专利名称：一种利用太平二号蚯蚓同步处理圆币草与脱水污泥的方法
技术领域：
本发明涉及固体废弃物技术领域，属于生物处理植物和固体废弃物，特别涉及一种利用太平二号蚯蚓同步处理圆币草与脱水污泥的方法。
背景技术：
伴随着科技的发展和国民经济的进步，水体 健康已经引起了社会越来越多的关注，由工农业和人类生活污染导致的水体富营养化已经严重影响到了人们的用水安全。据水利部组织全国六大流域水污染状况抽样调查结果表明，90%以上城市水污染严重；全国因污染而不能饮用的地表水占全国监测水体的40% ;流经城市的河段中，78%不适宜作为饮用水源；50%的地下水受污染；64%的人正在使用不合格的水源。因此，水污染是造成多数城市缺水的重要原因。而按国家达标排放的污水厂的尾水，未进行深度处理直接排入地表水也是水体污染根源之一。所以，污水处理厂尾水深度处理是解决受纳水体富营养化的必由之路。随着水体治理理念的进步，污水处理厂也已经逐步由城镇覆盖到农村，在治理水体污染，缓解水体富营养化中起着极其重要的作用。利用生态湿地工程修复水体因其成本低廉，净水效果显著在近些年得到了广泛的应用。现在，许多污水处理厂设计中都采用了利用生态湿地技术进行尾水深度处理这一模块。但是，生态湿地技术修复中将产生大量的植物秸杆，如果不及时采收，同样将对环境造成严重的危害。圆币草已成为景观及水体生态修复中常用的植物品种，但其生长难于控制，在水体修复技术中常因过度繁殖泛滥而影响水体景观，影响其它水生植物的生长，同时，过量繁殖的圆币草死亡后进入水体也容易对水质产生一定的影响。在现有的技术下，主要通过打捞圆币草，简单堆放或填埋的方法对其进行处理，但这样容易造成对环境的二次污染，也是对这一丰富资源的极大浪费。污水处理厂脱水污泥的后续处理是目前国内外研究的热点和难点，在现有的技术条件下，主要采用填埋，焚烧或农用的方法对其进行处理，但这些处理方式都存在着许多不足，如填埋需要大量土地，焚烧成本太高，污泥农用容易造成农产品安全风险等，不利于生态环境的可持续发展。随着生态治理理念的进步，现阶段的许多污水处理厂都有结合利用生态湿地技术进行尾水深度处理的流程，但很少有研究将湿地植物和污泥处理的方式结合起来。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的尾水净化湿地中圆币草与污水处理厂脱水污泥后续处理的难题，提供一种利用太平二号蚯蚓同步处理圆币草与脱水污泥混合物的方法，从而实现对污水处理后续工艺中废弃物的资源化利用。为解决技术问题，本发明的技术方案是(I)养殖床准备铺垫高度为15cm的脱水污泥作为养殖床，用生石灰调节养殖床的pH为6. 5 ;以15厘米宽为间隔对养殖床起垄，垄高10厘米，以两垄之间的垄沟作为太平二号蚯蚓的投放位；养殖床在自然状态下放置三天，使过量的水分渗出；(2)引种太平二号蚯蚓养殖床放置至三天后，将太平二号蚯蚓引种于所述垄沟中，引种量为0. 5 I千克/平米；在引种后第15天和第25天分别添加一次污泥，添加量为每次5cm厚；引种四十天后扒开表层污泥观察，有密集蚯蚓活动则表明太平二号引种成功，能进行后续的处理；(3)圆币草与脱水污泥的处理将脱水污泥与粉碎后的圆币草以7 3体积比充分混匀后覆于养殖床上，厚度以养殖床+混合物整体高度为25cm ;在处理过程中保持混合物湿润，如混合物表面出现结板则适当喷水；当混合物表层被颗粒状蚯蚓粪所覆盖时，表明混合物已处理完全。
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本发明中，还包括混合物处理后每三个月一次的蚓粪分离蚓粪分离时应根据蚯蚓避光性的特点，用强光照射使蚯蚓进入深层；然后用刮板将处理后的蚓粪从表层刮离，每次蚓粪的收集厚度不超过10厘米。本发明中，所述养殖床设置于温室大棚中，温室大棚四周布置排水沟，排水沟宽10cm，深25cm ;温室大棚内温度控制在15 30°C，湿度保持在50%。本发明中，所述脱水污泥的含水量小于85%。本发明中，所述粉碎后的圆币草尺寸小于2cm。本发明的有益效果在于本方法工艺简单，对混合物处理效果好，效率高，投资运行费用低，管理方便，处理产物应用前景广阔，体现着低碳环保等特点。采用该方法对圆币草与脱水污泥混合物进行处理，可以有效降解混合物中的有毒有害成分，将混合物中高含量的有机质转化为生物有机肥或育苗基质材料，从而解决湿地作物和脱水污泥后续转化的难题。该方法对混合物的处理率可达4千克/平米/天，以一亩地为建设标准的大棚，年处理混合物可超过950吨，经处理后的蚓粪作为生物有机肥原料，其理化性状完全符合《生物有机肥》中华人民共和国农业行业标准(NY525-2011)。
