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污泥在城市生活垃圾堆肥过程中的有效性

美国南达科他州Narkhede1*, V.D. Pawar1新泽西州帕蒂尔1和S.B.阿塔德1

1北马哈拉施特拉大学环境与地球科学学院,印度贾尔冈

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.4.1.27

本研究认为,城市生活垃圾与污泥堆肥的60天降解期是有益的,因为提供了最佳的有利条件,提高了堆肥过程的速度,并且与对照样品相比,用于污泥堆肥过程的催化剂在提高堆肥肥力方面取得了巨大的进步。堆肥处理后,土壤中Cu、Fe、Ni、Mg、Mn、Zn等重金属含量均有所降低


都市固体废物;污水污泥;堆肥;生育能力

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刘建军,刘建军,李建军,等。城市生活垃圾堆肥过程中污泥的处理效果。生态学报,2009;4(1):171-174 DOI:http://dx.doi.org/10.12944/CWE.4.1.27

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刘建军,刘建军,李建军,等。城市生活垃圾堆肥过程中污泥的处理效果。环境科学学报,2009,34(1):171-174。可以从://www.a-i-l-s-a.com/?p=927


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收到: 2009-03-20
接受: 2009-04-29

介绍

随着人口数量的增加和工业经济的发展,城市生活垃圾的产生量不断增加。目前,大多数城市的城市生活垃圾产量已经超过了亿吨,实际上,城市生活垃圾的产量以每年10%的速度增长,在过去的几年里,城市生活垃圾的产量已经逐渐积累到9000亿吨。大多数城市都被城市生活垃圾所包围(Zhao & Liu 2005),由于美国城市生活垃圾的热值低于其他国家,因此焚烧处理将非常昂贵(Zurbrugg, & Sharatchandra 2004)。另一方面,环卫填埋会占用大量土地,导致技术欠发达的两步解决方案。近年来,城市生活垃圾微生物堆肥技术已逐渐被世界公民所接受,因为城市生活垃圾的有机质含量超过60%,含水量约为50%,经过机器分类后,剩余的有机物适合堆肥,堆肥产品可作为土壤肥料。(Arroyo & Hornedo 2002)。

以对环境无害、尽量减少健康风险和经济上可行的方式处置城市污水污泥已成为世界许多地区的一个重大关切。许多城市正在转向堆肥作为污水污泥处理和资源回收的手段。(Alidadi & parvaresh 2005)。到1983年,美国有61家污水污泥堆肥厂处于全日制运行状态,另有29家正在建设中。堆肥是在温暖、潮湿和相对需氧的环境中,通过微生物将快速降解的有机材料的复杂混合物转化为更稳定、腐殖质化的材料。废物和堆肥之间的界限还没有被普遍同意的定量参数精确定义,但假设堆肥在固化和储存过程中不应该厌氧再加热,产生恶臭(Adewumi和Ogedengbe 2005)。堆肥通过摧毁几乎所有的病原体,满足了废物处理的健康和美观方面。此外,该产品作为土壤调理剂和肥料在农业或园艺上是有益的,许多关于堆肥的研究都集中在堆肥的物理和化学参数的变化上,主要是为了找到一个简单可靠的堆肥成熟度指标,并提高过程的效率。然而,重要的是要记住,堆肥微生物群决定了堆肥的速度和产品的质量。

“共同堆肥”一词是指将两种或两种以上的原料一起堆肥(Grazia, & Tittonell, 2007)。对于城市生活垃圾和污水污泥的有机部分,这种堆肥是有利的,因为这两种废物可以很好地互补。污水污泥含氮量和水分高,城市生活垃圾有机(碳)含量高,具有良好的堆积性。适当的混合保证了最佳的C:N比,以促进生物降解过程。


材料与方法

从pimprala当地市场收集的城市生活垃圾装在一个大硬袋中,从Jalgaon市的污水纳拉收集脱水的污水污泥,采用标准方法进行理化分析(APHA 1995),在堆肥过程之前对固体废物和污水进行表征,以了解两者的生物降解潜力。对于固体废弃物,先将废弃物粉碎,再用蒸馏水按1:5配制悬浮液,取上乳剂进行分析(Taiwoo & Oso 2004)H;电导率、温度、含水率、有机碳、有机质、氯化物、磷酸磷、钾等进行了测定H由p分析H有机碳用Walkey和Black法测定,氯化物用Mohr法测定,磷酸盐用量热法测定,钾用原子吸收分光光度计测定。采用堆肥箱进行试验,尺寸范围为1 × 2英尺,为研究目的使用相同尺寸的堆肥箱。垃圾箱被放置在这样一种方式,阳光直射不会落在它,适当的有利条件保持堆肥过程。城市生活垃圾与污泥堆肥工艺的有效降解期为60 d。

表1:城市生活垃圾与污泥堆肥前的理化特性
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首先进行了两次重金属分析,以了解污泥的含量,然后进行堆肥。分析了污水污泥中存在的重金属,如Zn,Cu,Mg, Ni, Mn和Fe,以及在堆肥过程完成后,使用原子吸收光谱法确定了由于堆肥技术而发生的减少程度(Kumar和Bhattacharya 2007)。用原子吸收光谱法测定了产品中锌、铜、镁、镍、锰、铁等潜在有毒重金属。

结果与讨论

在上述堆肥过程的研究中(表1)显示了对城市生活垃圾的初步表征,以了解其中的含量。预估pH为酸性,水分含量大致有利于堆肥过程,有机碳含量为29%,C /N碳含量最低应达到25%,化学需氧量COD过高,养分NPK比在平均范围内。

表2:堆肥前的污泥特性
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污水污泥在微酸性pH值与碳含量过低又6.54%的氯化物含量也很高,总固体量所估计的总溶解固体和总悬浮物中存在巨大的污水污泥的数量氮磷钾含量高(皮尔森& Gnadhi 2004)为0.6%,1.1%和0.8%,同时污水污泥中重金属含量也分析了镁太高的污泥也锰含量也高,表2所示的污泥中存在微量的镍和锌。

表3:城市生活垃圾与污泥富集后堆肥所得堆肥特性
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在(表3)中,对城市生活垃圾和污水污泥进行富集后的堆肥处理得到的堆肥,在堆肥前碳含量变化巨大,过低,并且堆肥中的关键营养参数在堆肥后也得到了提高,并从该过程中获得了堆肥的质量(Dumontet & Dinel 1999)。已观察到堆肥中COD含量的降低,这有利于堆肥

由于典型堆肥的C/N比为24/3 (Diaz & Savage 1993),由于在上述堆肥过程中获得的C/N比为30/5,超出了典型范围,因此使用污水污泥作为催化剂获得了良好的堆肥质量。因此,从上述实践中可以得出结论,将城市生活垃圾与污水污泥共堆肥是一种环保的方法,并且通过在农业部门使用这种质量的堆肥,也有利于土壤肥力。

从这类垃圾中获得堆肥是管理各种城市生物可降解垃圾的有效途径。这种做法最终来自古代,但有一定的缺点,如分解过程需要很长时间等。共同堆肥实践是解决这些缺点的一种方法,在这里,在55-60天内,通过添加污水污泥获得了高质量的堆肥


致谢
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这项调查是由Jalgaon北马哈拉施特拉大学环境科学与科学系进行的。我们非常感谢我们的领导在整个过程中支持我们的工作,也感谢部门的所有成员。

参考文献

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