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1、第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集交替式好氧厌氧污泥堆肥中重金属及生物毒性变化研究林云琴( 广州华南农业大学资源环境学院环境科学与工程系，5 1 0 6 4 2 ，广州)污泥中均含有丰富的有机物质和植物生长所需的N 、P 、K 等营养元素，也含有大量 限制污泥直接使用的有毒有害物质，如病原菌、重金属等，如污泥中的重金属会逐渐转 移到土壤溶液中，通过植物吸收、溶入地下水，对人、畜产生潜在的危害。如何实现污 泥的无害化进而达到资源化的目的成为噬待解决的问题。 考虑到堆肥常规发酵时间及通风情况同堆肥工艺的密切关系，我们以城市生活污泥 为研究对象，开发了交替式好氧厌氧堆肥技术，研究该工艺堆肥过程
2、中重金属及生物毒 性的变化规律，为污泥的安全农用提供科学指导作用。1 实验与方法 1 1 试验材料 猎德城市生活污泥、木屑和鸡粪 1 2 试验方法调节堆肥原料的水分至5 5 左右，C N 为3 0 4 0 ，混合均匀后装入自制堆肥反应器， 进行两次堆肥试验。污泥堆肥控风规律：当堆体温度低于6 0 时，设备启用停2 0 m i n ， 鼓风4 m i n 的时间控制程序鼓风充氧；当堆体中间的热电耦反馈回的温度高于6 0 。C 时， 采取温度控制鼓风机鼓风，直至温度降到5 5 ，然后又开始时间控制。 1 3 分析方法 分析测定的内容有：C u 、N i 、C d 、C r 、P b 、Z n 的总
3、量及其化学形态、大肠杆菌数、 种子发芽率。堆肥的分析方法依据土壤农业化学常规分析方法进行。 2 结果与讨论 2 1 污泥堆肥对重金属总量的影响表l 污泥中重金属总量( 以于重计，m g k g )猎德污水处理厂污泥在堆肥前后重金属总量都有显著的下降( 除了C u ) ，其主要原因 是污泥在堆肥过程中添加了相当量的调理剂和膨胀剂，对污泥起到了稀释作用，尽管堆 肥后整体堆料的体积主要由于有机质的降解而有所减少，但是相比较而言，前者的影响远大于后者，因此单位质量的重金属含量降低了。至于堆后污泥堆肥中C u 的含量增加了， 可能因为添加的调理剂中C u 的含量较高。 从表中我们也可以发现，经过交替好氧
4、厌氧堆肥处理，污泥中的重金属含量都有一 定程度的下降，其中腐熟堆肥中C d 已经达标，P b 和Z n 也降低较多，分别为5 4 8 9 和4 8 9 8 ，其主要原因是由于污泥堆肥化过程加入的调理剂和膨胀剂的稀释作用，使污泥 堆肥中的重金属的浓度比原污泥中的低，将经过堆肥处理后的污泥( 即污泥堆肥) 施用于农田，大大降低了重金属的污染风险。 2 2 污泥堆肥对重金属化学形态的影响第四届环境模拟与污染控制学术研讨会论文集图1 猎德污水处理厂污泥中重金属的化学 形态( 夏季，堆前) ( m s k g ，d b )图2 猎德污水处理厂污泥中重金属的化学 形态( 夏季，堆后) ( m g ，1 ；
5、c g ，d b )经过堆肥夏季猎德污泥中重金属的可交换态和碳酸盐结合态的相对含量较堆肥前 污泥都稍有增加( 除了C d ) ，因此堆肥后重金属的生物有效性增大，其主要原因来是： 本试验堆肥高温期持续时间太短，在大部分的堆肥时间内，尤其是二次发酵阶段，p H 值一直呈下降状态，直至低于初始值，而重金属离子的溶解度随着p H 值的降低而升高， 因此腐熟堆肥中可交换态重金属含量比堆肥前的高。各种形态的总和却是堆肥后的低于 堆肥前的，这与上述污泥堆肥前后重金属总量的变化结果一致，与李国学等的研究结果 也一致。但C d 在诸多重金属中生物活性最强、毒性最大，堆肥能降低该重金属的生物 有效性，这对污泥堆
6、肥的资源化利用非常重要。 2 3 污泥堆肥对其生物毒性变化的影响 本研究中污泥的生物毒性主要是通过检测污泥堆肥的种子发芽率和大肠杆菌指数来 表征的，种子发芽率主要体现污泥堆肥中的残留植物毒性状况，大肠杆菌主要从堆肥的卫生指标角度考虑堆肥的生物毒性变化。2 3 1 污泥堆肥对种子发芽率的影响4 0 03 0 02 0 01 0 0O03 0 06 0 09 0 01 2 0 0 1 5 0 0 1 8 0 02 1 0 0 2 4 0 0堆肥时问t h图3 猎德污泥堆肥过程中小白菜G I 的变化 图3 反映了不同时间的堆肥处理对小白菜种子发芽率的影响，未堆肥的生活污泥的种子发芽率分别为2 5 2
7、 8 ，可见该污泥都具有较好的生物肥效，生物毒性较小，种子发 芽率超过1 0 0 的主要原因是用去离子水催芽时，种子发芽率较低，这和试验时所用的 去离子水质量有关。随着堆肥的进行，发芽率急剧下降，主要是由于堆肥过程中产生的 氨态氮所致。但经过一个星期左右的堆肥，发芽率又开始上升，到2 0 天以后，种子发 芽率均接近l O o ，说明堆肥已经腐熟，污泥堆肥中无残留植物毒性。2 3 2 污泥堆肥对大肠杆菌数的影响 表2猎德污泥堆肥前后大肠杆菌数个g 堆肥前堆肥后l 猎德污泥8 9 63 2 3从表2 可见，堆肥后污泥中的大肠杆菌数远远低于堆肥前的，可见堆肥处理能有效 杀灭堆体中的病原菌，大大降低污泥的生物毒性，为污泥的安全农用提供了理论依据。
