不同配比猪粪渣/生活污泥堆肥过程养分及重金属含量变化

【目的】研究不同配比猪粪渣/生活污泥堆肥过程养分及重金属含量变化,开发城市生活污泥堆肥化处置调理剂,实现猪粪渣资源化利用。【方法】以规模化养猪场粪污经固液分离后得到的渣滓为调理剂,与城市生活污泥进行条垛式堆肥,分别设置猪粪渣、生活污泥质量配比6∶10(ZW1处理,C/N=25)和6∶5(ZW2处理,C/N=30)两组不同处理,研究不同物料配比处理堆肥过程温度、C/N、养分含量(全氮、全磷、全钾)、有机质含量和重金属(Cu、Zn、Cd和Pb)含量的变化。【结果】ZW2处理的堆体高温期持续时间长于ZW1处理;两个处理的C/N均逐渐下降并最终趋于一致,且堆肥结束后ZW2处理(C/N=30)的有机碳含量降幅达到28.6%,而ZW1处理(C/N=25)的降幅仅为2.1%,说明猪粪渣中的碳源较容易被微生物分解和转化;堆肥过程中全氮、全磷和全钾随有机碳含量的降低表现为增加的趋势;不同处理的堆肥产品的重金属(Cu、Zn、Cd和Pb)含量在堆肥后均有所提高;堆制58 d后,各处理堆肥无害化程度、养分含量和重金属Cd、Pb含量均达到NY525-2012的要求。【结论】猪粪渣可以作为城市生活污泥堆肥的调理剂,且猪粪渣、生活污泥质量配比为6∶5的堆肥效果更优。     

复合微生物菌剂对城市污泥好氧堆肥的影响

通过接种复合微生物菌剂对城市污泥好氧堆肥过程进行试验,以污泥、蘑菇渣和废白土为原料,接种复合微生物菌剂比例分别为5‰、10‰和15‰,进行室外堆肥,对堆肥的温度、含水率、pH值、电导率(EC)、有机质、全氮、种子发芽率(GI)进行监测分析.结果表明:各堆体温度高于55℃均保持3d以上,满足堆肥卫生学指标和堆肥腐熟的要求;种子发芽率均大于80％,说明堆肥对种子基本无毒;接种复合微生物菌剂不但能够加快升温速率、提高堆体温度最大值,而且还有利于加速堆体水分的散失,加快有机质的降解,降低堆体氮的损失,且有利于提高种子发芽率.     

不同钝化剂对猪粪菌渣堆肥中Cu、Zn钝化的影响

为探究不同重金属钝化剂对猪粪堆肥中Cu、Zn的钝化效果,以猪粪和菌渣作为堆肥原料,通过添加5%的重金属钝化剂(沸石、膨润土和海泡石)进行28 d的堆肥。结果表明,各处理组在堆肥高温期维持天数及白菜种子的发芽指数均达到无害化要求,沸石、膨润土、海泡石3种钝化剂的添加使堆肥温度升高,减少堆肥期间水分的损失;堆肥后各处理组呈微碱性;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性;各处理组中交换态Cu和Zn的分配率均有所降低,其中,海泡石对对猪粪堆肥中交换态Cu的钝化效果最好,膨润土对猪粪堆肥中交换态Zn的钝化效果最好。     

施用污泥堆肥对龙葵生长及富集重金属的影响

研究了施用不同比例(0、5%、10%、15%、20%)的城市污泥堆肥对龙葵生长和重金属含量的影响以及混合土壤理化性质、重金属含量的变化,以探究城市污泥堆肥农用潜力。结果表明,城市污泥堆肥不同施用比例下,土壤氮磷钾和有机质含量均显著增加,施用污泥堆肥不同比例的龙葵植株干重从大到小顺序为5%、10%、15%、0(CK)、20%,当施用比例为5%时,龙葵的干重达最大值5.04 g,较对照不施城市污泥堆肥提高了49.81%。土壤中的重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd等含量均随污泥施用比例的增加逐渐升高,但均不超过污泥农用泥质B级标准。混合土壤中的重金属被龙葵富集,富集量随堆肥的用量逐渐升高。低浓度下(施用比例为5%)龙葵生长良好,对混合土壤有很强的耐受性,高浓度(施用比例为15%～20%)会对龙葵植株产生毒害作用,甚至导致植株凋亡。综上分析,低浓度(5%)为最适宜龙葵生长的污泥堆肥施用浓度。     

