本發(fā)明屬于水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域，具體涉及一種利用剩余污泥制備肥水液和具有凈化水質(zhì)功能的緩釋槽的方法。
背景技術(shù)：
因環(huán)境污染以及過(guò)度捕撈等因素的影響，海洋、河湖等天然水產(chǎn)資源產(chǎn)量逐年萎縮，為了滿足人們對(duì)水產(chǎn)品需求的逐年增加，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)迅猛發(fā)展。無(wú)論是淡水養(yǎng)殖還是海水養(yǎng)殖，養(yǎng)殖水體的水質(zhì)直接影響水產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和安全。肥水和水產(chǎn)施肥是水產(chǎn)養(yǎng)殖不可少的環(huán)節(jié)，通過(guò)向水體中施肥可以增加水體內(nèi)的浮游生物，提高水體本身的增氧能力，消除水中的氨氮、硫化氫等有害物質(zhì)，同時(shí)直接增加餌料生物數(shù)量，為魚蝦蟹等養(yǎng)殖動(dòng)物提供餌料。目前的肥水和施肥的方法是直接向水體內(nèi)施加有機(jī)肥料和無(wú)機(jī)肥料，再配合微生物制劑。使用水溶性無(wú)機(jī)肥料雖然作用迅速，但肥效持續(xù)時(shí)間較短，所含營(yíng)養(yǎng)成份較單一；有機(jī)肥料雖然施用后肥效持久，但分解緩慢，且分解時(shí)要消耗大量的氧氣，施用不當(dāng)易引起水產(chǎn)動(dòng)物的缺氧死亡。需要一種富含氮磷鉀、氨基酸以及微量元素的有機(jī)-無(wú)機(jī)液體肥料。在使用方法上，一般傳統(tǒng)的方法是直接將肥料撒入水中，這樣雖然簡(jiǎn)單但是肥效不能持續(xù)，施肥不均，勞動(dòng)量大。若用機(jī)械設(shè)備施加，增加設(shè)備和管理成本，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的免維護(hù)的能夠緩慢釋放肥水液的裝置，可以解決這一問(wèn)題。
污泥的處理一直是水處理行業(yè)的難題，目前，對(duì)于剩余污泥的處理方法主要有土地利用、衛(wèi)生填埋和焚燒等方法。這些方法有的存在著環(huán)境安全隱患，有的成本高。污泥中含有大量的有機(jī)物，這些有機(jī)物以生物殘?bào)w為主，富含蛋白質(zhì)和銅鋅鐵等金屬元素，其中的很多成分都是寶貴的資源。因而，積極探討污泥的綜合利用方法，變廢為寶，是污泥處置的最好出路。
污水處理廠的剩余污泥中含有大量的氮磷鉀以及豐富的微量元素，含有蛋白質(zhì)等各種有機(jī)質(zhì)，還含有重金屬等有毒有害的物質(zhì)，這些有害物質(zhì)，經(jīng)簡(jiǎn)單的發(fā)酵處理很難出去，不能作為水產(chǎn)肥料使用。
為了安全地綜合利用城市污水處理廠的剩余污泥，開發(fā)一種新的肥水槽和肥水液，本發(fā)明公開了一種利用剩余污泥制備肥水緩釋槽和肥水液。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的，是提供一種利用剩余污泥制備緩釋槽和肥水液的方法，涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)緩釋施肥裝置和肥水營(yíng)養(yǎng)液及其制備方法以及污水處理廠剩余污泥的綜合利用。
采用的技術(shù)方案是
一種利用剩余污泥制備緩釋槽和肥水液的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
1）取新鮮的剩余污泥，調(diào)整含水率80-88%，加入污泥質(zhì)量的5%-10%的過(guò)磷酸鈣、10%-20%的硅藻土和10%-20%的質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水，攪拌均勻，于﹣20-﹣8℃冷凍24h，得到冷凍固體污泥料，再按污泥質(zhì)量和酸溶液體積比為1kg:1l，取含硝酸和硫酸的濃度分別為0.5-1mol/l和0.25-0.5mol/l混合酸溶液，加入污泥質(zhì)量的0.1%-1%的納米鈦酸鈣粉體，攪拌混合，分散均勻，制成納米鈦酸鈣-混合酸的懸濁料液，加熱至60-90℃，用高壓噴槍，將混合酸懸濁料液以50-100m/s的噴射速度，噴入冷凍固體污泥料中，使冷凍污泥料粉碎融化，攪拌均勻，加熱保持微沸30-60min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體a和液體a；
2）將步驟1得到的固體a與等質(zhì)量的水混合，攪拌均勻，加熱至70-90℃，用氫氧化鈉調(diào)整溶液的ph值8-9，浸泡1h，固液分離，得到液體b和固體b；
