專利名稱：一種利用太平二號(hào)蚯蚓同步處理圓幣草與脫水污泥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體廢棄物技術(shù)領(lǐng)域，屬于生物處理植物和固體廢棄物，特別涉及一種利用太平二號(hào)蚯蚓同步處理圓幣草與脫水污泥的方法。
背景技術(shù)：
伴隨著科技的發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，水體 健康已經(jīng)引起了社會(huì)越來越多的關(guān)注，由工農(nóng)業(yè)和人類生活污染導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化已經(jīng)嚴(yán)重影響到了人們的用水安全。據(jù)水利部組織全國六大流域水污染狀況抽樣調(diào)查結(jié)果表明，90%以上城市水污染嚴(yán)重；全國因污染而不能飲用的地表水占全國監(jiān)測水體的40% ;流經(jīng)城市的河段中，78%不適宜作為飲用水源；50%的地下水受污染；64%的人正在使用不合格的水源。因此，水污染是造成多數(shù)城市缺水的重要原因。而按國家達(dá)標(biāo)排放的污水廠的尾水，未進(jìn)行深度處理直接排入地表水也是水體污染根源之一。所以，污水處理廠尾水深度處理是解決受納水體富營養(yǎng)化的必由之路。隨著水體治理理念的進(jìn)步，污水處理廠也已經(jīng)逐步由城鎮(zhèn)覆蓋到農(nóng)村，在治理水體污染，緩解水體富營養(yǎng)化中起著極其重要的作用。利用生態(tài)濕地工程修復(fù)水體因其成本低廉，凈水效果顯著在近些年得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在，許多污水處理廠設(shè)計(jì)中都采用了利用生態(tài)濕地技術(shù)進(jìn)行尾水深度處理這一模塊。但是，生態(tài)濕地技術(shù)修復(fù)中將產(chǎn)生大量的植物秸桿，如果不及時(shí)采收，同樣將對環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。圓幣草已成為景觀及水體生態(tài)修復(fù)中常用的植物品種，但其生長難于控制，在水體修復(fù)技術(shù)中常因過度繁殖泛濫而影響水體景觀，影響其它水生植物的生長，同時(shí)，過量繁殖的圓幣草死亡后進(jìn)入水體也容易對水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。在現(xiàn)有的技術(shù)下，主要通過打撈圓幣草，簡單堆放或填埋的方法對其進(jìn)行處理，但這樣容易造成對環(huán)境的二次污染，也是對這一豐富資源的極大浪費(fèi)。污水處理廠脫水污泥的后續(xù)處理是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，主要采用填埋，焚燒或農(nóng)用的方法對其進(jìn)行處理，但這些處理方式都存在著許多不足，如填埋需要大量土地，焚燒成本太高，污泥農(nóng)用容易造成農(nóng)產(chǎn)品安全風(fēng)險(xiǎn)等，不利于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。隨著生態(tài)治理理念的進(jìn)步，現(xiàn)階段的許多污水處理廠都有結(jié)合利用生態(tài)濕地技術(shù)進(jìn)行尾水深度處理的流程，但很少有研究將濕地植物和污泥處理的方式結(jié)合起來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有的尾水凈化濕地中圓幣草與污水處理廠脫水污泥后續(xù)處理的難題，提供一種利用太平二號(hào)蚯蚓同步處理圓幣草與脫水污泥混合物的方法，從而實(shí)現(xiàn)對污水處理后續(xù)工藝中廢棄物的資源化利用。為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是(I)養(yǎng)殖床準(zhǔn)備鋪墊高度為15cm的脫水污泥作為養(yǎng)殖床，用生石灰調(diào)節(jié)養(yǎng)殖床的pH為6. 5 ;以15厘米寬為間隔對養(yǎng)殖床起壟，壟高10厘米，以兩壟之間的壟溝作為太平二號(hào)蚯蚓的投放位；養(yǎng)殖床在自然狀態(tài)下放置三天，使過量的水分滲出；(2)引種太平二號(hào)蚯蚓養(yǎng)殖床放置至三天后，將太平二號(hào)蚯蚓引種于所述壟溝中，引種量為0. 5 I千克/平米；在引種后第15天和第25天分別添加一次污泥，添加量為每次5cm厚；引種四十天后扒開表層污泥觀察，有密集蚯蚓活動(dòng)則表明太平二號(hào)引種成功，能進(jìn)行后續(xù)的處理；(3)圓幣草與脫水污泥的處理將脫水污泥與粉碎后的圓幣草以7 3體積比充分混勻后覆于養(yǎng)殖床上，厚度以養(yǎng)殖床+混合物整體高度為25cm ;在處理過程中保持混合物濕潤，如混合物表面出現(xiàn)結(jié)板則適當(dāng)噴水；當(dāng)混合物表層被顆粒狀蚯蚓糞所覆蓋時(shí)，表明混合物已處理完全。
