专利名称：用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法
技术领域：
本发明涉及一种用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法。
背景技术：
现在污水处理厂每天产生大量污泥，污水处理厂的污泥是在城市生活污水和工 业废水进行净化处理过程中产生的沉淀物质以及污水表面的浮渣，是一种固液混合物， 在没有外力作用下，其固液比例相对稳定。根据污水处理的工艺，污泥可以分为初次沉 淀污泥、腐殖污泥、剩余的活性污泥以及消化污泥等。随着我国城市化进程的加快，城 市污水处理率逐年提高，城市污水处理厂的污泥产量也急剧增加。未经适当处理的污泥 进入环境后，直接会给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理 能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。据估算，目前我国每年产生污泥量 为300万吨，而且年增长率大于10%，如果国内的城市污水全部得到处理，则每年将会 产生污泥(干重)约840万吨，约占我国固体废弃物总量的3.2%，即使在我国城市化水 平较高的几个城市与地区，污泥处理问题也已十分突出。现有污泥处理方法分为直接填 埋、焚烧、土地利用、堆肥和投海等几种方式。随着科学技术的进步，逐渐有将污泥进 行利用的方法产生，污泥的卫生填埋始于20世纪60年代，该法在传统填埋的基础上， 经过科学选址和必要的防护处理，具有严格的管理制度，但是由于污泥中含有大量的病 毒物，在渗漏的情况下污染地下水，同时，由于污水处理量的增大，污泥的产量也越来 越大，适宜的填埋场地也越来越少。污泥高温堆肥技术，其特点为自身产生一定热 量，并且高温持续时间长，不需外加热源，即可达到无害化，使纤维素这种难于降解的 物质分解，使堆肥料有了较高程度的腐殖化，提高有效养分。但堆肥时间长，占地面积 大，可操作性不强，有利于病虫害滋生。污泥的土地利用主要包括污泥农用、用于森林 和园艺、废弃矿场的改良等。该法主要是将污泥中的有机物以及N、P、K等营养元素 施于农田以增加土壤的肥力、促进作物的生长。该法虽然具有能耗低，可以利用污泥中 的养分等优势，但是污泥中的大量病原菌、以及有毒有害物质，特别是重金属的存在大 大限制了土壤对污泥的适宜性。污泥焚烧是在大于600摄氏度的条件下，使污泥中的 有机物碳化，转化为稳定地无机物，污泥焚烧的优点在于能够最大限度的减少污泥的体 积，污泥焚烧一般采用直接焚烧和干化后焚烧。焚烧虽然减容和减量化的程度很高，但 是焚烧的投资很大，能耗和运行费用高昂。污泥投海是沿海城市或者是岛屿城市采用的 方法，但是随着环境保护意识的加强，随着对海洋生态保护意识的加强，该法目前在很 多国家已经禁止。现有焚烧工艺的方法如中国发明专利ZL02104109.1号公开的一种污水 处理厂污泥无害化烧结处理的方法，该发明采用烧结方法处理城市污水处理厂的污泥的 技术方案，它同时是一种制做轻质陶粒的方法，其工艺流程包括以污泥为主要原料的混 合配料、脱水、干燥成型、烧结成产品；本发明的内容在于在混合配料之后的原料中包 含的硅成分的比例，使其在烧失后能形成硅酸盐玻璃相的硅酸盐的比例范围为50% 60%,原料细度范围为2 4%，混合成型粒度的适宜粒径范围是15 20mm，在煅烧窑炉中烧成段的成陶温度为1100 1250°C，烧结的时间为10 15分钟。该发明具有一 定的积极作用。但是绝大多数污水处理厂的污泥含水率在75% 80%、采用现有方法进行处 理不仅需要消耗大量珍贵的能源，而且消耗能源的同时，排放的废气也会对环境造成污 染。即使采用堆肥的方式也需要占用大面积土地，并且堆肥时间长、操作性不强，不利 于快速有效的处理城市污水处理厂的污泥得到富含有机质的肥料。因此，现有污泥处理 方法存在缺陷，急需提供一种污染小、占地少、处理污泥速度快并能得到富含有机质肥 料的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法。