贵州六盘水城市污泥中重金属的形态特征及其农用生态风险评价

分析贵州省六盘水市6座污水处理厂脱水城市污泥中的Cu、Pb、Cd、Cr、Ni、Zn、As、Hg含量,采用BCR法研究污泥中重金属的形态特征,并用地累积指数(Igeo)法和潜在生态危害指数(RI)法评价污泥在农用过程中的潜在生态风险。结果表明,L1、L2、L3、L4污泥中Cd含量超出农用泥质A级标准限值,低于B级标准限值(CJ/T 309—2009),其余重金属含量均满足A级标准。污泥中Cd的可提取态较高,Zn次之,Pb、Cr、As、Hg主要以稳定态存在。Igeo结果表明,Cu、Pb、Cd、Zn、Hg为潜在污染元素,其中Cd污染最严重; RI结果表明,ECdr、EHgr较高,为主要贡献者,L1、L2污泥为高生态风险,其余为中等生态风险。贵州六盘水城市污泥具有较好的农用价值,污染和生态风险主要来自Cd元素,在污泥农用时应加以重视。     

城市生活污泥堆肥过程中重金属钝化规律及影响因素的研究

城市污泥中重金属含量及其生物有效性是限制污泥农用的主要因素之一,研究污泥堆肥过程中重金属形态及其生物迁移规律具有重要意义。用BCR顺序提取法浸提堆体中各种形态重金属,研究堆肥过程中不同形态重金属的变化规律以及主要影响因素。结果表明:除Zn、Cd外,城市污泥中Cu、Ni、Cr、Pb主要以可氧化态及残渣态存在,生物有效性较低;堆肥处理改变了重金属的形态分布,使污泥中的酸溶态及可还原态的重金属向更稳定的可氧化态及残渣态转变,显著降低了重金属的生物有效性;堆肥结束时Cu、Zn、Ni、Cd、Cr、Pb六种重金属残渣态含量比堆肥初始均有所增加,增幅分别达6.3%、6.7%、22.0%、15.2%、11.0%、40.5%;不同形态重金属含量与DOC含量相关性显著,而与OM相关性不强;pH主要影响可还原态及生物有效态重金属的分布,与其他形态相关性不强。     

蚯蚓黏液联合竹炭堆肥对污泥中重金属的影响

重金属积聚于生活污泥中限制了其利用价值,为削弱污泥中重金属有效性和提升其可利用性,向污泥中添加蚯蚓黏液和不同比例竹炭（2%、4%、6%和8%）,以污泥单独堆肥为对照组,探究黏液联合竹炭对堆肥后污泥的理化性质和重金属行为的影响。结果表明,相比污泥单独堆肥,添加黏液提升了污泥pH、电导率（EC）和降低了总氮（TN）、总磷（TP）,添加竹炭后,污泥弱酸性环境进一步改善,有机质（OM）和EC提高,但营养元素仍存在一定流失。在单独黏液堆肥时,重金属总量（Pb、Ni、Cu、Zn和Cd）降低,Pb、Ni、Cd的交换态和碳酸盐结合态向残渣态转化,降低其有效性,随着污泥中添加黏液和不同比例竹炭,重金属总量进一步降低,Pb、Ni、Zn交换态和碳酸盐结合态逐渐向残渣态转化,而Cu有机结合态逐渐向交换态、碳酸盐结合态和残渣态转化,降低Pb、Ni、Zn和升高Cu的有效性。通过相关、回归和主成分分析可知,黏液联合竹炭主要改变EC和OM,分别影响污泥中有效Cu和有效Zn、Pb、Ni。黏液+8%竹炭处理在降低污泥中多数重金属有效性的效果最为显著。     

不同钝化剂与蚯蚓联合处理对猪粪堆肥中铜锌的钝化效果

研究赤子爱胜蚓与不同钝化剂联合对猪粪堆肥过程中重金属铜(Cu)和锌(Zn)形态转化及其生物可利用性的影响。结果表明:生物炭对生物可利用态Cu的钝化效果最佳,试验后可利用态Cu的分配率减少42.34%;酵素对可利用态Zn的钝化效果最佳,试验后可利用态Zn分配率减少3.77%。堆肥处理后Cu的形态分配特征表现为可氧化态Cu残渣态Cu可还原态Cu可交换态Cu,其中可氧化态Cu含量占主导地位,其分配率占50%以上;而Zn的形态分配特征则表现为可交换态Zn可还原态Zn可氧化态Zn残渣态Zn,堆肥处理后还原态Zn和可交换态Zn仍占主导,两者分配率之和超过80%。在堆肥产物中Cu主要以不可利用态存在,而Zn主要以可利用态存在,因此更应重视堆肥产物中Zn所带来的环境污染风险。     

兰州市城市污水处理厂污泥中重金属形态分布特征与潜在生态风险评价

通过现场调查采样及室内分析,研究了兰州市七里河安宁污水处理厂和雁儿湾污水处理厂污泥中重金属的形态分布特征,并对其进行了潜在生态风险评价.结果表明,污泥总体呈高有机质、高全N和有效P、高微量营养元素,且Cu、Zn、Cd、Pb、Ni 5种重金属的含量均低于污泥农用控制标准,具有很好的农用价值.污泥中Zn、Cd、Pb主要以有机结合态和残渣态存在,而Cu、Ni可交 换态所占比例较高,分别为14.95%和14.41%,不稳定态所占比例分别为41.12%和31.04%,表现出较高的生物活性和可利用性.七里河和雁儿湾污泥中重金属的潜在生态风险属于低度风险;Cd、Cu是污泥中重金属潜在生态风险的主要贡献者,在污泥处理处置时应引起高度重视.     