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本發(fā)明中，還包括混合物處理后每三個(gè)月一次的蚓糞分離蚓糞分離時(shí)應(yīng)根據(jù)蚯蚓避光性的特點(diǎn)，用強(qiáng)光照射使蚯蚓進(jìn)入深層；然后用刮板將處理后的蚓糞從表層刮離，每次蚓糞的收集厚度不超過10厘米。本發(fā)明中，所述養(yǎng)殖床設(shè)置于溫室大棚中，溫室大棚四周布置排水溝，排水溝寬10cm，深25cm ;溫室大棚內(nèi)溫度控制在15 30°C，濕度保持在50%。本發(fā)明中，所述脫水污泥的含水量小于85%。本發(fā)明中，所述粉碎后的圓幣草尺寸小于2cm。本發(fā)明的有益效果在于本方法工藝簡單，對混合物處理效果好，效率高，投資運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便，處理產(chǎn)物應(yīng)用前景廣闊，體現(xiàn)著低碳環(huán)保等特點(diǎn)。采用該方法對圓幣草與脫水污泥混合物進(jìn)行處理，可以有效降解混合物中的有毒有害成分，將混合物中高含量的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物有機(jī)肥或育苗基質(zhì)材料，從而解決濕地作物和脫水污泥后續(xù)轉(zhuǎn)化的難題。該方法對混合物的處理率可達(dá)4千克/平米/天，以一畝地為建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的大棚，年處理混合物可超過950噸，經(jīng)處理后的蚓糞作為生物有機(jī)肥原料，其理化性狀完全符合《生物有機(jī)肥》中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2011)。


圖I為大棚結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為處理后混合物隨反應(yīng)時(shí)間降解情況變化圖；圖3為處理后太平二號(hào)蚯蚓數(shù)量變化情況圖。其中，圖I中附圖標(biāo)記為I溫室大棚，2進(jìn)樣進(jìn)口，3排水管道，4操作通道，5待處理原料，6太平二號(hào)蚯蚓，7溫度計(jì)，8通風(fēng)口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的思路是結(jié)合圓幣草殘?bào)w和脫水污泥兩種廢棄物同步處理的難題，利用太平二號(hào)蚯蚓強(qiáng)大的吞噬和分解能力將其轉(zhuǎn)化為自身的營養(yǎng)物質(zhì)和高品質(zhì)的蚯蚓糞。其目的是高效處理生態(tài)濕地中大量繁殖的修復(fù)植物和脫水污泥，解決尾水深度凈化工程中植物后續(xù)處理與污泥處理的難題。該發(fā)明結(jié)合尾水工程中濕地的維護(hù)技術(shù)，從環(huán)境污染治理角度出發(fā)，能夠?qū)⒅参锝諚U，脫水污泥轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的生物有機(jī)肥原料，避免了修復(fù)植物和脫水污泥可能對環(huán)境造成的污染，也具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本發(fā)明主要包括1、構(gòu)建大棚；2、引種太平二號(hào)蚯蚓；3、圓幣草與脫水污泥的處理；4、控制處理?xiàng)l件；5、蚓糞分離；6、日常管理。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的(I)構(gòu)建大棚參照4千克/平米/天的處理效率，在生態(tài)修復(fù)濕地或污水處理廠附近選取一排水通暢地塊構(gòu)建大棚，大棚規(guī)格應(yīng)根據(jù)污水廠每天的污泥排量與圓幣草日需處理量進(jìn)行設(shè)計(jì)，保持大棚內(nèi)空氣流通，溫度適宜，排水通暢。