发明内容
本发明的目的是提供污染小、占地少、处理污泥速度快并能得到富含有机质肥 料的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法。本发明的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是按照以下步骤进 行a、制备蚯蚓床；蚯蚓床的基层采用防渗处理；b、在蚯蚓床上进行蚯蚓接种；C、在接种后的蚯蚓床上进行饲料投加形成揽食层；饲料投加方式是先投加污水 处理厂的污泥，约1 2个月时间污泥被蚯蚓消耗完毕再投加污泥总量十分之一的有机 物，待有机物消耗完毕又反复进行饲料投加；d、经过40天左右采集蚯蚓和蚯蚓粪；e、根据采集到的蚯蚓粪中氮磷钾的含量酌量添加营养元素得到肥料产品。在本发明步骤a中应选择距离水源近、排水方便、不积水、通风性能好、远离 噪声干扰的空地(最好林间养殖)制备蚯蚓床；蚯蚓床可以为50米长、1.5米宽、80 150毫米厚，蚯蚓床的基层采用防渗处理；蚯蚓床四周设排水沟，取8%。的排水坡度，由 重力自然外排；跨越机耕道的排水采用钢筋砼管埋管穿越，保证排水系统安全畅通；蚯 蚓床上部采用棚架结构，塑料顶棚防雨保温、遮阳；蚯蚓床中部为2米宽的工作通道， 便于施料及蚯蚓粪收集，蚯蚓床两侧设0.6米的人行观察通道，便于取样；基层采用粘土 防渗处理，粘土厚度50公分 1米，也可以采用蜜糖和油枯的混合物作为基层防渗。可 以在蚯蚓床周围布设观察井，用于监测地下水污染。蚯蚓床的其他相关制备方法与现有 蚯蚓养殖用蚯蚓床制备方法相同。只要设置恰当，可以最大限度上减少污染。在本发明步骤b中，在蚯蚓床上进行蚯蚓接种；蚯蚓床上蚯蚓接种密度为1立方 米25公斤蚯蚓。可以采用日本“大平二号”蚯蚓、赤子爱胜蚓、威廉环毛蚓等等蚯蚓 种进行着床。在本发明步骤c中，在接种后的蚯蚓床上进行饲料投加形成揽食层；揽食层厚 度最好在80 150毫米左右，饲料投加方式是先投加污水处理厂的新鲜或陈化处理2 3天的污泥，约1 2个月时间污泥被蚯蚓消耗完毕，再投加污泥总量十分之一的有机 物，待有机物消耗完毕又反复进行饲料投加；即接种后的蚯蚓床上先投加团状污泥(大 约5公斤一团)让蚯蚓揽食，等污泥消耗完毕后投加与污泥比例为10比1的有机物供蚯蚓 揽食，增加蚯蚓饲料的粗蛋白量、粗纤维量，待有机物被蚯蚓消耗完毕后，再次投加污泥，污泥消耗完毕继续投加有机物，如此反复进行蚯蚓饲料投加。在投加饲料的过程中 可以采用人工方式疏松揽食(饲料)层，提高揽食层的疏松度和透气性，有利于蚯蚓快速 繁殖和正常揽食。本发明中所述有机物为粉碎至2厘米左右的秸秆、蘑菇渣、药渣之一 或其组合。即有机物可以是2厘米左右的秸秆或蘑菇渣或药渣，也可以是秸秆、蘑菇渣 和药渣的混合物，当然也可以是秸秆和蘑菇渣、秸秆和药渣、蘑菇渣和药渣的混合物。 当然，必要时也可以采用其他废弃植物有机体作为有机物添加。在本发明步骤d中经过40天左右采集蚯蚓和蚯蚓粪，即可完成污泥利用的一个 小循环。此时蚯蚓已经繁殖，为了保持蚯蚓床1立方米25公斤左右蚯蚓进行下一个污泥 处理循环，需要将多余的蚯蚓和被蚯蚓处理污泥后产生的蚯蚓粪分离出来。蚯蚓活体采 集采用侧翻分离法，在蚯蚓床污泥即将耗尽时，将蚯蚓、蚯蚓粪便、蚯蚓茧等一起人工 侧翻至蚯蚓床旁的塑料布上，利用蚯蚓的畏光性，约经30 60分钟后，绝大部分蚯蚓转 入底面而形成蚯蚓团，再经人工将表面的蚯蚓粪和蚯蚓茧分离，即可以得到团状的活体 蚯蚓。当然也可以采用此方法获得表面的蚯蚓粪便。采集后的蚯蚓和蚯蚓粪可以作为无 害得产品直接进入生态环境或用于其他用途。