CN2017100609649一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法公开号106587557

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201710060964.9(22)申请日2017.01.25(71)申请人厦门市葳迎生物科技有限公司地址361009福建省厦门市思明区湖光路11号园林花木城A18号(72)发明人李燕忠　陈娟　(74)专利代理机构厦门南强之路专利事务所(普通合伙)35200代理人马应森(51)Int.Cl.C02F11/02(2006.01)(54)发明名称一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法(57)摘要一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，涉及污泥处理。提供可较彻底解决城市污泥无害化处理的一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法。1)将城镇生活污水厂处理后的污泥，平铺于处理坑中进行翻耕，在平铺于处理坑中的污泥上插入水管；2)在杂交狼尾草人工草地上施加步骤1)处理后的污泥，在污泥中播种杂交狼尾草，往水管中注满水，当杂交狼尾草株高每达1.2m时刈割，反复进行，直至处理后的污泥达到B级农用污泥标准。采用杂交狼尾草人工草地进行污泥处理，实用性强，不仅能够长期、有效、较快速去除生活污水处理厂的污泥饼中富含的营养元素、有机污染物和重金属，而且收割的杂交狼尾草可做碳源再加以利用。权利要求书1页说明书4页CN106587557A2017.04.26CN106587557A1.一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于包括以下步骤：1)将城镇生活污水厂处理后的污泥，平铺于处理坑中进行翻耕，在平铺于处理坑中的污泥上插入水管；2)在杂交狼尾草人工草地上施加步骤1)处理后的污泥，在污泥中播种杂交狼尾草，往水管中注满水，当杂交狼尾草株高每达1.2m时刈割，反复进行，直至处理后的污泥达到B级农用污泥标准。2.如权利要求1所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于在步骤1)中，所述处理坑的深度、长度、宽度分别为0.5m、20m、15m。3.如权利要求1所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于在步骤1)中，所述插入水管是垂直插入水管。4.如权利要求1或3所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于所述水管的长度为1.5m，直径为3～5cm，插管间距为1m×1m，插管深为30cm。5.如权利要求1所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述在污泥中播种杂交狼尾草的间距为15cm×20cm。6.如权利要求1所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述往水管中注满水是每隔2天往水管中注满水1次。7.如权利要求1所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述杂交狼尾草选择以美洲狼尾草Pennisetum americanum(L.)Leeke雄性不育系Tift 23A基因做父本和非洲象草(P.purpureum Schu-mach.)N51基因做母本的杂交种。8.如权利要求1所述一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法，其特征在于在步骤2)中，所述杂交狼尾草选择多年生草本C4植物，无性繁殖，为三倍体，细胞染色体数为3n＝21。权　利　要　求　书1/1页2CN106587557A2一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法技术领域[0001]本发明涉及污泥处理，尤其是涉及一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法。