图I为大棚结构示意图；图2为处理后混合物随反应时间降解情况变化图；图3为处理后太平二号蚯蚓数量变化情况图。其中，图I中附图标记为I温室大棚，2进样进口，3排水管道，4操作通道，5待处理原料，6太平二号蚯蚓，7温度计，8通风口。
具体实施例方式本发明的思路是结合圆币草残体和脱水污泥两种废弃物同步处理的难题，利用太平二号蚯蚓强大的吞噬和分解能力将其转化为自身的营养物质和高品质的蚯蚓粪。其目的是高效处理生态湿地中大量繁殖的修复植物和脱水污泥，解决尾水深度净化工程中植物后续处理与污泥处理的难题。该发明结合尾水工程中湿地的维护技术，从环境污染治理角度出发，能够将植物秸杆，脱水污泥转化为高品质的生物有机肥原料，避免了修复植物和脱水污泥可能对环境造成的污染，也具有一定的经济价值。本发明主要包括1、构建大棚；2、引种太平二号蚯蚓；3、圆币草与脱水污泥的处理；4、控制处理条件；5、蚓粪分离；6、日常管理。本发明是这样实现的(I)构建大棚参照4千克/平米/天的处理效率，在生态修复湿地或污水处理厂附近选取一排水通畅地块构建大棚，大棚规格应根据污水厂每天的污泥排量与圆币草日需处理量进行设计，保持大棚内空气流通，温度适宜，排水通畅。
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铺垫高度为15cm的脱水污泥作为养殖床，用生石灰调节养殖床的pH为6. 5 ;以15厘米宽为间隔对养殖床起垄，垄高10厘米，以两垄之间的垄沟作为太平二号蚯蚓的投放位；养殖床在自然状态下放置三天，使过量的水分渗出。(2)引种进行处理前需进行引种，将太平二号蚯蚓引种于养殖床上。引种后第15、25天适量添加一次污泥，引种40天后扒开表层污泥观察，有密集蚯蚓活动则表明太平二号引种成功，可进行对混合物的处理。(3)混合物处理选取平整地块粉碎圆币草，将脱水污泥与粉碎后的圆币草以7 3体积比充分混合，将混匀后混合物覆于养殖床上，厚度以养殖床+混合物整体高度达25cm为宜。保持混合物湿润，当混合物表面出现干燥结板时，适当喷水。添料处理20天后，混合物减量化效果明显，当混合物表层被颗粒状蚯蚓粪所覆盖时，可进行下一批次添样处理，如此反复。(4)蚓粪分离三个月后，需进行蚓粪分离。步骤为根据蚯蚓避光性的特点用强光照射使蚯蚓进入深层，此时用刮板将处理后的蚓粪从表层向深层刮离，循环操作对蚓粪与蚯蚓进行分离，每次蚓粪的收集以厚度不超过10厘米为宜。下面具体说明本发明。构建生物反应大棚选取排水通畅，大小适宜的地块建立大棚，大棚设计如图I所示，中间保留Im宽的操作通道，四周开挖宽15cm、深25cm的排水沟，保持大棚内空气流通，温度15 30°C。引种太平二号在大棚内铺垫高15cm的脱水污泥作为养殖床，用生石灰调节养殖床的pH为6. 5 ;在养殖床上以15cm为间隔起垄，垄高约10厘米，养殖床放置三天以保证其多余水分随排水沟渗出，三天后将太平二号引种于垄沟间，引种量以每平米0.5 Ikg太平二号为宜。引种后于大棚内观察0. 5小时，当蚯蚓均钻入养殖床后可停止观察，在引种后第15天、第25天分别添加一次污泥，添加量每次覆盖表层5cm为宜。引种四十天后扒开表层观察，有密集蚯蚓活动则表明太平二号引种成功，可进行对混合物的处理。原料配比及进样调节
圆币草处理前需进行粉碎，保证粉碎后每块长度不超过2cm，粉碎后圆币草与脱水污泥以3:7体积比充分混匀，混合物混匀后即可及覆于养殖床上，整体高度以混合物+养殖床厚度不超过25cm为宜。处理条件控制保持大棚内空气流通，适时浇水，控制大棚温度在15 30°C，湿度50%左右。处理产物分离当稳定运行三个月后，可进行处理产物与太平二号的分离。分 离时选取光照强烈的白天，用平板一层层将处理产物向操作通道刮落，直至刮层不再是颗粒状的蚯蚓粪，停止收集。此时,可继续添加混合物进行处理。日常管理日常管理的主要是保证大棚内条件适合太平二号生长，在温度过高的夏天及时浇水，温度过低的冬天在养殖床表面覆盖稻草等保温，防止养殖床过高或过而低影响太平二号生长，及时收获处理产物，防止捕食性鸟类、昆虫等进入大棚影响太平二号的生长。实施例I采用同步处理不同比例圆币草与污泥混合物的室内结果表明，在培养周期为20天的试验中，以圆币草污泥=3:7处理中太平二号蚯蚓的生长情况最为良好，其生物活性最强，生物增长量远高于其它比例处理，混合物的转化效率最高，达到了 91. 6%，反应产物养分全面，富含有机质和有益微生物菌群。处理前后混合物理化性质及重金属含量变化见表1，2。表I处理前后混合物理化性质(g/kg)