在本发明步骤e中根据采集到的蚯蚓粪中氮磷钾的含量酌量添加营养元素得到肥 料产品，是指蚯蚓处理城市污水处理厂的污泥，会因季节和/或污水处理厂的生产条件 变化而变化，如随季节变化，环境温度会影响其体温及活动进而影响蚯蚓的新陈代谢， 令蚯蚓粪中的氮磷钾指标出现偏差。又如污水处理厂的污泥生产也会因环境改变而改 变，所生产的污泥有机质含量会影响蚯蚓的贪食程度，进而令蚯蚓粪中的氮磷钾指标出 现偏差。因此需要根据采集到的蚯蚓粪中氮磷钾的含量酌量添加营养元素调整指标才能 得到符合国家有机肥标准的肥料产品。而且，经过上述步骤得到的蚯蚓粪平均有机质含 量仅比国家有机肥标准规定的低限值低10%，同时蚯蚓粪中还富含营养价值极高的腐殖 酸，经添加部分有机质后即可成为优质的有机肥。添加工艺同现有有机肥添加工艺。本发明的基本思路是城市污水处理厂产生的污泥正随着城市化进程加快而越 来越多，并且城市污水处理厂产生的污泥含水量高，焚烧、填埋、直接土地利用等都会 带来一系列危害，如空气污染、地下水污染、填埋场地库容减小、能源消耗大、处理费 用高昂和技术难度大。技术人员发现蚯蚓是一种杂食动物，它们大量吞食有机物质，通 过砂囊的机械研磨和肠道内的生物化学作用进行分解和转化。蚯蚓能够提高土壤的肥 力，蚯蚓吃进的腐烂有机物和大量土粒，经过消化形成粪便排出体外，其中含有丰富的 氮，磷，钾等养分。有机物质在蚯蚓消化道分泌的各种生物酶(包括蛋白酶、脂肪酶、 纤维素酶、淀粉酶及甲壳素酶等)和微生物的联合作用下，能水解为易于同化的碳水化 合物、脂肪、蛋白质以及较稳定的纤维素和几丁质，并使土壤矿物发生一定程度的分 解。这些有机物质和无机矿物质被进一步转化为植物易于利用的可给态化合物，如氨、 碳酸和易矿化的尿素、尿嘌呤以及速效性的磷钾矿质养分。这些代谢剩余产物大部分与 吞食的土壤密切复合，混上蚯蚓体表分泌物、尿液等以蚯蚓粪的形式排泄出来，形成土 壤中营养丰富、品质优良的团粒结构。蚯蚓粪的颗粒均勻、无味卫生、保水透气能力比 一般土壤高3倍。其中包含18种氨基酸，含有机质42.2%，有益菌达每克20万 2亿 个。蚯蚓粪有机肥中含有大量的微生物，更可贵的是含有至少两种以上拮抗微生物。这 些大量有益微生物施入土壤后，可迅速抑制有害菌的繁殖，有益菌得以繁殖扩大，减少土传病害的发生，使农作物不易生病。利用蚯蚓来处理有机废物的效率很高，如1亿条 蚯蚓一天就可吞食40吨有机废物。有很多研究表明，蚯蚓可显著增加土壤中N、P、K 有效养分含量，并可提高土壤中脲酶、蔗糖酶和微生物活性，增强土壤供肥性能。由于 蚯蚓可以将有机物降解为腐植酸类物质，且其体表可分泌易分解的单糖类有机物，因此 蚯蚓可显著提高土壤中微生物的活性。利用蚯蚓特殊的生物学功能与环境中的微生物协 同作用加速污泥中有机质分解与转化，将污泥转化为营养全面的生物有机肥料，以达到 污泥无害化、减量化、资源化处理处置的目的。蚯蚓主要以腐烂有机物为食，但一般新 鲜植物有机体、任何畜禽粪便、农业养殖加工后的有机弃物、各种细菌真菌都可以作为 蚯蚓的饲料。生活污水处理厂浓缩脱水后的污泥，其中含有蚯蚓生长繁殖需要的多种营 养物质。并且可以加入不同的调整材料将污泥C N调制为15 20 1，pH适中，含 水率50% 60%，分别进行发酵腐熟和发酵不完全腐熟，能有利于蚯蚓处理污泥的快速 进行。进而为污泥处置提供技术可行、经济合理的污泥处置方法。蚯蚓处理污泥后形成 的蚯蚓粪和在处理污泥过程中繁殖的其他蚯蚓，可以作为产品直接进入生态环境或其他 用途，既不浪费能源又不产生污染，并且占地面积少、操作性强、费用相对较少、处理 污泥效率高、可以工业化产业化发展。与前述现有同类产品相比，本发明的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法 污染小、占地少、处理污泥速度快并能得到富含有机质肥料。本发明的内容结合以下实施例作更进一步的说明，但本发明的内容不仅限于实 施例中所涉及的内容。