脱水污泥堆肥过程中养分、有机质与重金属的变化特征

对城市脱水污泥在堆肥过程中的氮、磷等主要养分、不同有机物以及铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)4种重金属的变化特性开展研究,分析不同有机物与有效态重金属之间的相关关系。结果表明:堆肥结束时,总氮、铵态氮含量分别降低了18.57%、13.93%,硝态氮含量增加了7.69%,速效磷含量增加了100.35%。堆肥期间不同有机物含量的变化趋势不同,堆肥结束时污泥有机质、溶解性有机物含量分别下降了50.92%、12.11%,而腐殖酸、富里酸、胡敏酸的含量分别增加了59.77%、30.85%、218.66%,胡敏酸、富里酸的比值从0.10上升到0.24。在堆肥结束时4种重金属总量都高于堆肥开始时的含量。有效态重金属含量在堆肥结束时最低,此时分别占重金属总量的28.13%、23.76%、11.08%、25.33%。污泥堆肥过程中不同有效态重金属和不同参数之间的相关性存在明显差异。     

城市污泥与花生壳制活性炭的重金属形态分析及生态风险评价

采用BCR提取法对以污泥和花生壳为原料制备的活性炭进行重金属形态分析,利用原子吸收法测定污泥热解前后Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Pb的不同形态含量.结果表明,污泥中Zn的含量最高,Zn和Cu的含量超过了污泥农用标准.热解可使污泥中的可溶解态和可还原态重金属转化为性质稳定的残渣态重金属,在此基础上,利用重金属潜在生态风险指数法(IR)对污泥活性炭的重金属潜在生态风险进行评价,结果得出花生壳添加量为20％,热解温度为600℃条件下,制备出来的活性炭风险最小.同时证实Cd的潜在生态风险系数较大,在利用时应引起足够的重视.     

施用城市污泥堆肥对土壤和大豆器官重金属积累的影响

重金属在土壤中易积累造成污染,因此污泥中重金属含量成为其农用的限制因素,重金属在作物中的富集问题也备受关注。以东北黑土为供试土壤,大豆为供试作物,采用随机区组设计,通过施入不同水平的城市污泥堆肥的农田小区试验,研究污泥堆肥对土壤和大豆不同器官的重金属积累的影响,为污泥堆肥农用的安全性提供科学依据。试验结果表明,随着污泥堆肥施入量的增加,土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量及大豆不同器官中Cu、Zn、Cd的含量均逐渐增加,但在大豆各器官中均未检出Pb。Cu、Zn在大豆各器官的含量和富集系数大小顺序均为籽粒根豆荚茎,而Cd为茎根豆荚籽粒。在本试验污泥堆肥施入量的范围内,土壤和大豆籽粒中重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量均未超过国家相关标准。从富集系数看,除污泥堆肥施入量超过12 t·hm-2时大豆茎对Cd有富集作用外,其他均未达到富集程度;各处理的大豆干物重和产量的总体规律是污泥堆肥施用量24 t·hm-2施用量18 t·hm-2施用量30 t·hm-2施用量12 t·hm-2施用量6 t·hm-2CK,其中污泥堆肥施用量为24 t·hm-2增产效果最好,增产率为12.65%。     

调理剂用量对造纸污泥好氧堆肥的影响

研究了污泥与蘑菇渣的比例分别为7:3、3:2和1:1对造纸污泥堆肥的影响。结果表明:在一定范围内增加造纸污泥的比例更有利于污泥升温。堆肥中温度变化和pH存在正相关性,适当降低污泥含量可以降低堆肥pH,低pH有利于氮素的保存,污泥与蘑菇渣的比例分别为7:3、3:2和1:1的处理全氮含量分别增加-1.18%、11.00%和4.10%。造纸污泥经过好氧堆肥后,种子发芽指数显著增加,但造纸污泥的比例过高或过低均会降低种子发芽指数。堆肥结束时DOC含量分别比初始时降低48.7%、46.4%和48.0%。通过好氧堆肥可增加污泥养分,提高有机质和腐殖质含量,污泥含量过高堆肥产品养分低,造纸污泥与蘑菇渣含量为3:2时效果最佳。     