背景技术[0002]随着我国城镇污水处理率的提高，城镇污水厂污泥产量也急剧增加。目前全国城镇污水处理厂只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置污泥中富含有机质等营养成分，又含有一定量的重金属、病毒、病原体、寄生虫卵等有害物质，未经有效处理处置，极易对地下水、土壤等造成二次污染，直接威胁环境安全和公众健康，使得污水处理设施的环境效益大大降低。[0003]从目前国际上已建成运行的污泥处理处置项目来看，常见的污泥处理方式有好氧发酵(堆肥)、厌氧消化、干化、焚烧等。污泥处置方式有土地利用、填埋、综合利用。由于国情不同，各国采用的处理方式和技术也各不相同，传统方法处理城市生活污水处理厂的污泥，由于处理费用及工艺的局限性，容易造成二次污染、成本高，对大量城市生活污泥中的重金属难以有效处理。近年来，出现了一些新兴技术，如污泥的等离子体处理技术正逐渐应用于城市有机废弃物的处理、超声波污泥处理技术等等，都对污泥处理产生一定影响，在保证污泥无害化的前提下，实现污泥的最大程度利用已经成为了国际污泥处理处置领域发展的趋势。[0004]上世纪80年代初期迅速发展起来的人工草地植物修复技术，具有生态、绿色、高效、不产生二次污染、成本低廉等优点。利用植物及其微生物与环境的相互作用，对环境污染物质进行清除、分解、吸收、吸附，修复重金属、有机物污染的土壤。根据植物特点，对已经过物理、化学和微生物处理的污泥再行净化，既达污泥再利用标准(土地利用、建材利用等)又有利于CO2减排并向大气供O2等。人工草地系统被公认为是一种低投资、易维护、简单、有效的污泥处理方法，并且不存在二次污染的问题，可以用来处理家庭生活、工业及农业产生的污泥。[0005]中国专利ZL201010187649.0公开一种污水厂的污泥无害化处理的方法，其步骤处理：①将污泥在经水泥硬化的地面上堆置成条垛堆；②将调理剂均匀撒至所述条垛堆上，其中污泥与调理剂的重量份数比为600～800∶400～200；③配制营养剂，所述营养剂的成分及重量份数为：淀粉5～8，糖0.5～1，体积含量为40％的乙醇0.5～1；④将所述营养剂与复合微生物菌剂按照重量份数比1～2∶1～2混合均匀；⑤将步骤④中所述营养剂与复合微生物菌剂的混合物直接撒到条垛堆上，其中所述污泥与混合物的重量份数比为600～800∶1～2；⑥用翻堆机对条垛堆进行翻堆搅拌，10～15天后，处理完毕。[0006]在对污泥处理处置的诸多方法中，堆肥处理是投资和运行成本低、能达到资源化利用的一种好方法。但由于堆肥处理占用土地大、处理时间长、处理设备适用性不高、对污泥处理率低等诸多不足，因此长期以来对污泥的堆肥处理始终不能进入工业化处理阶段。发明内容说　明　书1/4页3CN106587557A3[0007]本发明的目的在于提供可较彻底解决城市污泥无害化处理的一种利用杂交狼尾草的污泥处理方法。[0008]本发明包括以下步骤：[0009]1)将城镇生活污水厂处理后的污泥，平铺于处理坑中进行翻耕，在平铺于处理坑中的污泥上插入水管；[0010]在步骤1)中，所述处理坑的深度、长度、宽度可分别为0.5m、20m、15m；所述插入水管可垂直插入水管，水管的长度可为1.5m，直径可为3～5cm，插管间距可为1m×1m，插管深可为30cm。[0011]2)在杂交狼尾草人工草地上施加步骤1)处理后的污泥，在污泥中播种杂交狼尾草，往水管中注满水，当杂交狼尾草株高每达1.2m时刈割，反复进行，直至处理后的污泥达到B级农用污泥标准。[0012]在步骤2)中，所述在污泥中播种杂交狼尾草的间距可为15cm×20cm；所述往水管中注满水可每隔2天往水管中注满水1次；所述杂交狼尾草可选择以美洲狼尾草Pennisetum americanum(L.)Leeke雄性不育系Tift 23A基因做父本和非洲象草(P.purpureum Schu-mach.)N51基因做母本的杂交种，可选择多年生草本C4植物，无性繁殖，为三倍体，细胞染色体数为3n＝21。[0013]本发明采用杂交狼尾草人工草地进行污泥处理，实用性强，不仅能够长期、有效、较快速去除生活污水处理厂的污泥饼中富含的营养元素(例如氮和磷)、有机污染物(如PAHs、POPs)以及重金属，而且收割的杂交狼尾草可做碳源再加以利用。