3）步驟1得到的液體a和步驟2得到的液體b混合，按鈣的摩爾數(shù)與污泥中加入混合酸引入的氫離子摩爾數(shù)之比為0.4:1比例，加入鈣的化合物，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)整溶液的ph值為6-8，靜置24h，固液分離，得到固體c和液體c；
4）將步驟3中得到的液體c中加入液體c質(zhì)量的1%的納米鈦酸鈣，置于波長(zhǎng)為254nm，輻照強(qiáng)度為100μw/cm2紫外光照射下，攪拌反應(yīng)90-120min，固液分離，得到固體d和肥水液；
5）將步驟2得到的固體b、步驟3得到的固體c和步驟4得到的固體d混合，烘干，球磨0.5-8h，噴水潤(rùn)濕，制成泥坯，模具中加壓12-28mpa，成型，制成一定規(guī)格的敞口容器，干燥，于燒成溫度為950-1250℃煅燒，得到緩釋槽。
所述的污泥為生化法處理生活污水過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥。
所述的步驟3中的加入的鈣的化合物為氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、方解石、石灰石中的一種或幾種。
所述的步驟5中煅燒方法為：以3℃/min的升溫速度升到300℃,并在此溫度下保溫30min。再以5℃/min的速度繼續(xù)升溫到燒成溫度,并保溫10-20min，爐內(nèi)冷卻到室溫。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明利用剩余污泥制備了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)使用的緩釋肥水槽和肥水液體肥料，污泥中各成分均得以利用，無(wú)二次污染，制備的肥水液加入肥水緩釋槽中，肥水液通過(guò)槽壁的微孔，緩慢連續(xù)釋放到水體中，使得肥效有效利用，微生物生長(zhǎng)均勻持續(xù)，肥水效果好，成本低，同時(shí)緩釋槽具有吸附水中重金屬功能。具有很高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明所述的方法和技術(shù)加以說(shuō)明，實(shí)際應(yīng)用中，不限于此。
實(shí)施例1：肥水緩釋槽1和肥水液1的制備
取2kg新鮮的含水率為80%的剩余污泥，加入200g過(guò)磷酸鈣、300g的硅藻土和400g的質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水，混合均勻，于﹣18℃冷凍24h，取出，得到冷凍固體污泥料，另取含硝酸和硫酸分別為1mol/l和0.25mol/l的混合酸溶液2l，加入10g納米鈦酸鈣粉體，攪拌混合，分散均勻，制成納米鈦酸鈣-混合酸的懸濁料液，加熱至90℃，用高壓噴槍，將混合酸懸濁料液以100m/s的噴射速度，噴入冷凍固體污泥料中，使冷凍污泥料粉碎融化，攪拌均勻，加熱保持微沸40min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a與等質(zhì)量的水混合，攪拌均勻，加熱至80℃，用1mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)其ph值為8，浸泡1h，固液分離，得到液體b和固體b；將液體a和液體b混合，加入68g氧化鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)整溶液的ph值為7，靜置24h，固液分離，得到固體c和液體c；液體c中加入液體c質(zhì)量的1%的納米鈦酸鈣，置于強(qiáng)度為100μw/cm2的波長(zhǎng)為254nm的紫外光輻照下，攪拌反應(yīng)120min，固液分離，得到固體d和肥水液1。將固體b、固體c和固體d混合，烘干，球磨6h，噴水潤(rùn)濕，制成泥坯，置于250×250×500mm模具中加20mpa壓力成型，制成長(zhǎng)×寬×深×壁厚為250×250×500×10mm敞口容器，陰干，105℃干燥2h，置于高溫爐內(nèi)，以3℃/min的升溫速度升到300℃,并在此溫度下保溫30min，再以5℃/min的速度繼續(xù)升溫到1050℃,并保溫20min，爐內(nèi)冷卻到室溫，得到緩釋槽1。
實(shí)施例2：肥水緩釋槽2和肥水液2的制備
