專利名稱：用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在污水處理廠每天產(chǎn)生大量污泥，污水處理廠的污泥是在城市生活污水和工 業(yè)廢水進(jìn)行凈化處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì)以及污水表面的浮渣，是一種固液混合物， 在沒有外力作用下，其固液比例相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)污水處理的工藝，污泥可以分為初次沉 淀污泥、腐殖污泥、剩余的活性污泥以及消化污泥等。隨著我國城市化進(jìn)程的加快，城 市污水處理率逐年提高，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)量也急劇增加。未經(jīng)適當(dāng)處理的污泥 進(jìn)入環(huán)境后，直接會(huì)給水體和大氣帶來二次污染，不但降低了污水處理系統(tǒng)的有效處理 能力，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類活動(dòng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。據(jù)估算，目前我國每年產(chǎn)生污泥量 為300萬噸，而且年增長(zhǎng)率大于10%，如果國內(nèi)的城市污水全部得到處理，則每年將會(huì) 產(chǎn)生污泥(干重)約840萬噸，約占我國固體廢棄物總量的3.2%，即使在我國城市化水 平較高的幾個(gè)城市與地區(qū)，污泥處理問題也已十分突出?，F(xiàn)有污泥處理方法分為直接填 埋、焚燒、土地利用、堆肥和投海等幾種方式。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，逐漸有將污泥進(jìn) 行利用的方法產(chǎn)生，污泥的衛(wèi)生填埋始于20世紀(jì)60年代，該法在傳統(tǒng)填埋的基礎(chǔ)上， 經(jīng)過科學(xué)選址和必要的防護(hù)處理，具有嚴(yán)格的管理制度，但是由于污泥中含有大量的病 毒物，在滲漏的情況下污染地下水，同時(shí)，由于污水處理量的增大，污泥的產(chǎn)量也越來 越大，適宜的填埋場(chǎng)地也越來越少。污泥高溫堆肥技術(shù)，其特點(diǎn)為自身產(chǎn)生一定熱 量，并且高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，不需外加熱源，即可達(dá)到無害化，使纖維素這種難于降解的 物質(zhì)分解，使堆肥料有了較高程度的腐殖化，提高有效養(yǎng)分。但堆肥時(shí)間長(zhǎng)，占地面積 大，可操作性不強(qiáng)，有利于病蟲害滋生。污泥的土地利用主要包括污泥農(nóng)用、用于森林 和園藝、廢棄礦場(chǎng)的改良等。該法主要是將污泥中的有機(jī)物以及N、P、K等營養(yǎng)元素 施于農(nóng)田以增加土壤的肥力、促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。該法雖然具有能耗低，可以利用污泥中 的養(yǎng)分等優(yōu)勢(shì)，但是污泥中的大量病原菌、以及有毒有害物質(zhì)，特別是重金屬的存在大 大限制了土壤對(duì)污泥的適宜性。污泥焚燒是在大于600攝氏度的條件下，使污泥中的 有機(jī)物碳化，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定地?zé)o機(jī)物，污泥焚燒的優(yōu)點(diǎn)在于能夠最大限度的減少污泥的體 積，污泥焚燒一般采用直接焚燒和干化后焚燒。焚燒雖然減容和減量化的程度很高，但 是焚燒的投資很大，能耗和運(yùn)行費(fèi)用高昂。污泥投海是沿海城市或者是島嶼城市采用的 方法，但是隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，隨著對(duì)海洋生態(tài)保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，該法目前在很 多國家已經(jīng)禁止。