本發(fā)明屬于生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種處理剩余污泥的方法及剩余污泥處理裝置。
背景技術(shù)：
“十三五”期間，我國將繼續(xù)加強(qiáng)村鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施的建設(shè)，生物污泥產(chǎn)量也將不斷增加?；钚晕勰喾ㄊ悄壳皯?yīng)用最廣泛的污水生物處理技術(shù)，該技術(shù)的最大弊端是產(chǎn)生大量剩余污泥，剩余污泥含水量高、有機(jī)物含量高、微生物活性高、易腐化發(fā)臭，同時又具有潛在的重金屬和病原微生物危害。剩余污泥未得到合理的處置，將會對土地資源、水環(huán)境和村鎮(zhèn)衛(wèi)生環(huán)境造成嚴(yán)重威脅，不利于社會主義新農(nóng)村的建設(shè)。
目前，國內(nèi)用于剩余污泥穩(wěn)定化的生物處理技術(shù)主要有厭氧消化、好氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥等，這些剩余污泥生物處理技術(shù)在實際應(yīng)用中主要存在以下局限性與不足：
1、厭氧消化技術(shù)投資和運(yùn)行成本高，剩余大量污泥殘渣和消化液，不能達(dá)到最終處理目的。
2、好氧消化技術(shù)溫度影響較大，不能有效殺滅污泥中的病原菌，消化后污泥的脫水性能較差，長時間曝氣導(dǎo)致能耗高。
3、好氧堆肥技術(shù)投資成本相對較高，需要固定的發(fā)酵槽以及攪拌、通風(fēng)設(shè)備等；微生物分解有機(jī)質(zhì)過程中產(chǎn)生大量惡臭氣體；氮素?fù)p失大，堆肥產(chǎn)品農(nóng)用價值降低。
4、蚯蚓堆肥處理污泥系統(tǒng)，剩余污泥含水率高、孔隙率低，較易造成厭氧環(huán)境，阻礙蚯蚓的呼吸作用；剩余污泥中C/N比低，可能導(dǎo)致蚯蚓出現(xiàn)蛋白質(zhì)中毒癥狀；剩余污泥中含有的無機(jī)鹽、重金屬、病原微生物等，不利用蚯蚓的生長和繁殖；在有機(jī)物降解和穩(wěn)定程度方面，傳統(tǒng)蚯蚓堆肥有機(jī)物降解比例較低，污泥的穩(wěn)定性有待提高；蚯蚓堆肥處理污泥過程中會產(chǎn)生對蚯蚓有毒作用的有機(jī)酸和氨氣等，這些有機(jī)物質(zhì)在微量情況下可導(dǎo)致蚯蚓死亡。
上述方法均不是理想的剩余污泥生物處理技術(shù)，但與厭氧消化、好氧消化和好氧堆肥相比，蚯蚓堆肥過程中的上述缺點導(dǎo)致蚯蚓功能發(fā)揮受限，堆肥穩(wěn)定化效果不理想，致使蚯蚓堆肥不能長期高效進(jìn)行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，首要目的是提供一種處理剩余污泥的方法。
本發(fā)明的第二個目的在于提供一種實現(xiàn)上述方法的剩余污泥處理裝置。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
一種處理剩余污泥的方法，其包括如下步驟：
(1)、將剩余污泥與調(diào)理劑均勻混合，通風(fēng)放置7‐16d，每隔12‐36h人工翻動一次；
(2)、待剩余污泥和調(diào)理劑混合7‐16d后，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到蚓糞污泥產(chǎn)品。
優(yōu)選地，剩余污泥與調(diào)理劑的干重比為1:3。
優(yōu)選地，調(diào)理劑為牛糞。
優(yōu)選地，牛糞的pH值為8.40±0.05，C/N比為25.94±0.91。
優(yōu)選地，蚯蚓為赤子愛勝蚓。
優(yōu)選地，堆肥的溫度為23±2℃，含水率為75±5％。
一種實現(xiàn)上述處理剩余污泥的方法的剩余污泥處理裝置，包括：從上到下依次設(shè)置的蓋子和敞口型容器，蓋子和敞口型容器可拆卸連接，蓋子均勻分布著通孔。
優(yōu)選地，通孔的密度為1.67個/cm2，孔徑為6‐10目。
優(yōu)選地，敞口型容器的形狀為圓柱形。
優(yōu)選地，敞口型容器的直徑為10‐20cm，高為15‐24cm。
一種蚓糞污泥產(chǎn)品由如上述處理剩余污泥的方法制成。