取2kg新鮮的含水率為88%的剩余污泥，加入100g過(guò)磷酸鈣、200g的硅藻土和200g的質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水，混合均勻，于﹣8℃冷凍24h，取出，得到冷凍固體污泥料，另取含硝酸和硫酸分別為0.5mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，加入2g納米鈦酸鈣粉體，攪拌混合，分散均勻，制成納米鈦酸鈣-混合酸的懸濁料液，加熱至60℃，用高壓噴槍，將混合酸懸濁料液以82m/s的噴射速度，噴入冷凍固體污泥料中，使冷凍污泥料粉碎融化，攪拌均勻，加熱保持微沸60min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a與等質(zhì)量的水混合，攪拌均勻，加熱至70℃，用1mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)其ph值為9，浸泡1h，固液分離，得到液體b和固體b；將液體a和液體b混合，加入89g氫氧化鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)整溶液的ph值為6，靜置24h，固液分離，得到固體c和液體c；液體c中加入液體c質(zhì)量的1%的納米鈦酸鈣，置于強(qiáng)度為100μw/cm2的波長(zhǎng)為254nm的紫外光輻照下，攪拌反應(yīng)90min，固液分離，得到固體d和肥水液2。將固體b、固體c和固體d混合，烘干，球磨0.5h，噴水潤(rùn)濕，制成泥坯，置于250×250×500mm模具中加28mpa壓力成型，制成長(zhǎng)×寬×深×壁厚為250×250×500×10mm敞口容器，陰干，105℃干燥2h，置于高溫爐內(nèi)，以3℃/min的升溫速度升到300℃,并在此溫度下保溫30min，再以5℃/min的速度繼續(xù)升溫到950℃,并保溫20min，爐內(nèi)冷卻到室溫，得到緩釋槽2。
實(shí)施例3：肥水緩釋槽3和肥水液3的制備
取2kg新鮮的含水率為85%的剩余污泥，加入200g過(guò)磷酸鈣、400g的硅藻土和400g的質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水，混合均勻，于﹣20℃冷凍，24h，取出，得到冷凍固體污泥料，另取含硝酸和硫酸分別為1mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，加入20g納米鈦酸鈣粉體，攪拌混合，分散均勻，制成納米鈦酸鈣-混合酸的懸濁料液，加熱至90℃，用高壓噴槍，將混合酸懸濁料液以100m/s的噴射速度，噴入冷凍固體污泥料中，使冷凍污泥料粉碎融化，攪拌均勻，加熱保持微沸30min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a與等質(zhì)量的水混合，攪拌均勻，加熱至90℃，用1mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)其ph值為9，浸泡1h，固液分離，得到液體b和固體b；將液體a和液體b混合，加入160g碳酸鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)整溶液的ph值為8，靜置24h，固液分離，得到固體c和液體c；液體c中加入液體c質(zhì)量的1%的納米鈦酸鈣，置于強(qiáng)度為100μw/cm2的波長(zhǎng)為254nm的紫外光輻照下，攪拌反應(yīng)100min，固液分離，得到固體d和肥水液3。將固體b、固體c和固體d混合，烘干，球磨8h，噴水潤(rùn)濕，制成泥坯，置于250×250×500mm模具中加12mpa壓力成型，制成長(zhǎng)×寬×深×壁厚為250×250×500×10mm敞口容器，陰干，105℃干燥2h，置于高溫爐內(nèi)，以3℃/min的升溫速度升到300℃,并在此溫度下保溫30min，再以5℃/min的速度繼續(xù)升溫到1250℃,并保溫10min，爐內(nèi)冷卻到室溫，得到緩釋槽3。
實(shí)施例4：肥水緩釋槽4和肥水液4的制備
取2kg新鮮的含水率為82%的剩余污泥，加入100g過(guò)磷酸鈣、400g的硅藻土和400g的質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水，混合均勻，于﹣15℃冷凍24h，取出，得到冷凍固體污泥料，另取含硝酸和硫酸分別為0.5mol/l和0.25mol/l的混合酸溶液2l，加入15g納米鈦酸鈣粉體，攪拌混合，分散均勻，制成納米鈦酸鈣-混合酸的懸濁料液，加熱至80℃，用高壓噴槍，將混合酸懸濁料液以90m/s的噴射速度，噴入冷凍固體污泥料中，使冷凍污泥料粉碎融化，攪拌均勻，加熱保持微沸50min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a與等質(zhì)量的水混合，攪拌均勻，加熱至80℃，用1mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)其ph值為8.6，浸泡1h，固液分離，得到液體b和固體b；將液體a和液體b混合，加入80g方解石粉，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)整溶液的ph值為7，靜置24h，固液分離，得到固體c和液體c；液體c中加入液體c質(zhì)量的1%的納米鈦酸鈣，置于強(qiáng)度為100μw/cm2的波長(zhǎng)為254nm的紫外光輻照下，攪拌反應(yīng)120min，固液分離，得到固體d和肥水液4。將固體b、固體c和固體d混合，烘干，球磨2h，噴水潤(rùn)濕，制成泥坯，置于250×250×500mm模具中加20mpa壓力成型，制成長(zhǎng)×寬×深×壁厚為250×250×500×10mm敞口容器，陰干，105℃干燥2h，置于高溫爐內(nèi)，以3℃/min的升溫速度升到300℃，并在此溫度下保溫30min，再以5℃/min的速度繼續(xù)升溫到1000℃,并保溫10min，爐內(nèi)冷卻到室溫，得到緩釋槽4。
