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污泥堆肥产物的应用研究进展
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-03-17 09:03:10

 摘要:指出了随着我国城市化进程不断加快,生活污水产量逐年提高,剩余污泥产量急剧增加。污泥经堆肥化处理后进行土地利用是污泥无害化处理和资源化利用的重要途径之一,既避免了二次污染,又实现了循环利用,对土壤肥力的可持续性具有重要意义。基于此,探讨了污泥堆肥产物应用途径,以期提供参考。 

关键词:污泥;堆肥产物;土地利用;研究进展 

  中图分类号:X705 

  1 引言 

  污水经处理厂处理产生的剩余污泥含有丰富的有机质、氮、磷、钾及多种微量元素,也含有有害成分如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物等。剩余污泥既是一种资源又是一种污染物。在我国往往只重视污水的处理效果,轻视污泥的处理处置,导致许多城市将污泥露天堆置,产生渗滤液、臭气等许多环境问题。 

  污泥堆肥技术主要是利用微生物的作用,将污泥中不稳定的有机质降解和转化成较为稳定的腐殖质,并使其物理性状明显改善(如含水量低、呈疏松、分散、粒状),处理后便于贮存、运输和使用[1]。高温堆肥还可以杀死病原菌、虫卵等,使污泥堆肥产品更适合作为土壤改良剂和植物营养源,提供养分,改善土壤结构与性能,可广泛应用于农田、林地、草地、高速公路绿化带以及尾矿堆、采石场、露天矿坑的修复等,这样既节约了资源,又消除了污泥污染。 

  2 污泥堆肥产物应用途径 

  2.1 应用于农田 

  污泥堆肥农用主要有两种方式,一是污泥堆肥后直接农用;二是污泥经�^堆肥发酵制成复合肥农用。污泥堆肥发酵产物含有大量的腐殖质,含有植物生长发育的必要元素,能够有效改善土壤结构使土壤疏松透气[2]。同时能有效促进土壤中的微生物和蚯蚓的滋生,而微生物和蚯蚓能腐化分解土壤中的有机质形成更多的生物肥料,使土壤更加肥沃,农作物生长也会更加茁壮[3]。因此,污泥堆肥可在农业中应用。 

  李淑芹等人[4]研究了施用污泥堆肥对大豆种植的影响,发现随着污泥堆肥施入量的增加,土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb 含量及大豆不同器官中Cu、Zn、Cd 的含量均逐渐增加,但土壤和大豆籽粒中Cu、Zn、Cd、Pb 均未超过国家相关标准,污泥堆肥施用量为24 t/ hm2 大豆增产效果最好,增产率为12.65%,建议在实际农业生产中,污泥堆肥与化肥配施,这样对环境和食品安全更有利。褚艳春等人[5]研究了污泥堆肥在青菜种植中的应用,结果显示,适量施用污泥堆肥能促进青菜生长,提高青菜产量,10%污泥堆肥处理已能满足植物生长的需求。但过量施用污泥堆肥,青菜中部分重金属会高于食品中污染物限量标准。因此,为降低重金属在作物体中积累,在污泥堆肥农用过程中应确保污泥来源于生活污水处理,并应严格控制污泥堆肥施用量。 

  2.2 应用于草坪绿化 

  草坪绿化是衡量城市现代化的重要指标,在城市建设中具有突出的作用,不但可以绿化城市、保护环境,还能维持城市的生态平衡。由于草皮基质的供应不足,导致无法满足草皮生产的需要[6]。将污泥堆肥应用于草坪生产,不但可以降低草坪肥料成本,又能解决污泥的出路问题[7]。 

  李艳霞等人[8]研究了城市污泥堆肥用作草皮基质对草坪草生长的影响。结果表明,城市污泥堆肥能明显提高黑麦草的地上和地下生物量和叶绿素含量,可增加土壤有效态氮、磷含量,促进植物叶片对氮的吸收,提高草坪的质量。 

  李萍萍等人[9]研究了施用城市污泥堆肥对土壤理化性质及白三叶生长的影响,发现施加污泥堆肥可提高土壤中有机质含量和肥效,土壤中各形态氮的含量均有增加,并且能促进白三叶的生长。显然,污泥堆肥既可以保证草坪的茁壮成长,也能提升草坪的质量,污泥堆肥应用于草坪生产具有广阔前景。 

  2.3 应用于林地 

  近年来,随着我国城市化进程加快,城市绿化率不断提高,急需大量苗木种植,营养土资源紧缺,大部分园林绿地土壤处于营养严重不足的状态,苗木长势欠佳。将污泥堆肥作为林地土壤营养基质,不但使污泥堆肥远离食物链,就近得以安全处置,又增加了林地土壤营养基质,加快苗木生长,对城市可持续发展有重要意义。 

  刘海星等人[10]研究了污泥堆肥对绿化土壤特性和香樟树生长的影响,发现随着污泥堆肥比例的增加,土壤有机质、全氮、全磷明显增加,pH 值明显降低,香樟树在污泥堆肥占25 %、30 %比例时,叶绿素含量、株高达最大值。 