上述蚓糞污泥產(chǎn)品在高效農(nóng)肥或土壤改良劑中應(yīng)用。
由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑，反應(yīng)60d后，蚯蚓堆肥中pH值和C/N比均有所提高，從而改善了蚯蚓的生長繁殖狀況，使得蚯蚓的死亡率降低，為提高堆肥效果提供有利條件。
2、本發(fā)明投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑，抗氧化酶活性顯示，牛糞能夠降低蚯蚓體內(nèi)過氧化氫酶(CAT)和過氧化物酶(POD)活性，從而緩解剩余污泥對蚯蚓的脅迫作用；另外，調(diào)理劑牛糞能加快蚯蚓堆肥中有機(jī)物的降解，降低有效態(tài)重金屬(DTPA態(tài)重金屬)的含量，顯著提高了蚯蚓堆肥的農(nóng)用資源化價值。
3、本發(fā)明投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑，顯著提高蚯蚓堆肥的腐殖化程度及腐殖酸的穩(wěn)定化程度。
4、本發(fā)明處理剩余污泥的方法，其基建成本低，運(yùn)行費(fèi)用低廉，管理方便，且蚓糞污泥產(chǎn)品農(nóng)用肥效高，特別適合于處理我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)相對薄弱的廣大村鎮(zhèn)地區(qū)，以及不具備建立剩余污泥處理構(gòu)筑物的小型污水廠的地區(qū)；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)剩余污泥就地處理，杜絕剩余污泥二次污染，實現(xiàn)剩余污泥的資源化利用。
5、本發(fā)明對剩余污泥進(jìn)行處理，所得到的蚓糞污泥產(chǎn)品，含有蚯蚓排泄物，其顆粒團(tuán)聚性能好，具有一定的抗菌功效，富含易于植物吸收和利用的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，可作為高效農(nóng)肥或土壤改良劑使用。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種處理剩余污泥的方法及一種實現(xiàn)上述方法的剩余污泥處理裝置。
<處理剩余污泥的方法>
一種處理剩余污泥的方法包括如下步驟：
(1)、將剩余污泥與調(diào)理劑均勻混合，通風(fēng)放置7‐16d，每隔12‐36h人工翻動一次；
(2)、待剩余污泥和調(diào)理劑混合7‐16d后，投加蚯蚓以形成堆肥，等待56‐63d后，得到蚓糞污泥產(chǎn)品。
其中，在步驟(1)中，剩余污泥與調(diào)理劑混合通風(fēng)放置的時間可以為7‐16d，優(yōu)選為10‐14d。
剩余污泥可以為上海市某生活污水處理廠的剩余污泥。
在步驟(1)中，每隔12‐36h人工翻動一次，優(yōu)選為24‐36h。
在步驟(1)中，剩余污泥與調(diào)理劑的干重比為1:3。
在步驟(1)中，調(diào)理劑為牛糞，牛糞可以為上海市浦東新區(qū)某養(yǎng)殖廠的牛糞。牛糞的pH值為8.40±0.05，C/N比為25.94±0.91。
在步驟(2)中，剩余污泥和調(diào)理劑混合的時間可以為7‐16d，優(yōu)選為10‐14d。
在步驟(2)中，投加蚯蚓以形成堆肥，等待的時間可以為56‐63d，優(yōu)選為60d。
蚯蚓可以為赤子愛勝蚓(Eisenia fetida)，主要來自上海市郊東海農(nóng)場某蚯蚓養(yǎng)殖場，其養(yǎng)殖質(zhì)主要為奶牛廠的牛糞、稻草和土壤等。
蚯蚓的單體體重為0.3g左右，體長約5cm，每個敞口型容器投加蚯蚓的數(shù)量為25條。
在步驟(2)中，堆肥的溫度為23±2℃，含水率為75±5％。
<蚓糞污泥產(chǎn)品>
一種蚓糞污泥產(chǎn)品由如上述處理剩余污泥的方法制成。
<蚓糞污泥產(chǎn)品的應(yīng)用>
由上述的處理剩余污泥的方法制成的蚓糞污泥產(chǎn)品可以用于高效農(nóng)肥或土壤改良劑。
<剩余污泥處理裝置>
一種實現(xiàn)上述處理剩余污泥的方法的剩余污泥處理裝置包括：從上到下依次設(shè)置的蓋子和敞口型容器，蓋子和敞口型容器可拆卸連接，蓋子均勻分布著通孔。