現(xiàn)有焚燒工藝的方法如中國發(fā)明專利ZL02104109.1號(hào)公開的一種污水 處理廠污泥無害化燒結(jié)處理的方法，該發(fā)明采用燒結(jié)方法處理城市污水處理廠的污泥的 技術(shù)方案，它同時(shí)是一種制做輕質(zhì)陶粒的方法，其工藝流程包括以污泥為主要原料的混 合配料、脫水、干燥成型、燒結(jié)成產(chǎn)品；本發(fā)明的內(nèi)容在于在混合配料之后的原料中包 含的硅成分的比例，使其在燒失后能形成硅酸鹽玻璃相的硅酸鹽的比例范圍為50% 60%,原料細(xì)度范圍為2 4%，混合成型粒度的適宜粒徑范圍是15 20mm，在煅燒窯爐中燒成段的成陶溫度為1100 1250°C，燒結(jié)的時(shí)間為10 15分鐘。該發(fā)明具有一 定的積極作用。但是絕大多數(shù)污水處理廠的污泥含水率在75% 80%、采用現(xiàn)有方法進(jìn)行處 理不僅需要消耗大量珍貴的能源，而且消耗能源的同時(shí)，排放的廢氣也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污 染。即使采用堆肥的方式也需要占用大面積土地，并且堆肥時(shí)間長(zhǎng)、操作性不強(qiáng)，不利 于快速有效的處理城市污水處理廠的污泥得到富含有機(jī)質(zhì)的肥料。因此，現(xiàn)有污泥處理 方法存在缺陷，急需提供一種污染小、占地少、處理污泥速度快并能得到富含有機(jī)質(zhì)肥 料的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供污染小、占地少、處理污泥速度快并能得到富含有機(jī)質(zhì)肥 料的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法。本發(fā)明的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是按照以下步驟進(jìn) 行a、制備蚯蚓床；蚯蚓床的基層采用防滲處理；b、在蚯蚓床上進(jìn)行蚯蚓接種；C、在接種后的蚯蚓床上進(jìn)行飼料投加形成攬食層；飼料投加方式是先投加污水 處理廠的污泥，約1 2個(gè)月時(shí)間污泥被蚯蚓消耗完畢再投加污泥總量十分之一的有機(jī) 物，待有機(jī)物消耗完畢又反復(fù)進(jìn)行飼料投加；d、經(jīng)過40天左右采集蚯蚓和蚯蚓糞；e、根據(jù)采集到的蚯蚓糞中氮磷鉀的含量酌量添加營養(yǎng)元素得到肥料產(chǎn)品。在本發(fā)明步驟a中應(yīng)選擇距離水源近、排水方便、不積水、通風(fēng)性能好、遠(yuǎn)離 噪聲干擾的空地(最好林間養(yǎng)殖)制備蚯蚓床；蚯蚓床可以為50米長(zhǎng)、1.5米寬、80 150毫米厚，蚯蚓床的基層采用防滲處理；蚯蚓床四周設(shè)排水溝，取8%。的排水坡度，由 重力自然外排；跨越機(jī)耕道的排水采用鋼筋砼管埋管穿越，保證排水系統(tǒng)安全暢通；蚯 蚓床上部采用棚架結(jié)構(gòu)，塑料頂棚防雨保溫、遮陽；蚯蚓床中部為2米寬的工作通道， 便于施料及蚯蚓糞收集，蚯蚓床兩側(cè)設(shè)0.6米的人行觀察通道，便于取樣；基層采用粘土 防滲處理，粘土厚度50公分 1米，也可以采用蜜糖和油枯的混合物作為基層防滲?？?以在蚯蚓床周圍布設(shè)觀察井，用于監(jiān)測(cè)地下水污染。蚯蚓床的其他相關(guān)制備方法與現(xiàn)有 蚯蚓養(yǎng)殖用蚯蚓床制備方法相同。只要設(shè)置恰當(dāng)，可以最大限度上減少污染。在本發(fā)明步驟b中，在蚯蚓床上進(jìn)行蚯蚓接種；蚯蚓床上蚯蚓接種密度為1立方 米25公斤蚯蚓?？梢圆捎萌毡尽按笃蕉?hào)”蚯蚓、赤子愛勝蚓、威廉環(huán)毛蚓等等蚯蚓 種進(jìn)行著床。在本發(fā)明步驟c中，在接種后的蚯蚓床上進(jìn)行飼料投加形成攬食層；攬食層厚 度最好在80 150毫米左右，飼料投加方式是先投加污水處理廠的新鮮或陳化處理2 3天的污泥，約1 2個(gè)月時(shí)間污泥被蚯蚓消耗完畢，再投加污泥總量十分之一的有機(jī) 物，待有機(jī)物消耗完畢又反復(fù)進(jìn)行飼料投加；即接種后的蚯蚓床上先投加團(tuán)狀污泥(大 約5公斤一團(tuán))讓蚯蚓攬食，等污泥消耗完畢后投加與污泥比例為10比1的有機(jī)物供蚯蚓 攬食，增加蚯蚓飼料的粗蛋白量、粗纖維量，待有機(jī)物被蚯蚓消耗完畢后，再次投加污泥，污泥消耗完畢繼續(xù)投加有機(jī)物，如此反復(fù)進(jìn)行蚯蚓飼料投加。