利用城市固體廢棄物生產(chǎn)有機復合肥施用效果研究

1、利用城市固體廢棄物消費有機復合肥施用效果研究摘要：城市污水處理廠污泥和生活垃圾及粉煤灰富含作物生長所需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成份和大量有機質(zhì)，可以充分利用到農(nóng)業(yè)消費中，將污泥、垃圾和粉煤灰按451配比堆肥發(fā)酵，并根據(jù)地域特點研制水稻和甘蔗有機復合肥。田間試驗說明，制成的有機復合肥對水稻和甘蔗均有較好的增產(chǎn)效果，并可以改善土壤構造，進步土壤的肥力。關鍵詞：污水處理廠污泥生活垃圾粉煤灰有機復合肥為保護環(huán)境，我國近幾年建立了大量的污水處理廠，相應地產(chǎn)生了大量的污水污泥，據(jù)統(tǒng)計英、美兩國在過去的幾年中污泥每年增長5%10%，年產(chǎn)干污泥分別到達1.7106t和9106t1。我國每年產(chǎn)生的污水污泥到達1億t2

2、以上濕污泥。由于污泥中含有大量的有害物質(zhì)及細菌、各種寄生蟲卵、大量的病原微生物等，熱值低、含水率偏高，極有可能產(chǎn)生二次污染現(xiàn)象。1998年我國668座城市共產(chǎn)生城市生活垃圾達1.2億t3，而我國城市生活垃圾的增長速度為10%左右4，這些城市固體廢棄物的處置方法主要有燃燒、填埋、投海、燒磚、筑路等，這些處置方法均有較大的弊端，如費用高、能耗大或衛(wèi)生問題等。因此利用其堆肥制造成有機復合肥，走資源化利用之路，對今后合理利用城市固體廢棄物具有重要的現(xiàn)實意義。將污泥、垃圾和粉煤灰按451的配比先常溫下好氧堆肥15d，再經(jīng)過4050d的厭氧堆肥發(fā)酵，這些物質(zhì)中有機物根本上轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，而且其中的

3、臭味全部去除，外觀呈松散狀。將堆肥成品經(jīng)自然干化、烘干后和經(jīng)過配方計量所需的無機肥料氮、磷、鉀肥及部分微量元素等混合后進展粉碎造粒，最后制成有機復合肥。堆肥試驗自1998年6月至9月，歷時3個多月。堆肥期間，通過記錄溫度和測量堆料中氧濃度的變化情況，相應改變通風量大小，以保證最正確堆肥效果。并于1999年至2000年將研制好的有機復合肥送桂林市農(nóng)業(yè)科學研究所分別對早稻、晚稻和甘蔗進展田間試驗，驗證施用效果。1城市固體廢棄物制造有機復合肥的肥效城市固體廢棄物制造的有機復合肥中含有大量的有機質(zhì)，它會增加土壤中負電荷及促進微生物活動，通過化學、電化學及生物化學作用，對NH4+，K+等養(yǎng)分產(chǎn)生吸附和調(diào)

4、節(jié)作用，速效成分快而不猛，與其中的緩效成分配合得當，肥效快而持久，可防止施用化肥那種大起大落不平衡供肥的缺點，還可以增強保肥力，減少養(yǎng)分的淋失，特別在南方高溫多雨的條件下，在缺乏有機質(zhì)的瘦土、沙土上，有機復合肥的保肥力特別明顯。另外有機復合肥還可以活化土壤中的N，P，K及Si，n，Zn等成分，進步有效性，改善土壤理化性質(zhì)。有研究5認為，施用有機復合肥存在著時空效應，有機復合肥中有機無機成分具有同時間、共空間的特點，即有機復合肥中的有機無機成分從一開始就結(jié)合在一起，這比先施有機肥、后施化肥的傳統(tǒng)施肥方法優(yōu)越，傳統(tǒng)方式即使同時施用有機肥和無機肥，有機無機成分在土壤中的空間分布上也有差異，遠不如有機