其中，敞口型容器可以為聚乙烯塑料容器，也可以為其它材質(zhì)的容器，在此不作特別限制。
蓋子均勻分布著通孔的目的是為了蚯蚓能夠呼吸新鮮空氣，有利于蚯蚓的生長繁殖。
投加蚯蚓反應(yīng)后，蓋上蓋子，防止蚯蚓逃逸。
通孔的密度為1.67個/cm2，孔徑為6‐10目，優(yōu)選為8目。
敞口型容器的形狀為圓柱形，也可以為其它形狀，在此不作特別限制。
敞口型容器的直徑為10‐20cm，優(yōu)選為15cm；高為15‐24cm，優(yōu)選為20cm。
以下結(jié)合所示實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實施例1：一種處理剩余污泥的方法
本實施例中處理剩余污泥的方法，其包括如下步驟：
(1)、將調(diào)理劑牛糞(本實施例中干重為150g)與含水率為80％的剩余污泥(本實施例中干重為50g)按干重比3:1均勻混合，陰涼通風(fēng)放置14d，每隔24h人工翻動一次；
(2)、待剩余污泥和調(diào)理劑混合14d后，每個敞口型容器投加蚯蚓25條，以形成堆肥，堆肥的溫度為23±2℃，含水率為75±5％，蓋上蓋子等待60d后，得到蚓糞污泥產(chǎn)品。
其中，通風(fēng)放置的時間在7‐16d之內(nèi)是可以的，人工翻動的頻率在12‐36h之內(nèi)也是可以的，投加蚯蚓后的等待時間在56‐63d之內(nèi)均可以。
投加的蚯蚓為赤子愛勝蚓(Eisenia fetida)，該蚓種屬正蚓科，愛勝蚓屬，俗稱紅蚯蚓，具有食性廣泛，趨肥性強(qiáng)等優(yōu)點。本實施例選用的蚯蚓體態(tài)豐滿、活性強(qiáng)，單體重量在0.3g左右，體長約5cm。
實施例2：一種剩余污泥處理裝置
一種實現(xiàn)上述處理剩余污泥的方法的剩余污泥處理裝置包括：從上到下依次設(shè)置的蓋子和敞口型容器，蓋子和敞口型容器可拆卸連接，蓋子均勻分布著通孔。
其中，敞口型容器為聚乙烯塑料的圓柱形容器，其直徑為10‐20cm(本實施例中可以優(yōu)選為15cm)，高為15‐24cm(本實施例中可以優(yōu)選為20cm)，蓋子通孔的密度為1.67個/cm2，孔徑為6‐10目(本實施例中可以優(yōu)選為8目)。
本實施例中剩余污泥處理裝置的尺寸或形狀僅供說明之用，并不視為對本發(fā)明的產(chǎn)品的實際尺寸或?qū)嶋H形狀的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在獲知本發(fā)明的具體內(nèi)容后，可以根據(jù)實際情況更改各部件的具體尺寸或形狀，以實現(xiàn)對本發(fā)明的產(chǎn)品的放大或縮小。
<實驗>
以實施例1中得到的蚓糞污泥產(chǎn)品進(jìn)行如下實驗。
<實驗1>
本實驗的目的在于研究牛糞對蚯蚓堆肥的影響。
投加調(diào)理劑牛糞進(jìn)行實驗，60d后測定不同牛糞投加比的蚯蚓的數(shù)量、體重增加、平均重量、蚓繭數(shù)量和蚯蚓體內(nèi)抗氧化酶活性的變化情況，以及有機(jī)物質(zhì)及重金屬指標(biāo)的變化情況。投加牛糞反應(yīng)前以及投加牛糞反應(yīng)60d后，蚯蚓和各種物質(zhì)的變化情況如表1所示：
表1：投加牛糞反應(yīng)前和反應(yīng)60d后的蚯蚓和各種物質(zhì)的變化值
從上表可以看出，投加牛糞反應(yīng)60d后，蚯蚓堆肥中pH值和C/N比均有所提高?；趐H值和C/N比與蚯蚓繁殖能力呈正相關(guān)的關(guān)系,因為投加牛糞反應(yīng)前，蚯蚓堆肥的pH值和C/N比低，不利于蚯蚓的生產(chǎn)，而投加了含有較高pH值和較高C/N比的牛糞后，蚯蚓堆肥的pH值提高了3.0％，C/N比提高了4.92％，從而改善了蚯蚓的生長繁殖狀況，為提高堆肥效果提供了有利條件。