實(shí)施例5：肥水緩釋槽5和肥水液5的制備
取2kg新鮮的含水率為81%的剩余污泥，加入100g過(guò)磷酸鈣、300g的硅藻土和300g的質(zhì)量百分含量為30%的雙氧水，混合均勻，于﹣10℃冷凍24h，取出，得到冷凍固體污泥料，另取含硝酸和硫酸分別為1mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，加入10g納米鈦酸鈣粉體，攪拌混合，分散均勻，制成納米鈦酸鈣-混合酸的懸濁料液，加熱至70℃，用高壓噴槍，將混合酸懸濁料液以60m/s的噴射速度，噴入冷凍固體污泥料中，使冷凍污泥料粉碎融化，攪拌均勻，加熱保持微沸40min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a與等質(zhì)量的水混合，攪拌均勻，加熱至80℃，用1mol/l氫氧化鈉溶液調(diào)其ph值為8，浸泡1h，固液分離，得到液體b和固體b；將液體a和液體b混合，加入90g氧化鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)整溶液的ph值為7，靜置24h，固液分離，得到固體c和液體c；液體c中加入液體c質(zhì)量的1%的納米鈦酸鈣，置于強(qiáng)度為100μw/cm2的波長(zhǎng)為254nm的紫外光輻照下，攪拌反應(yīng)110min，固液分離，得到固體d和肥水液5。將固體b、固體c和固體d混合，烘干，球磨5h，噴水潤(rùn)濕，制成泥坯，置于250×250×500mm模具中加20mpa壓力成型，制成長(zhǎng)×寬×深×壁厚為250×250×500×10mm敞口容器，陰干，105℃干燥2h，置于高溫爐內(nèi)，以3℃/min的升溫速度升到300℃,并在此溫度下保溫30min，再以5℃/min的速度繼續(xù)升溫到1100℃,并保溫10min，爐內(nèi)冷卻到室溫，得到緩釋槽5。
實(shí)施例6：肥水緩釋槽和肥水液肥水效果
使用實(shí)施例1中的緩釋槽和肥水液，在沈陽(yáng)某水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行了新塘肥水應(yīng)用試驗(yàn)，選取池塘水面面積為5畝，水平均深1.8m，按常規(guī)方法清塘，消毒處理，水為地下水，電機(jī)抽提直接傾注池中，加注到所需水位后，晾曬1天，實(shí)驗(yàn)期間溫度20-31℃，每畝加肥水緩釋槽5個(gè)，將緩釋槽槽口朝上，置于魚塘中，槽體80%以下部分浸沒于水面以下，每個(gè)槽子中添加滿肥水液，槽子上以塑料板封蓋。肥水持續(xù)3天后，魚塘水體顏色為黃綠色，透明度為40cm。肥水持續(xù)5天后，池塘投放700尾魚苗（單尾重150-200g，花鰱、白鰱、草魚），投放30天后，魚塘水依然保持黃綠色，透明度為35cm。
實(shí)施例7：肥水緩釋槽和肥水液魚塘施肥效果
使用實(shí)施例1中的緩釋槽和肥水液，在沈陽(yáng)某水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行了養(yǎng)殖塘追肥試驗(yàn)，試驗(yàn)水塘面積9.1畝，水深1.5-2.5m之間，對(duì)照塘的面積為8.9畝，水深1.2-2.6m之間，兩池內(nèi)均放養(yǎng)鯉魚為主，搭配白鰱和花鰱，魚苗平均體重500g。試驗(yàn)塘每畝加肥水緩釋槽2個(gè)，每個(gè)槽子加滿肥水液；對(duì)照組利用化學(xué)肥料（碳酸氫銨40%，過(guò)磷酸鈣40%，氯化鉀20%）按4公斤/畝施用，采用人工均勻潑灑，每個(gè)月施肥5-6次。兩水塘均按常規(guī)方法投喂鯉魚專用料，兩塘均未換水，只正常用地下水補(bǔ)充塘水。收獲情況見表1；同時(shí)在投放前和收獲時(shí)采集兩塘內(nèi)水樣，用原子吸收測(cè)定水中重金屬鉛和鎘的含量，結(jié)果見表2.
表1.魚增產(chǎn)情況
表2，魚塘中鉛和鎘的含量（mg/l）
本發(fā)明無(wú)害化綜合利用畜禽糞便的同時(shí)，制備了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)肥水緩釋槽和肥水液，提高肥的利用效率的同時(shí)，降低了對(duì)水質(zhì)的污染，減少人工施肥成本，大大提高了水產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。