5、復合肥均勻?？紤]到廣西地區(qū)的土壤特征，結(jié)合桂林市污泥、垃圾的特點，根據(jù)廣西地區(qū)主要農(nóng)作物為水稻和甘蔗。因此本研究選取水稻和甘蔗作為主試作物，分別研制了供水稻和甘蔗施用的有機復合肥。要滿足作物對N，P，K需求,污泥的添加量一般不會超過40%,這樣對于直接施用污泥垃圾堆肥產(chǎn)品時,重金屬的含量可減少一半,試驗時采用的配比見表1。表1有機復合肥中主要物質(zhì)比例成份堆肥產(chǎn)品過磷酸鈣尿素鉀肥比例(%)2933262823251820從表1可以看出,污泥垃圾的添加量未占到1/3,最后消費出的兩種有機復合肥的肥效成分見表2。表2兩種有機復合肥的成分肥料種類N(%)P25(%)K2(%)水稻用1145甘蔗用14.

6、3452有機復合肥的增產(chǎn)效果研制的兩種有機復合肥的成分完全滿足國家有機復合肥的標準，即N，P，K總量(N+P25+K2)18%。筆者在桂林市農(nóng)業(yè)科學研究所的協(xié)助下對早稻、晚稻、甘蔗等作物進展了作物田間施肥試驗。從表3可知，對于晚稻施用有機復合肥和市售高效三元復合肥均比對照組增產(chǎn)，平均增產(chǎn)約12%，有機復合肥比市售三元復合肥每畝少施5kg，因此有機復合肥肥效略優(yōu)于市售三元復合肥。表3施肥后晚稻的產(chǎn)量情況(1畝=6662)處理試驗面積(2肥料施用量(kg/畝)試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量(kg/畝)較對照區(qū)增產(chǎn)(kg/畝)(%)對照組13.3446.75市售復合肥13.34050053.2511.9有機復合

7、肥13.335504.2557.512.9注：市售高效三元復合肥肥效成分為NP25K2=13%15%7%3%。對于早稻,我們也進展了試驗。在同一程度下,有機復合肥比對照組增產(chǎn)約18%19%，而市售高效三元復合肥比對照組增產(chǎn)約13%，有機復合肥的肥效比市售三元復合肥高6個百分點，見表4。表4施肥后早稻產(chǎn)量情況(1畝=6662)處理試驗面積(2肥料施用量(kg/畝)試驗區(qū)水稻平均產(chǎn)量(kg/畝)較對照區(qū)增產(chǎn)(kg/畝)(%)對照區(qū)13.30408市售復合肥13.340460.552.512.9有機復合肥*13.3404837518.4有機復合肥*13.3404867819.1注：*號表示為兩平行試

8、驗；市售三元復合肥成分為NP25K2=13%5%7%。有機復合肥對甘蔗的生長有更加明顯的促進作用，甘蔗的出苗數(shù)、產(chǎn)量均有較大幅度增加，見表5。表5施用肥料后甘蔗的產(chǎn)量情況(1畝=6662)處理試驗面積(2)肥料施用量(kg/畝)下種數(shù)(顆/畝)出苗數(shù)(顆/畝)試驗組甘蔗平均產(chǎn)量(kg/畝)增產(chǎn)(%)混合肥24.0尿素50；鈣鎂磷肥53.5；氯化鉀15750335304903市售復合肥24.020075033891519322有機復合肥24.0160750340586336.529注：肥料施用量以畝施氮量為標準；市售高效三元復合肥的成分為NP25K2=13%7%5%。3施用有機復合肥的平安問題3

9、.1城市固體廢棄物中重金屬問題對于我國大部分大城市,由于工業(yè)廢水接入城市排水管網(wǎng)，因此會造成污水污泥中某些重金屬離子的含量偏高。城市垃圾和粉煤灰中也存在著某些重金屬離子偏高的問題。在處理這類城市固體廢棄物時應慎重對待,防止由于重金屬而引起二次污染。桂林市屬于旅游城市，重工業(yè)少，城市污水廠主要以處理生活污水為主，正常情況下不存在重金屬離子超標問題，城市垃圾也根本滿足要求，見表6。表6城市固體廢棄物中金屬離子含量組分AsdPburNiZn污水處理廠污泥37.00.8538413659498453國家農(nóng)用污泥標準67515100050010002001000城市垃圾75.71.16390.3162.