本實驗未投加牛糞反應(yīng)前，剩余污泥的有機(jī)物含量為355.47g/kg，投加牛糞反應(yīng)60d后，蚓糞污泥產(chǎn)品的有機(jī)物含量為247.33g/kg；未投加牛糞反應(yīng)前，剩余污泥的pH值為6.34±0.06，投加牛糞反應(yīng)60d后，蚓糞污泥產(chǎn)品的pH值為6.53±0.09，均滿足《中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(CJ/T 309‐2009)》城鎮(zhèn)污水處理廠中所規(guī)定的污泥農(nóng)用值，其有機(jī)質(zhì)含量不小于200g/kg，pH值為5.5‐9的營養(yǎng)學(xué)指標(biāo)要求；另外，調(diào)理劑牛糞還加快了有機(jī)物的降解，蚯蚓堆肥的有效態(tài)重金屬含量降低，因此，蚓糞污泥產(chǎn)品具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
總之，本實驗的研究結(jié)果證實了投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑后，改善了蚯蚓的生長繁殖狀況，增強(qiáng)了蚯蚓堆肥中有機(jī)物的降解能力，進(jìn)而提高了堆肥效率。
<實驗2>
本實驗的目的在于研究牛糞對蚯蚓的生長繁殖狀況的影響。
25％剩余污泥和75％牛糞均勻混合，比100％的剩余污泥(不投加牛糞)處理蚯蚓堆肥，蚯蚓死亡率僅為8.0％，蚯蚓平均重量為573.78±2.31mg/條，體重增加了372.35±1.67mg/條，蚓繭量為243條，堆肥60d后蚯蚓平均重量增加了154.5％，蚓繭量增加了872％。投加調(diào)理劑牛糞后，顯著提高了蚯蚓對堆肥環(huán)境的適應(yīng)能力，明顯改善了蚯蚓的生長繁殖狀況。
因此，本發(fā)明投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑，降低了蚯蚓的死亡率，明顯改善了蚯蚓的生長繁殖狀況。
本實驗證實了投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑，尤其是剩余污泥和調(diào)理劑按干重比1:3混合，比100％剩余污泥(不投加牛糞)處理蚯蚓堆肥，明顯改善了蚯蚓的生長繁殖狀況。
<實驗3>
本實驗?zāi)康氖菣z測投加牛糞作為剩余污泥的調(diào)理劑，蚯蚓體內(nèi)抗氧化酶活性的改變，以及投加牛糞反應(yīng)60d后蚯蚓堆肥中有機(jī)物含量的變化。
蚯蚓體內(nèi)的過氧化物酶(POD)活性和過氧化氫酶(CAT)活性的測定均在南京建成生物工程研究所研制的試劑盒中進(jìn)行。
處理剩余污泥的蚯蚓堆肥時，投加牛糞作為調(diào)理劑，剩余污泥和牛糞以干重比1:3均勻混合，以100％的剩余污泥(不投加牛糞)處理蚯蚓堆肥為對照組，實驗進(jìn)行60d后，對照組蚯蚓體內(nèi)POD酶和CAT酶活性分別為130.3U/gprot和568.7U/gprot，投加牛糞做調(diào)理劑的試驗組的蚯蚓體內(nèi)POD酶和CAT酶活性分別為66.4U/gprot和268.1U/gprot，因此，抗氧化酶活性的降低，表明調(diào)理劑牛糞能夠緩解剩余污泥對蚯蚓的脅迫作用。投加牛糞反應(yīng)60d后，蚯蚓堆肥中有機(jī)物含量TOC降低了30.42％，總氮(TN)值和速效磷(AP)值分別增加了34.90％和30.00％，表明其農(nóng)用資源化價值明顯提高；腐殖化指數(shù)增加了17.78％，促進(jìn)了有機(jī)物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的腐殖質(zhì)類物質(zhì)。
因此，牛糞作為調(diào)理劑緩解了剩余污泥對蚯蚓的脅迫作用，改善了蚯蚓的生長繁殖狀況；加快了有機(jī)物的降解，使蚯蚓堆肥中有效態(tài)重金屬含量降低,并且提高了蚯蚓堆肥的腐殖化程度及腐殖酸的穩(wěn)定化程度，既而提高了蚯蚓堆肥的農(nóng)用資源化價值。
總之，投加有機(jī)調(diào)理劑牛糞可改善蚯蚓堆肥中蚯蚓的生長條件，緩解剩余污泥對蚯蚓的不利影響，進(jìn)一步改善了蚯蚓堆肥中蚯蚓的生長繁殖狀況，確保蚯蚓生物量的平衡，增強(qiáng)了有機(jī)物的降解能力，從而提高了堆肥效率，為村鎮(zhèn)剩余污泥資源化利用提供了有效途徑。
上述對實施例的描述是為了便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明的范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。