在投加飼料的過程中 可以采用人工方式疏松攬食(飼料)層，提高攬食層的疏松度和透氣性，有利于蚯蚓快速 繁殖和正常攬食。本發(fā)明中所述有機(jī)物為粉碎至2厘米左右的秸稈、蘑菇渣、藥渣之一 或其組合。即有機(jī)物可以是2厘米左右的秸稈或蘑菇渣或藥渣，也可以是秸稈、蘑菇渣 和藥渣的混合物，當(dāng)然也可以是秸稈和蘑菇渣、秸稈和藥渣、蘑菇渣和藥渣的混合物。 當(dāng)然，必要時(shí)也可以采用其他廢棄植物有機(jī)體作為有機(jī)物添加。在本發(fā)明步驟d中經(jīng)過40天左右采集蚯蚓和蚯蚓糞，即可完成污泥利用的一個(gè) 小循環(huán)。此時(shí)蚯蚓已經(jīng)繁殖，為了保持蚯蚓床1立方米25公斤左右蚯蚓進(jìn)行下一個(gè)污泥 處理循環(huán)，需要將多余的蚯蚓和被蚯蚓處理污泥后產(chǎn)生的蚯蚓糞分離出來。蚯蚓活體采 集采用側(cè)翻分離法，在蚯蚓床污泥即將耗盡時(shí)，將蚯蚓、蚯蚓糞便、蚯蚓繭等一起人工 側(cè)翻至蚯蚓床旁的塑料布上，利用蚯蚓的畏光性，約經(jīng)30 60分鐘后，絕大部分蚯蚓轉(zhuǎn) 入底面而形成蚯蚓團(tuán)，再經(jīng)人工將表面的蚯蚓糞和蚯蚓繭分離，即可以得到團(tuán)狀的活體 蚯蚓。當(dāng)然也可以采用此方法獲得表面的蚯蚓糞便。采集后的蚯蚓和蚯蚓糞可以作為無 害得產(chǎn)品直接進(jìn)入生態(tài)環(huán)境或用于其他用途。在本發(fā)明步驟e中根據(jù)采集到的蚯蚓糞中氮磷鉀的含量酌量添加營養(yǎng)元素得到肥 料產(chǎn)品，是指蚯蚓處理城市污水處理廠的污泥，會(huì)因季節(jié)和/或污水處理廠的生產(chǎn)條件 變化而變化，如隨季節(jié)變化，環(huán)境溫度會(huì)影響其體溫及活動(dòng)進(jìn)而影響蚯蚓的新陳代謝， 令蚯蚓糞中的氮磷鉀指標(biāo)出現(xiàn)偏差。又如污水處理廠的污泥生產(chǎn)也會(huì)因環(huán)境改變而改 變，所生產(chǎn)的污泥有機(jī)質(zhì)含量會(huì)影響蚯蚓的貪食程度，進(jìn)而令蚯蚓糞中的氮磷鉀指標(biāo)出 現(xiàn)偏差。因此需要根據(jù)采集到的蚯蚓糞中氮磷鉀的含量酌量添加營養(yǎng)元素調(diào)整指標(biāo)才能 得到符合國家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)的肥料產(chǎn)品。而且，經(jīng)過上述步驟得到的蚯蚓糞平均有機(jī)質(zhì)含 量?jī)H比國家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的低限值低10%，同時(shí)蚯蚓糞中還富含營養(yǎng)價(jià)值極高的腐殖 酸，經(jīng)添加部分有機(jī)質(zhì)后即可成為優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥。添加工藝同現(xiàn)有有機(jī)肥添加工藝。本發(fā)明的基本思路是城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥正隨著城市化進(jìn)程加快而越 來越多，并且城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥含水量高，焚燒、填埋、直接土地利用等都會(huì) 帶來一系列危害，如空氣污染、地下水污染、填埋場(chǎng)地庫容減小、能源消耗大、處理費(fèi) 用高昂和技術(shù)難度大。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)蚯蚓是一種雜食動(dòng)物，它們大量吞食有機(jī)物質(zhì)，通 過砂囊的機(jī)械研磨和腸道內(nèi)的生物化學(xué)作用進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化。蚯蚓能夠提高土壤的肥 力，蚯蚓吃進(jìn)的腐爛有機(jī)物和大量土粒，經(jīng)過消化形成糞便排出體外，其中含有豐富的 氮，磷，鉀等養(yǎng)分。