[0014]本发明是在传统堆肥的基础上发展起来的，是从对污水厂污泥进行工业化处理的需要出发，围绕微生物菌接种、含水率调理、机械设备翻堆三个主要环节，经过多次的试验论证，实现了对污泥堆肥处理的工厂化作业。实验结果表明，采用该技术处理污泥，完全能够达到无害化、稳定化、减量化的要求，从而实现绿色、循环、低碳的目标。[0015]本发明充分发挥草业经济在经济效益、生态效益、社会效益等众多方面的作用。具体实施方式[0016]以下实施例对本发明作进一步说明。[0017]本发明包括以下步骤：[0018]1)将城镇生活污水厂处理完成的污泥，平铺于0.5m深的处理坑中进行翻耕，处理坑长宽大小根据实际用地调整，方案的处理坑长宽为20m×15m，其上垂直插入直径为3～5cm，长为1.5m的水管，插管间距为1m×1m，插管深为30cm；[0019]2)在杂交狼尾草人工草地上施加步骤1)处理过的城市污泥，在污泥中播种杂交狼尾草，间距为15cm×20cm，每隔两天往水管中注满水一次，当杂交狼尾草株高每达1.2m时刈割，反复进行，直至处理后的污泥可达到B级农用污泥标准；所述杂交狼尾草可选择以美洲狼尾草Pennisetum americanum(L.)Leeke雄性不育系Tift 23A基因做父本和非洲象草(P.purpureum Schu-mach.)N51基因做母本的杂交种，可选择多年生草本C4植物，无性繁殖，为三倍体，细胞染色体数为3n＝21。[0020]以下对杂交狼尾草的植物形态、化学成分、纤维特性及制浆得率进行化验分析。杂交狼尾草的化学成分参见表1。杂交狼尾草的微量元素(L)参见表2。杂交狼尾草的氨基酸含说　明　书2/4页4CN106587557A4量参见表3。[0021]表1[0022][0023]表2 (mg)[0024]样品维生素c硒锌钙镁磷赖氨酸茎叶1340.0140.71321.7384.419.29.04[0025]表3(％)[0026][0027]以下给出城市污泥杂交狼尾草处理试验。[0028]在东南沿海某城市的待修复的贫瘠土地进行城市污泥种植杂交狼尾草系统评价，由于城市污泥中含有大量的有机质和微生物，对改善土壤肥力，提高土壤养分含量具有重要的作用。随着土壤中城市污泥比例的增加，各养分呈增长趋势。像有机质、碱解氮、速效磷、N、P、K等养分与土壤中泥饼种植杂交狼尾草呈明显的正相关。对土壤影响较大的为有机质和速效养分。土壤中有机质含量增加，改善了土壤物理性质，增加了土壤孔隙度和通透性；土壤速效养分的增加，促进了植物根系的吸收和生长发育的N、K、P含量分别提高了115.8％～366.3％、5.3％～97.3％、587.5％～962.5％。可见，土壤中加入城市污泥后可以明显地提高土壤中N、K、P的含量。碱解质、全N、全K、全P含量有明显的减少。这说明，城市污泥有良好的养分供应力，杂交狼尾草对坪养分的吸收和利用。但速效磷、速效钾含量较试验前有增加的趋势，有机质含量变化幅度较小，检测项目如表4所示。[0029]表4[0030]检验项目单位指标检测结果pH------＜6.56铬(Cr)mg/kg≤0.300.22汞(Hg)mg/kg≤0.250.13砷(As)mg/kg≤2513.6铅(Pb)mg/kg≤5036.6说　明　书3/4页5CN106587557A5镉(Cd)mg/kg≤1209.4铜(Cu)mg/kg≤5032.2有机质％------2.4全氮(N)％------0.245有效磷(P)mg/kg------42.4速效钾(K)mg/kg------135CECcoml(+)/kg------8.72[0031]从以上分析结果表明，本发明可以用杂交狼尾草来解决大部分城市污泥进行土地利用的一种新的技术。[0032]当气温达到10℃以上时开始生长，20～30℃之间生长最快，生长期为150～180天，即4月中旬～10月下旬，6月～9月为生长高峰期，每旬拔节伸长40～60cm，随温度增加而每旬递增，至9月下旬，进入10月中旬后生长变慢，即气温低于10℃时生长受到抑制；半沙土、粘土、微酸性土壤和中度盐碱性土壤均可种植，但以土层肥沃的黑、红、黄壤土为最好，如地块的前作是豆类、麦类和薯类作物为更好。在含盐0.3％～0.5％的土壤上均长势良好；杂交狼尾草用肥以20～25kg/亩纯氮肥结合有机