【摘要】：污泥高溫好氧堆肥是利用污泥中有機(jī)物生物分解釋放出的熱量來(lái)提高和維持污泥堆肥反應(yīng)體系的溫度、進(jìn)而由高溫加速微生物對(duì)有機(jī)物的代謝并使污泥獲得快速穩(wěn)定化的技術(shù)。堆肥作為污泥資源化利用的一種前處理方式,備受青睞。然而,污泥堆肥過(guò)程中,存在反應(yīng)速率低、氮損失量大、容易散發(fā)惡臭等問(wèn)題。本文據(jù)此提出了投加KH_2PO_4-K_2HPO_4緩沖溶液以強(qiáng)化堆肥速率,以鳥(niǎo)糞石(MgNH_4PO_4·6H_2O)結(jié)晶法減少體系中氮素?fù)p失的解決方法,并緩解臭氣的釋放。主要研究結(jié)果如下:(1)探究了緩沖溶液投加量對(duì)污泥堆肥體系的影響。投加0.1mol·kg~(-1) DM,KH_2PO_4和0.1 mol·kg~(-1) DM,K_2HPO_4堆體效果最好。堆體溫度在高溫期(50℃)維持17d,滿足無(wú)害化條件;有機(jī)物降解率為36.3%,比對(duì)照組提高了15.6%;CO_2損失量為105.8 g,微生物的活性略有提高;pH值維持在7.5-8.5之間,有利于微生物活動(dòng)繁殖;NH_3-N損失量比對(duì)照組減少了46.7%。(2)探究了緩沖溶液與鳥(niǎo)糞石法結(jié)合對(duì)污泥堆肥體系的影響。投加0.2 mol·kg~(-1) DM,MgSO_4,0.1 mol·kg~(-1) DM,KH_2PO_4和0.1mol·kg~(-1) DM,K_2HPO_4堆體效果最好。堆體溫度在高溫期(50℃)維持17d,滿足無(wú)害化條件;有機(jī)物降解率達(dá)到36.8%,比對(duì)照組提高了23.1%;SCOD濃度為7.5 g·kg~(-1) DM,對(duì)SCOD的去除效果優(yōu)于對(duì)照組;CO_2損失量為118.9 g,微生物的活性略有提高;pH值維持在7.5-8.5之間,有利于微生物活動(dòng)繁殖和鳥(niǎo)糞石沉淀的形成;電導(dǎo)率達(dá)到3.8 mS·cm~(-1),符合后續(xù)土地利用的要求;NH_3-N損失量比對(duì)照組減少了62.5%;氮素?fù)p失量比對(duì)照組減少了72.7%,能有效提高堆肥產(chǎn)品中的肥效。(3)分析了Mg:P比例和緩沖溶液投加時(shí)間對(duì)污泥堆肥體系的影響。第0d投加0.13 mol·kg~(-1) DM的MgSO_4,在第5d投加0.1 mol·kg~(-1)DM的KH_2PO_4和0.1 mol·kg~(-1) DM的K_2HPO_4堆體效果最好。有機(jī)物降解率達(dá)到35.5%,比對(duì)照組提高了32.0%;SCOD濃度為37.7 g·kg~(-1)DM,SCOD的去除效果優(yōu)于對(duì)照組;pH值維持在7.5-8.5之間,有利于微生物活動(dòng)繁殖和鳥(niǎo)糞石沉淀的形成;NH_3-N損失量比對(duì)照組減少了60.0%;堆肥產(chǎn)品中的可溶性NH_4~+-N含量高于對(duì)照組,能有效提高堆肥產(chǎn)品中的肥效。(4)XRD圖證實(shí)了緩沖溶液-鳥(niǎo)糞石處理中鳥(niǎo)糞石沉淀的形成。緩沖溶液將pH值維持在微生物活動(dòng)繁殖和鳥(niǎo)糞石形成的合適范圍內(nèi),Mg~(2+)先與HPO_4~(2-)結(jié)合形成MgHPO_4,再與被緩沖溶液保持在堆體的NH_4~+結(jié)合生成MgNH_4PO_4·6H_2O,從而有效減少了氮素?fù)p失。
【圖文】：

圖 1-1 污泥的基本組成體系[11-12]Fig.1-1 Composition of sewage sludge1.2.2 污泥的危害城市污泥中含有大量有機(jī)質(zhì)、豐富的營(yíng)養(yǎng)元素以及許多植物所必需的微量元素，但同時(shí)也含有大量的病原體、寄生蟲(chóng)（卵），，還含有一定的 Cu、Zn、Cr、Hg 等重金屬，以及各種被列入優(yōu)先污染物名單的難降解有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)如果不能被有效的處理處置，就會(huì)對(duì)人類(lèi)以及動(dòng)物的健康造成較大的危害[10,13]。（1）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污泥中不但含有大量的氮、磷、鉀等植物營(yíng)養(yǎng)元素，且含有鈣、硫、鐵、鎂、硼等植物生長(zhǎng)所必須的礦質(zhì)元素[14]，其中氮和磷均為有機(jī)態(tài)，所以污泥可以作為有機(jī)肥源。但是，污泥中的主要成分為易于腐敗的有機(jī)物，若不經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理，進(jìn)入環(huán)境中會(huì)引起水體溶解氧下降、并會(huì)對(duì)水體環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的有機(jī)污染。（2）有機(jī)污染物

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文后，才能進(jìn)行填埋、土地利用。從圖 1-2 中可以看出，歐盟有一半以上的國(guó)家將土地利用作為污泥的處置的主要方式，其中在葡萄牙占到 88%，在英國(guó)占到 70%；歐洲之外，美國(guó)也將土地利用作為主要處置方式。我國(guó)相關(guān)部門(mén)也鼓勵(lì)推廣土地利用。在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)指南》[28]中指出：對(duì)于以城市生活污水為主產(chǎn)生的污泥，在高溫好氧堆肥后進(jìn)行土地利用，能對(duì)污泥中的有機(jī)質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素實(shí)現(xiàn)高效利用；且堆肥穩(wěn)定化后的產(chǎn)品性質(zhì)能夠達(dá)到限制性農(nóng)田、園林綠化或土壤改良的標(biāo)準(zhǔn)，是較好的選擇。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：X703;S141.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2662187