  赵广琦等人[11]田间试验研究发现,污泥堆肥的不同用量处理与对照相比,12 种花灌木的株高、冠幅都有不同程度的增加。施用污泥堆肥的株高比同期的对照处理增长了13%~28%,冠幅增加了26%~ 48%,处理量5.0%是各花灌木生长的最佳投放量。同时污泥堆肥使它们的开花、结果习性产生了一定程度的变化,对提高它们的开花质量有一定的促进作用。 

  2.4 应用于矿山修复 

  经过开采的矿山周围的生态是极其脆弱的,尤其是土壤结构发生了巨大的改变,土壤中有机质含量减少,导致土壤贫瘠[12]。而污泥堆肥产物中含有许多有机质,利用其作为矿山废弃地的土壤修复基质,不但可以消纳大量污泥,而且可以利用污泥中植物必需的养分,以及污泥堆肥较强的持水性和保水性等物理特性,更新废弃地土壤生态系统,改善矿山土壤环境,使其有利于植物生长进而修复矿山环境。 

  武淑文等人[13]研究了城市污泥用于尾矿废弃地土壤改良的可行性,研究结果表明污泥堆肥从3方面对尾矿废弃土地进行了修复,分别为提高尾矿废弃地的土壤肥力,改善尾矿废弃地理化性质,提高矿山废弃地微生物的活性,从而解决了矿山修复的难题。 

  赖发英等人[14]将污泥施入矿区土壤种植枸树,发现随着污泥施用量的增加,土壤有机质含量呈递增趋势,增幅为32.58%~126.9%,土壤养分整体上也呈递增趋势。因此,尾矿废弃地施用污泥堆肥能有效改善土壤肥力,有利于植被恢复。   2.5 应用于垃圾填埋覆盖 

  传统垃圾填埋场大多数使用黏土对垃圾填埋体进行覆盖,造成土壤资源浪费,而垃圾填埋场封场种植是国内填埋场生态修复土地再利用的主要手段,种植植物对营养基质需求量大,将污泥堆肥后的产物应用于垃圾填埋场覆盖[15],既解决了城市土地资源紧缺和污泥堆肥安全利用的问题,又解决了垃圾填埋场封场种植植物营�B不足的问题,为加速垃圾填埋场封场绿化转化为植物园、园林、公园等生态景观创造条件。 

  3 结语 

  随着污泥堆肥应用途径的增多,既可解决污泥的出路问题,又提供了养分资源,具有良好的环境效益和经济效益,在今后相当长的一段时间内,堆肥将是我国污泥处理的主要发展方向,研究和推广经济上合理、技术上切实可行的实用技术,从而实现污泥资源的合理利用具有重要意义。 

  参考文献: 

  [1]黄雅曦,李 季,李国学. 污泥处理与资源化利用现状分析[J]. 农业环境科学学报, 2003,22(6): 765~768. 

  [2]李国学. 有机固体废弃物堆肥与利用研究进展[C]∥佚名.土壤与植物营养研究新动态(第三卷). 北京:中国农业出版社, 1995. 

  [3]李艳霞,陈同斌,罗维,等. 中国城市污泥有机质及养分含量与土地利用[J]. 生态学报, 2003, 23(11): 2464~2474. 

  [4]李淑芹,田仲鹤,金宏鑫,等. 施用城市污泥堆肥对土壤和大豆器官重金属积累的影响[J]. 农业环境科学学报, 2014, 33(2): 352~357. 

  [5]褚艳春,葛骁,魏思雨,等. 污泥堆肥对青菜生长及重金属积累的影响[J]. 农业环境科学学报,2013, 32(10): 1965~1970. 

  [6]江生泉,姜自红,汤士勇. 生态型无土基质草毯生产设计研究[J]. 安徽农学通报, 2015, 21(23): 87~89. 

  [7]赵 莉,李艳霞,陈同斌,等. 城市污泥专用复合肥在草皮生产中的应用[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(4): 501~503. 

  [8]李艳霞,赵莉,陈同斌. 城市污泥堆肥用作草皮基质对草坪草生长的影响[J]. 生态学报,2002, 22(6): 797~801. 

  [9]李萍萍,薛彬,孙德智. 施用城市污泥堆肥对土壤理化性质及白三叶生长的影响[J]. 北京林业大学学报,2013, 35(1): 127~131. 

  [10]刘海星,沈伟. 城市污泥好氧堆肥肥料对绿化土壤特性和香樟树生长的影响[J]. 净水技术, 2011, 30(3): 61~66 

  [11]赵广琦,沈烈英,王智勇,等. 城市污泥堆肥对12 种花灌木生长的影响[J]. 西北林学院学报, 2011, 26(5): 87~90 

  [12]雷冬梅,段昌群,王明. 云南不同矿区废弃地土壤肥力与重金属污染评价[J].农业环境科学学报,2007,26(2): 612~616. 

  [13]武淑文,杨迎冬,黄成. 城市污泥用于尾矿废弃地土壤改良的可行性研究[J]. 安徽农业科学, 2013, 41(33): 12993~12998. 

  [14]赖发英,王国锋,孙永明,等. 城市污泥对矿区土壤性状的影响[J]. 核农学报, 2010, 24(2): 349~354. 

  [15]刘洪涛,马达,郑国砥,等. 城市污泥堆肥在园林绿化及相关领域中的应用[J]. 中国给水排水, 2009, 25(13): 117~119

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