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鋪墊高度為15cm的脫水污泥作為養(yǎng)殖床，用生石灰調(diào)節(jié)養(yǎng)殖床的pH為6. 5 ;以15厘米寬為間隔對養(yǎng)殖床起壟，壟高10厘米，以兩壟之間的壟溝作為太平二號(hào)蚯蚓的投放位；養(yǎng)殖床在自然狀態(tài)下放置三天，使過量的水分滲出。(2)引種進(jìn)行處理前需進(jìn)行引種，將太平二號(hào)蚯蚓引種于養(yǎng)殖床上。引種后第15、25天適量添加一次污泥，引種40天后扒開表層污泥觀察，有密集蚯蚓活動(dòng)則表明太平二號(hào)引種成功，可進(jìn)行對混合物的處理。(3)混合物處理選取平整地塊粉碎圓幣草，將脫水污泥與粉碎后的圓幣草以7 3體積比充分混合，將混勻后混合物覆于養(yǎng)殖床上，厚度以養(yǎng)殖床+混合物整體高度達(dá)25cm為宜。保持混合物濕潤，當(dāng)混合物表面出現(xiàn)干燥結(jié)板時(shí)，適當(dāng)噴水。添料處理20天后，混合物減量化效果明顯，當(dāng)混合物表層被顆粒狀蚯蚓糞所覆蓋時(shí)，可進(jìn)行下一批次添樣處理，如此反復(fù)。(4)蚓糞分離三個(gè)月后，需進(jìn)行蚓糞分離。步驟為根據(jù)蚯蚓避光性的特點(diǎn)用強(qiáng)光照射使蚯蚓進(jìn)入深層，此時(shí)用刮板將處理后的蚓糞從表層向深層刮離，循環(huán)操作對蚓糞與蚯蚓進(jìn)行分離，每次蚓糞的收集以厚度不超過10厘米為宜。下面具體說明本發(fā)明。構(gòu)建生物反應(yīng)大棚選取排水通暢，大小適宜的地塊建立大棚，大棚設(shè)計(jì)如圖I所示，中間保留Im寬的操作通道，四周開挖寬15cm、深25cm的排水溝，保持大棚內(nèi)空氣流通，溫度15 30°C。引種太平二號(hào)在大棚內(nèi)鋪墊高15cm的脫水污泥作為養(yǎng)殖床，用生石灰調(diào)節(jié)養(yǎng)殖床的pH為6. 5 ;在養(yǎng)殖床上以15cm為間隔起壟，壟高約10厘米，養(yǎng)殖床放置三天以保證其多余水分隨排水溝滲出，三天后將太平二號(hào)引種于壟溝間，引種量以每平米0.5 Ikg太平二號(hào)為宜。引種后于大棚內(nèi)觀察0. 5小時(shí)，當(dāng)蚯蚓均鉆入養(yǎng)殖床后可停止觀察，在引種后第15天、第25天分別添加一次污泥，添加量每次覆蓋表層5cm為宜。引種四十天后扒開表層觀察，有密集蚯蚓活動(dòng)則表明太平二號(hào)引種成功，可進(jìn)行對混合物的處理。原料配比及進(jìn)樣調(diào)節(jié)
圓幣草處理前需進(jìn)行粉碎，保證粉碎后每塊長度不超過2cm，粉碎后圓幣草與脫水污泥以3:7體積比充分混勻，混合物混勻后即可及覆于養(yǎng)殖床上，整體高度以混合物+養(yǎng)殖床厚度不超過25cm為宜。處理?xiàng)l件控制保持大棚內(nèi)空氣流通，適時(shí)澆水，控制大棚溫度在15 30°C，濕度50%左右。處理產(chǎn)物分離當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行三個(gè)月后，可進(jìn)行處理產(chǎn)物與太平二號(hào)的分離。分 離時(shí)選取光照強(qiáng)烈的白天，用平板一層層將處理產(chǎn)物向操作通道刮落，直至刮層不再是顆粒狀的蚯蚓糞，停止收集。此時(shí),可繼續(xù)添加混合物進(jìn)行處理。日常管理日常管理的主要是保證大棚內(nèi)條件適合太平二號(hào)生長，在溫度過高的夏天及時(shí)澆水，溫度過低的冬天在養(yǎng)殖床表面覆蓋稻草等保溫，防止養(yǎng)殖床過高或過而低影響太平二號(hào)生長，及時(shí)收獲處理產(chǎn)物，防止捕食性鳥類、昆蟲等進(jìn)入大棚影響太平二號(hào)的生長。實(shí)施例I采用同步處理不同比例圓幣草與污泥混合物的室內(nèi)結(jié)果表明，在培養(yǎng)周期為20天的試驗(yàn)中，以圓幣草污泥=3:7處理中太平二號(hào)蚯蚓的生長情況最為良好，其生物活性最強(qiáng)，生物增長量遠(yuǎn)高于其它比例處理，混合物的轉(zhuǎn)化效率最高，達(dá)到了 91. 6%，反應(yīng)產(chǎn)物養(yǎng)分全面，富含有機(jī)質(zhì)和有益微生物菌群。處理前后混合物理化性質(zhì)及重金屬含量變化見表1，2。表I處理前后混合物理化性質(zhì)(g/kg)
時(shí)間有機(jī)質(zhì)全氮全磷I全鉀I PH
處理前(混合物) 382.2 21.54 8.85 7.78 6.61處理后(蚓糞)474.7 32.56 10.48 8.12 6.27
R家I小準(zhǔn).>45%NPK 總養(yǎng)芬>5%5.5-8.5表2處理前后混合物重金屬含量變化(mg/kg)
時(shí)間Cr As Cd Hg Pb Zn