具体实施例方式本实施例中所述用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是按照以下 步骤进行a、选择距离水源近、排水方便、不积水、通风性能好、远离噪声干扰的空地制 备蚯蚓床；蚯蚓床为50米长、1.5米宽、150毫米厚，蚯蚓床的基层采用防渗处理；蚯蚓 床四周设排水沟，取8%。的排水坡度，由重力自然外排；跨越机耕道的排水采用钢筋砼 管埋管穿越，保证排水系统安全畅通；蚯蚓床上部采用棚架结构，塑料顶棚防雨保温、 遮阳；蚯蚓床中部为2米宽的工作通道，便于施料及蚯蚓粪收集，蚯蚓床两侧设0.6米的 人行观察通道，便于取样；基层采用粘土防渗处理，粘土厚度1米； b、在蚯蚓床上进行蚯蚓接种；蚯蚓床上蚯蚓接种密度为1立方米25公斤蚯蚓， 采用日本“大平二号”蚯蚓；C、在接种后的蚯蚓床上进行饲料投加形成揽食层；饲料投加方式是先投加5公 斤一团的团状污水处理厂的污泥，约2个月时间污泥被蚯蚓消耗完毕再投加污泥总量十 分之一，约0.5公斤一团的有机物，待有机物消耗完毕又反复进行饲料投加；有机物是粉 碎至2厘米左右的秸秆、蘑菇渣和药渣的混合物；d、经过40天左右采用侧翻分离法采集蚯蚓和蚯蚓粪；e、根据采集到的蚯蚓粪中氮磷钾的含量酌量添加营养元素得到肥料产品。
权利要求
1.一种用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是按照以下步骤进行a、制备蚯蚓床；蚯蚓床的基层采用防渗处理；b、在蚯蚓床上进行蚯蚓接种；C、在接种后的蚯蚓床上进行饲料投加形成揽食层；饲料投加方式是先投加污水处理 厂的污泥，约1 2个月时间污泥被蚯蚓消耗完毕再投加污泥总量十分之一的有机物，待 有机物消耗完毕又反复进行饲料投加；d、经过40天左右采集蚯蚓和蚯蚓粪；e、根据采集到的蚯蚓粪中氮磷钾的含量酌量添加营养元素得到肥料产品。
2.如权利要求1所述的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是所述步骤 a中蚯蚓床的基层采用粘土防渗，粘土厚度50公分 1米。
3.如权利要求1所述的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是所述步骤 b中蚯蚓床上蚯蚓接种密度为1立方米25公斤蚯蚓。
4.如权利要求1所述的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是所述步骤 c中污水处理厂的污泥进行2 3天的陈化处理后作为蚯蚓饲料投加。
5.如权利要求1所述的用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法，其特征是所述步骤 c中有机物为粉碎至2厘米左右的秸秆、蘑菇渣、药渣之一或其组合。
全文摘要
本发明涉及用蚯蚓处理污水处理厂污泥为肥料的方法。该方法是按照以下步骤进行a、制备蚯蚓床；蚯蚓床的基层采用防渗处理；b、在蚯蚓床上进行蚯蚓接种；c、在接种后的蚯蚓床上进行饲料投加形成揽食层；饲料投加方式是先投加污水处理厂的污泥，约1～2个月时间污泥被蚯蚓消耗完毕再投加污泥总量十分之一的有机物，待有机物消耗完毕又反复进行饲料投加；d、经过40天左右采集蚯蚓和蚯蚓粪；e、根据采集到的蚯蚓粪中氮磷钾的含量酌量添加营养元素得到肥料产品。本方法污染小、占地面积少、操作性强、费用相对较少、处理污泥效率高、可以工业化产业化发展。
文档编号C05F3/00GK102010234SQ20101056562
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者张丽, 申健, 赵修杰 申请人:张丽, 申健, 赵修杰