有機(jī)物質(zhì)在蚯蚓消化道分泌的各種生物酶(包括蛋白酶、脂肪酶、 纖維素酶、淀粉酶及甲殼素酶等)和微生物的聯(lián)合作用下，能水解為易于同化的碳水化 合物、脂肪、蛋白質(zhì)以及較穩(wěn)定的纖維素和幾丁質(zhì)，并使土壤礦物發(fā)生一定程度的分 解。這些有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)礦物質(zhì)被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為植物易于利用的可給態(tài)化合物，如氨、 碳酸和易礦化的尿素、尿嘌呤以及速效性的磷鉀礦質(zhì)養(yǎng)分。這些代謝剩余產(chǎn)物大部分與 吞食的土壤密切復(fù)合，混上蚯蚓體表分泌物、尿液等以蚯蚓糞的形式排泄出來，形成土 壤中營養(yǎng)豐富、品質(zhì)優(yōu)良的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。蚯蚓糞的顆粒均勻、無味衛(wèi)生、保水透氣能力比 一般土壤高3倍。其中包含18種氨基酸，含有機(jī)質(zhì)42.2%，有益菌達(dá)每克20萬 2億 個(gè)。蚯蚓糞有機(jī)肥中含有大量的微生物，更可貴的是含有至少兩種以上拮抗微生物。這 些大量有益微生物施入土壤后，可迅速抑制有害菌的繁殖，有益菌得以繁殖擴(kuò)大，減少土傳病害的發(fā)生，使農(nóng)作物不易生病。利用蚯蚓來處理有機(jī)廢物的效率很高，如1億條 蚯蚓一天就可吞食40噸有機(jī)廢物。有很多研究表明，蚯蚓可顯著增加土壤中N、P、K 有效養(yǎng)分含量，并可提高土壤中脲酶、蔗糖酶和微生物活性，增強(qiáng)土壤供肥性能。由于 蚯蚓可以將有機(jī)物降解為腐植酸類物質(zhì)，且其體表可分泌易分解的單糖類有機(jī)物，因此 蚯蚓可顯著提高土壤中微生物的活性。利用蚯蚓特殊的生物學(xué)功能與環(huán)境中的微生物協(xié) 同作用加速污泥中有機(jī)質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化，將污泥轉(zhuǎn)化為營養(yǎng)全面的生物有機(jī)肥料，以達(dá)到 污泥無害化、減量化、資源化處理處置的目的。蚯蚓主要以腐爛有機(jī)物為食，但一般新 鮮植物有機(jī)體、任何畜禽糞便、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖加工后的有機(jī)棄物、各種細(xì)菌真菌都可以作為 蚯蚓的飼料。生活污水處理廠濃縮脫水后的污泥，其中含有蚯蚓生長(zhǎng)繁殖需要的多種營 養(yǎng)物質(zhì)。并且可以加入不同的調(diào)整材料將污泥C N調(diào)制為15 20 1，pH適中，含 水率50% 60%，分別進(jìn)行發(fā)酵腐熟和發(fā)酵不完全腐熟，能有利于蚯蚓處理污泥的快速 進(jìn)行。進(jìn)而為污泥處置提供技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的污泥處置方法。蚯蚓處理污泥后形成 的蚯蚓糞和在處理污泥過程中繁殖的其他蚯蚓，可以作為產(chǎn)品直接進(jìn)入生態(tài)環(huán)境或其他 用途，既不浪費(fèi)能源又不產(chǎn)生污染，并且占地面積少、操作性強(qiáng)、費(fèi)用相對(duì)較少、處理 污泥效率高、可以工業(yè)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。與前述現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比，本發(fā)明的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法 污染小、占地少、處理污泥速度快并能得到富含有機(jī)質(zhì)肥料。本發(fā)明的內(nèi)容結(jié)合以下實(shí)施例作更進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于實(shí) 施例中所涉及的內(nèi)容。