處理前(混合物)2Ol. 82 26. 40 I. 89 4. 86 40. 39 653. 14處理后(蚓糞) 143.51 14.26 1.67 1.86 35.88 267.58國家標(biāo)準(zhǔn)〈150~<15~<3~<2~<50~Nd實(shí)施例2采用尾水深度處理工藝中修復(fù)植物圓幣草與脫水污泥作為處理原料，原料每次處理轉(zhuǎn)化周期為20天。經(jīng)9個(gè)月初試運(yùn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明該方法能顯著將原料中的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥材料，處理產(chǎn)物中NPK總含量超過5%，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到47. 5%，能有效去除原料中有毒有害物質(zhì)，對Cr、As、Cd、Hg、Pb、Zn的去除效率分別達(dá)到了 28. 9%, 46. 0%，11. 6%，61. 7%，11. 2%和59. 0%，太平二號(hào)繁殖效果好，對原料的減量化效果達(dá)80%以上，處理效果見圖 2、3。經(jīng)該方法處理后，原料中有機(jī)質(zhì)含量，全氮含量，全磷含量，全鉀含量，pH值，重金屬含量等指標(biāo)均滿足《生物有機(jī)肥》中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY525-2011)要求?！?br> 權(quán)利要求
1.一種利用太平二號(hào)蚯蚓同步處理圓幣草與脫水污泥的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)養(yǎng)殖床準(zhǔn)備 鋪墊高度為15cm的脫水污泥作為養(yǎng)殖床，用生石灰調(diào)節(jié)養(yǎng)殖床的pH為6. 5 ;以15厘米寬為間隔對養(yǎng)殖床起壟，壟高10厘米，以兩壟之間的壟溝作為太平二號(hào)蚯蚓的投放位；養(yǎng)殖床在自然狀態(tài)下放置三天，使過量的水分滲出； (2)引種太平二號(hào)蚯蚓 養(yǎng)殖床放置至三天后，將太平二號(hào)蚯蚓引種于所述壟溝中，引種量為0. 5 I千克/平米；在引種后第15天和第25天分別添加一次污泥，添加量為每次5cm厚；引種四十天后扒開表層污泥觀察，有密集蚯蚓活動(dòng)則表明太平二號(hào)引種成功，能進(jìn)行后續(xù)的處理； (3)圓幣草與脫水污泥的處理 將脫水污泥與粉碎后的圓幣草以7 3體積比充分混勻后覆于養(yǎng)殖床上，厚度以養(yǎng)殖床+混合物整體高度為25cm ;在處理過程中保持混合物濕潤，如混合物表面出現(xiàn)結(jié)板則適當(dāng)噴水；當(dāng)混合物表層被顆粒狀蚯蚓糞所覆蓋時(shí)，表明混合物已處理完全。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括混合物處理后每三個(gè)月一次的蚓糞分離蚓糞分離時(shí)應(yīng)根據(jù)蚯蚓避光性的特點(diǎn)，用強(qiáng)光照射使蚯蚓進(jìn)入深層；然后用刮板將處理后的蚓糞從表層刮離，每次蚓糞的收集厚度不超過10厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述養(yǎng)殖床設(shè)置于溫室大棚中，溫室大棚四周布置排水溝，排水溝寬10cm，深25cm ;溫室大棚內(nèi)溫度控制在15 30°C，濕度保持在50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述脫水污泥的含水量小于85%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述粉碎后的圓幣草尺寸小于2cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢棄物處理技術(shù)，旨在提供一種利用太平二號(hào)蚯蚓同步處理圓幣草與脫水污泥的方法。包括養(yǎng)殖床準(zhǔn)備；引種太平二號(hào)蚯蚓，四十天后有密集蚯蚓活動(dòng)則表明太平二號(hào)引種成功；圓幣草與脫水污泥的處理將脫水污泥與粉碎后的圓幣草以7∶3體積比充分混勻后覆于養(yǎng)殖床上，當(dāng)混合物表層被顆粒狀蚯蚓糞所覆蓋時(shí)，表明混合物已處理完全。本方法工藝簡單，對混合物處理效果好，效率高，投資運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便，處理產(chǎn)物應(yīng)用前景廣闊，體現(xiàn)著低碳環(huán)保等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F11/02GK102786195SQ20121027339
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者丁哲利, 曾崢, 李廷強(qiáng), 楊肖娥, 許良峰, 趙鳳亮, 趙和平 申請人:浙江大學(xué)