堆肥污泥重金属在黄土层中的淋溶迁移试验

采用经强化重金属后的堆肥污泥作为淋溶土柱的重金属来源,通过土柱淋溶试验,研究了堆肥污泥Cd、Ni、Pb、Cu、Zn 5种重金属在黄土层中的垂直迁移特征,探讨了堆肥污泥施用量及不同淋溶水量对黄土层中重金属迁移分布的影响。结果表明,Cd、Ni的淋溶迁移性较好,Pb、Cu、Zn整体迁移性较差。Cd和Cu随淋溶水量增加淋出作用明显增强,增大淋溶水量对Ni和Pb的淋出影响无明显增强,表层土中Zn、Ni、Pb含量随淋溶水量增大而累积,深层土情况各异。     

木屑调理剂对城市污泥蚯蚓堆肥效果的影响

为提高城市污泥蚯蚓堆肥效果,以木屑作为污泥膨胀剂,采用单因素试验研究木屑不同添加量对城市污泥蚯蚓堆肥过程中蚯蚓生长状况、重金属总量及堆肥物料N、P等营养物质含量的影响。结果表明:木屑添加量较多不利于堆肥物料减量化;堆肥物料中有机质和速效氮含量随着木屑添加量增加而增加;木屑添加量对堆肥物料中速效磷的降低没有明显影响;蚯蚓在堆肥过程中可富集Cu、Fe、Pb和Zn,对Cr无富集作用;堆肥物料中的Cu、Fe、Pb、Zn和Cr在堆肥过程中均呈下降趋势,但堆肥物料木屑添加量对重金属含量的下降并无直接影响。可通过提高木屑添加量来提高堆肥物料有机质和速效氮含量。     

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。     

昆明城市污泥性质及土地利用方式探讨

分析昆明市6个生活污水处理厂污泥的特性。昆明城市污泥含水率、有机质、总氮、总磷含量很高,总钾含量偏低,重金属Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg的含量满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》（CJ/T309-2009）、《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化》（GB/T23486-2009）以及《城镇污水处理厂污泥处置土地改良》（CJ/T291-2008）要求,昆明城市污泥可以用于园林绿化、矿山废弃地以及农用。     

贵州省典型城市污水处理厂污泥养分与重金属含量调查

分别采集贵州省8个典型地级城市污水处理厂冬季和夏季的脱水污泥样品,进行室内分析测试,研究其养分和重金属特性.结果表明,贵州省主要地级城市脱水污泥pH为6.5～7.4,盐分含量为O.4%～0.9%.城市污泥中有机质、全量N、P高于一般农家肥,但全K量较低.污泥中全量重金属Cu、Pb、Ni、Cr、Hg和As均远低于国家农用标准,但一个处理厂污泥Cd、Zn超标,另有一处理厂污泥Cd超标,有3个处理厂污泥存在Zn超标现象.形态分析表明,Cd在多数污泥中化学形态主要是以生物有效态的形式存在,而Zn主要以稳定的化学形态存在,说明Cd存在环境风险,而Zn相对安全,表明贵州地区脱水污泥多数可安全农用,冬季和夏季脱水污泥的养分和重金属浓度没有显著差异.     

外源添加膨润土对猪粪腐解中重金属含量的动态影响研究

以猪粪为研究对象,采用高温好氧模拟堆腐试验,研究了外源添加剂膨润土对猪粪腐解过程中重金属含量的动态变化规律。研究结果表明：高温堆肥处理后,猪粪中重金属Cu、Zn离子含量普遍升高,表现出明显的＂相对浓缩效应＂。堆肥处理可以一定程度上降低猪粪中重金属Cu、Zn的生物有效性,使其形态向有效性低的方向转化。外源添加膨润土明显降低了猪粪中DTPA-Cu和DTPA-Zn的含量。其对堆肥可交换态重金属Cu和Zn的钝化效果分别为63.60%和44.01%。     

昆明市污水处理厂污泥成分及利用方式分析

[目的]对昆明市污水处理厂剩余污泥成分进行分析,为污泥土地合理利用提供参考.[方法]采用常规化学分析法测定昆明市主城区7座污水处理厂污泥的养分及重金属含量,结合文献及相关标准对污泥进行评价分析.[结果]昆明市污水厂污泥有机质、全效氮、磷、钾含量丰富,而重金属Cu、Zn、Pb 、Cd、Cr含量较低,且均符合城镇污水处理厂污泥处置农用泥质B级要求,基本满足园林绿化及土地改良用泥质要求.[结论]昆明市污水处理厂污泥可用于花卉种植、园林绿化、矿山废弃地等土壤改良及油料作物、饲料作物等非粮食作物种植.