10、3157.356.8352城鎮(zhèn)垃圾農(nóng)用標準6303100300粉煤灰301.124104618071農(nóng)用粉煤灰標準67510500500500注：數(shù)據(jù)單位為g/kg。從表6可以看出，桂林市污水污泥中重金屬含量完全符合國家農(nóng)用污泥標準，可以在每6662中以2000kg的施用量長期施用。城市垃圾也根本滿足國家標準,粉煤灰由于只作為添加劑，故其重金屬含量不會帶來直接影響。本研究用堆肥物料進展堆肥時,污泥為40%,垃圾為50%，粉煤灰為10%，其堆肥成品在制作的有機復合肥中用量為29%33%左右,所以成品肥料中重金屬的含量不會超標。3.2有機復合肥農(nóng)用重金屬平安性為確定施用有機復合肥是否平安，在有機復

11、合肥、市售高效三元復合肥進展肥效試驗時，采集了稻莖和稻谷樣品測定其重金屬含量，見表7。表7水稻稻莖、稻谷中重金屬元素含量樣品AsdruNiPbZn備注有機復合肥-0.0239.31581119.3稻谷中市售復合肥-0.018127820對照組-0.023101499.334.3有機復合肥-0.042255141559稻莖中市售復合肥-0.052518131667對照組-0.05733201720.377.7注：數(shù)據(jù)單位為g/kg；-表示含量小于0.005；數(shù)據(jù)由原中南工業(yè)大學重點實驗室測定，分析方法均為等離子-原子發(fā)射光譜法。從表7中可以看出,在水稻的稻谷和稻莖中，重金屬元素含量均無明顯差異，

12、說明施用有機復合肥不會造成重金屬在植物體內(nèi)和果實中蓄積，進一步說明施用有機復合肥是平安的。由于肥料中重金屬含量沒有超過國家農(nóng)用標準，故本研究未對土壤中重金屬的變動情況進展測定。4效益分析(1)環(huán)境效益。利用城市污水污泥和生活垃圾堆肥后消費有機復合肥，大大減少蚊蠅等的滋生時機，降低病原菌存活時間，切斷了病原菌傳播到人類的途徑,防止了城市污水污泥二次污染和城市垃圾的潛在威脅。將城市固體廢物回用到自然中，在保護城市環(huán)境的同時，又解決了農(nóng)業(yè)上造成的偏施無機肥使土壤養(yǎng)分比例失調(diào)、土壤退化等問題,有利于農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)開展。(2)社會效益。把污泥、垃圾、粉煤灰綜合利用消費農(nóng)用有機復合肥,為農(nóng)業(yè)部門提供了優(yōu)質(zhì)、價廉、高效的生態(tài)肥料，也使作物增產(chǎn)增收，同時變廢為寶,既開展了環(huán)保產(chǎn)業(yè)，同時也為城市增加了新的就業(yè)時機。(3)經(jīng)濟效益。假設按年產(chǎn)5萬t的消費才能進展經(jīng)濟核算，按照本研究的方法消費出的有機復合肥本錢價為800850元/t，而市售高效三元復合肥市場售價一般為11001200元/t，因此本研究的有機復合肥有較好的經(jīng)濟效益，市場應用前景良謾?參考文獻1RDDavis.TheipatfEVandUKenvirnentalpressuresnthefuturefsludgetreatentanddispsal.aterEnvirnanage,1996,10(2):65692韋