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例中所述用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是按照以下 步驟進(jìn)行a、選擇距離水源近、排水方便、不積水、通風(fēng)性能好、遠(yuǎn)離噪聲干擾的空地制 備蚯蚓床；蚯蚓床為50米長(zhǎng)、1.5米寬、150毫米厚，蚯蚓床的基層采用防滲處理；蚯蚓 床四周設(shè)排水溝，取8%。的排水坡度，由重力自然外排；跨越機(jī)耕道的排水采用鋼筋砼 管埋管穿越，保證排水系統(tǒng)安全暢通；蚯蚓床上部采用棚架結(jié)構(gòu)，塑料頂棚防雨保溫、 遮陽；蚯蚓床中部為2米寬的工作通道，便于施料及蚯蚓糞收集，蚯蚓床兩側(cè)設(shè)0.6米的 人行觀察通道，便于取樣；基層采用粘土防滲處理，粘土厚度1米； b、在蚯蚓床上進(jìn)行蚯蚓接種；蚯蚓床上蚯蚓接種密度為1立方米25公斤蚯蚓， 采用日本“大平二號(hào)”蚯蚓；C、在接種后的蚯蚓床上進(jìn)行飼料投加形成攬食層；飼料投加方式是先投加5公 斤一團(tuán)的團(tuán)狀污水處理廠的污泥，約2個(gè)月時(shí)間污泥被蚯蚓消耗完畢再投加污泥總量十 分之一，約0.5公斤一團(tuán)的有機(jī)物，待有機(jī)物消耗完畢又反復(fù)進(jìn)行飼料投加；有機(jī)物是粉 碎至2厘米左右的秸稈、蘑菇渣和藥渣的混合物；d、經(jīng)過40天左右采用側(cè)翻分離法采集蚯蚓和蚯蚓糞；e、根據(jù)采集到的蚯蚓糞中氮磷鉀的含量酌量添加營養(yǎng)元素得到肥料產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是按照以下步驟進(jìn)行a、制備蚯蚓床；蚯蚓床的基層采用防滲處理；b、在蚯蚓床上進(jìn)行蚯蚓接種；C、在接種后的蚯蚓床上進(jìn)行飼料投加形成攬食層；飼料投加方式是先投加污水處理 廠的污泥，約1 2個(gè)月時(shí)間污泥被蚯蚓消耗完畢再投加污泥總量十分之一的有機(jī)物，待 有機(jī)物消耗完畢又反復(fù)進(jìn)行飼料投加；d、經(jīng)過40天左右采集蚯蚓和蚯蚓糞；e、根據(jù)采集到的蚯蚓糞中氮磷鉀的含量酌量添加營養(yǎng)元素得到肥料產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是所述步驟 a中蚯蚓床的基層采用粘土防滲，粘土厚度50公分 1米。
3.如權(quán)利要求1所述的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是所述步驟 b中蚯蚓床上蚯蚓接種密度為1立方米25公斤蚯蚓。
4.如權(quán)利要求1所述的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是所述步驟 c中污水處理廠的污泥進(jìn)行2 3天的陳化處理后作為蚯蚓飼料投加。
5.如權(quán)利要求1所述的用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法，其特征是所述步驟 c中有機(jī)物為粉碎至2厘米左右的秸稈、蘑菇渣、藥渣之一或其組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及用蚯蚓處理污水處理廠污泥為肥料的方法。該方法是按照以下步驟進(jìn)行a、制備蚯蚓床；蚯蚓床的基層采用防滲處理；b、在蚯蚓床上進(jìn)行蚯蚓接種；c、在接種后的蚯蚓床上進(jìn)行飼料投加形成攬食層；飼料投加方式是先投加污水處理廠的污泥，約1～2個(gè)月時(shí)間污泥被蚯蚓消耗完畢再投加污泥總量十分之一的有機(jī)物，待有機(jī)物消耗完畢又反復(fù)進(jìn)行飼料投加；d、經(jīng)過40天左右采集蚯蚓和蚯蚓糞；e、根據(jù)采集到的蚯蚓糞中氮磷鉀的含量酌量添加營養(yǎng)元素得到肥料產(chǎn)品。本方法污染小、占地面積少、操作性強(qiáng)、費(fèi)用相對(duì)較少、處理污泥效率高、可以工業(yè)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
文檔編號(hào)C05F3/00GK102010234SQ20101056562
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者張麗, 申健, 趙修杰 申請(qǐng)人:張麗, 申健, 趙修杰