时间有机质全氮全磷I全钾I PH
处理前(混合物) 382.2 21.54 8.85 7.78 6.61处理后(蚓粪)474.7 32.56 10.48 8.12 6.27
R家I小准.>45%NPK 总养芬>5%5.5-8.5表2处理前后混合物重金属含量变化(mg/kg)
时间Cr As Cd Hg Pb Zn
处理前(混合物)2Ol. 82 26. 40 I. 89 4. 86 40. 39 653. 14处理后(蚓粪) 143.51 14.26 1.67 1.86 35.88 267.58国家标准〈150~<15~<3~<2~<50~Nd实施例2采用尾水深度处理工艺中修复植物圆币草与脱水污泥作为处理原料，原料每次处理转化周期为20天。经9个月初试运行的试验结果表明该方法能显著将原料中的营养物质转化为有机肥材料，处理产物中NPK总含量超过5%，有机质含量达到47. 5%，能有效去除原料中有毒有害物质，对Cr、As、Cd、Hg、Pb、Zn的去除效率分别达到了 28. 9%, 46. 0%，11. 6%，61. 7%，11. 2%和59. 0%，太平二号繁殖效果好，对原料的减量化效果达80%以上，处理效果见图 2、3。经该方法处理后，原料中有机质含量，全氮含量，全磷含量，全钾含量，pH值，重金属含量等指标均满足《生物有机肥》中华人民共和国农业行业标准(NY525-2011)要求。·
权利要求
1.一种利用太平二号蚯蚓同步处理圆币草与脱水污泥的方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)养殖床准备 铺垫高度为15cm的脱水污泥作为养殖床，用生石灰调节养殖床的pH为6. 5 ;以15厘米宽为间隔对养殖床起垄，垄高10厘米，以两垄之间的垄沟作为太平二号蚯蚓的投放位；养殖床在自然状态下放置三天，使过量的水分渗出； (2)引种太平二号蚯蚓 养殖床放置至三天后，将太平二号蚯蚓引种于所述垄沟中，引种量为0. 5 I千克/平米；在引种后第15天和第25天分别添加一次污泥，添加量为每次5cm厚；引种四十天后扒开表层污泥观察，有密集蚯蚓活动则表明太平二号引种成功，能进行后续的处理； (3)圆币草与脱水污泥的处理 将脱水污泥与粉碎后的圆币草以7 3体积比充分混匀后覆于养殖床上，厚度以养殖床+混合物整体高度为25cm ;在处理过程中保持混合物湿润，如混合物表面出现结板则适当喷水；当混合物表层被颗粒状蚯蚓粪所覆盖时，表明混合物已处理完全。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括混合物处理后每三个月一次的蚓粪分离蚓粪分离时应根据蚯蚓避光性的特点，用强光照射使蚯蚓进入深层；然后用刮板将处理后的蚓粪从表层刮离，每次蚓粪的收集厚度不超过10厘米。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述养殖床设置于温室大棚中，温室大棚四周布置排水沟，排水沟宽10cm，深25cm ;温室大棚内温度控制在15 30°C，湿度保持在50%。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述脱水污泥的含水量小于85%。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述粉碎后的圆币草尺寸小于2cm。
全文摘要
本发明涉及废弃物处理技术，旨在提供一种利用太平二号蚯蚓同步处理圆币草与脱水污泥的方法。包括养殖床准备；引种太平二号蚯蚓，四十天后有密集蚯蚓活动则表明太平二号引种成功；圆币草与脱水污泥的处理将脱水污泥与粉碎后的圆币草以7∶3体积比充分混匀后覆于养殖床上，当混合物表层被颗粒状蚯蚓粪所覆盖时，表明混合物已处理完全。本方法工艺简单，对混合物处理效果好，效率高，投资运行费用低，管理方便，处理产物应用前景广阔，体现着低碳环保等特点。
文档编号C02F11/02GK102786195SQ20121027339
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者丁哲利, 曾峥, 李廷强, 杨肖娥, 许良峰, 赵凤亮, 赵和平 申请人:浙江大学