤性能，生產(chǎn)出適宜不同土壤和作物的有機(jī)復(fù)合肥。2.所需條件：企業(yè)或政府的資金支持二、項(xiàng)目在省內(nèi)、國內(nèi)、國際相關(guān)情況、實(shí)施該項(xiàng)目的必要性

4、，實(shí)施后社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；1. 項(xiàng)目的必要性煙臺是一個(gè)快速持續(xù)發(fā)展的沿海開放城市，每天排出的工業(yè)和生活污水達(dá)百萬噸，一個(gè)潛在的問題也會(huì)隨之產(chǎn)生，即污水污泥的處理和處置問題。僅煙臺市套子灣污水處理廠目前無害化處理后產(chǎn)生的活性干污泥（含水量在70%左右）即達(dá)到80120噸/天。一方面由于污泥含有大量的水分(75%99%)，大量的病原菌和寄生蟲(卵)，有害的有機(jī)污染物，重金屬等有害成分，且有惡臭，易腐爛。如果不及時(shí)處置，極易造成二次污染；另一方面，污泥中含有能促進(jìn)植物生長的氮，磷，鉀及鈣，硫，鐵，鎂，硼等植物生長所必需的礦質(zhì)元素（見表1），所以污泥又是很好的肥料和土壤改良劑；能否將污泥科學(xué)有效地利用，既

5、能利用其有益組分，又能抑制其有害組分特別是其中的重金屬組分，是我國乃至全世界環(huán)境界都在研究的重大課題之一。表1 煙臺市套子灣污水處理廠污泥理化性狀全氮全磷速效鉀有機(jī)質(zhì)ascdcrpb hgph(%)(mg/kg)2.090.620.00236.018143210.096.5目前，國內(nèi)外污泥的處置方式主要有填埋、焚燒、海洋傾倒、和堆肥化利用等。前三種處置方法由于環(huán)境和經(jīng)濟(jì)壓力日益增大及二次污染問題而逐漸減少或被禁止。而堆肥化利用則是考慮到污泥中富含有機(jī)質(zhì)和多種植物所需的養(yǎng)分，可以彌補(bǔ)長期使用無機(jī)化肥給土壤帶來的缺陷。污泥經(jīng)堆肥處理后，病原菌、寄生蟲卵、雜草種子幾乎全部被殺死，揮發(fā)性成分減少且臭味

6、降低，重金屬有效態(tài)的含量也會(huì)降低，速效養(yǎng)分含量有所增加，成為一種較干凈而性質(zhì)比較穩(wěn)定的有機(jī)腐殖質(zhì)，其可明顯改善土壤的結(jié)構(gòu)特性，使土壤孔隙增多，土壤的通氣透水性和田間持水量提高，從而促進(jìn)植物生長和產(chǎn)量的提高。因此，對于我國這樣一個(gè)擁有相當(dāng)大的中低產(chǎn)土壤面積的農(nóng)業(yè)大國，將經(jīng)過穩(wěn)定化、無害化處理后的污泥制成新型高效生物有機(jī)肥并在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園林上使用，是我國污泥資源化利用具有重要現(xiàn)實(shí)意義的一種途徑。本項(xiàng)目利用污水處理廠產(chǎn)生的活性干污泥為主原料，利用具有耐高溫、分解速度快的提純優(yōu)化發(fā)酵菌種及菌群組合，結(jié)合污泥調(diào)理劑和蓬松劑進(jìn)行快速高溫動(dòng)態(tài)堆肥發(fā)酵，在發(fā)酵過程中同時(shí)考慮污泥的特點(diǎn)、土壤類型、肥料狀況及作

7、物生長的特性等因素，最后采用先進(jìn)的復(fù)合配方技術(shù)研制開發(fā)制成新型高效生物有機(jī)肥。這樣既可以解決污泥的二次污染問題，又可以解決農(nóng)業(yè)急需的有機(jī)肥料來源問題，對于生態(tài)環(huán)境的改善，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，都具有非常重大的意義。2. 項(xiàng)目的市場需求分析和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益我國目前耕地面積為20.68億畝，化肥施用水平為每年每畝平均14.7公斤。2000年全年化肥消耗總量為3900萬噸（按純養(yǎng)分計(jì)）。根據(jù)中國農(nóng)科院土肥所提出的關(guān)于有機(jī)肥與化肥的最適宜配比問題，在華北地區(qū)以1：10.5為宜。目前我國的有機(jī)肥使用量不足化肥的30%，而這30%中高效生物有機(jī)肥所占的比例很低，大部分仍為傳統(tǒng)農(nóng)家有機(jī)肥。若暫不考慮對此部

8、分有機(jī)肥的替代，按照有機(jī)、無機(jī)1：1的比例，仍有20%的化肥應(yīng)被高效有機(jī)肥取代，以2002年我國化肥消耗量1.91億噸為基礎(chǔ)計(jì)算，高效生物有機(jī)肥的需求保守?cái)?shù)據(jù)也應(yīng)在4500萬噸/年以上。另除耕地以外，尚有1億畝果園、1700萬畝茶園、1200萬畝桑園和近100萬畝橡膠園未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。因此，有機(jī)肥料市場的需要仍將呈繼續(xù)增長趨勢。 無論從全國市場還是從山東市場來分析，目前高效有機(jī)肥需求與供應(yīng)間存在著很大的缺口，是一個(gè)極具開發(fā)價(jià)值的市場，隨著人們環(huán)保意識、健康意識、農(nóng)民科學(xué)施肥觀念的增強(qiáng)，必將形成對高效有機(jī)肥的巨大需求，也為本項(xiàng)目的生產(chǎn)及推廣提供了廣闊的市場前景。三、實(shí)施該項(xiàng)目的對象及與該項(xiàng)目實(shí)施密切相關(guān)的市內(nèi)單位及合作方式內(nèi)容；實(shí)施該項(xiàng)目的對象：污水處理廠的污泥；微生物發(fā)酵企業(yè)的有機(jī)殘?jiān)?，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物。該項(xiàng)目實(shí)施密切相關(guān)的市內(nèi)單位：污水處理廠；酵母廠；食品廠等。合作方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓或聯(lián)合攻關(guān)。四、實(shí)施該項(xiàng)目的校內(nèi)單位、負(fù)責(zé)人、所需校內(nèi)資源及條件，學(xué)校需做哪些協(xié)調(diào)工作；煙臺大學(xué)環(huán)境學(xué)院，宋建國協(xié)調(diào)與企業(yè)或政府的資金問題等五、該項(xiàng)目具體實(shí)施步驟及時(shí)間表。2006年3月2006年12月 完成污泥堆肥過程中特異數(shù)種微生物的種類提純及其優(yōu)化組合，確定優(yōu)化適宜的調(diào)理劑、堆料配比以及適比例的回流腐熟污泥等優(yōu)化工藝參數(shù)。20