论文部分内容阅读
污泥高温好氧堆肥是利用污泥中有机物生物分解释放出的热量来提高和维持污泥堆肥反应体系的温度、进而由高温加速微生物对有机物的代谢并使污泥获得快速稳定化的技术。堆肥作为污泥资源化利用的一种前处理方式,备受青睐。然而,污泥堆肥过程中,存在反应速率低、氮损失量大、容易散发恶臭等问题。本文据此提出了投加KH2PO4-K2HPO4缓冲溶液以强化堆肥速率,以鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)结晶法减少体系中氮素损失的解决方法,并缓解臭气的释放。主要研究结果如下:(1)探究了缓冲溶液投加量对污泥堆肥体系的影响。投加0.1mol·kg-1 DM,KH2PO4和0.1 mol·kg-1 DM,K2HPO4堆体效果最好。堆体温度在高温期(>50℃)维持17d,满足无害化条件;有机物降解率为36.3%,比对照组提高了15.6%;CO2损失量为105.8 g,微生物的活性略有提高;pH值维持在7.5-8.5之间,有利于微生物活动繁殖;NH3-N损失量比对照组减少了46.7%。(2)探究了缓冲溶液与鸟粪石法结合对污泥堆肥体系的影响。投加0.2 mol·kg-1 DM,MgSO4,0.1 mol·kg-1 DM,KH2PO4和0.1mol·kg-1 DM,K2HPO4堆体效果最好。堆体温度在高温期(>50℃)维持17d,满足无害化条件;有机物降解率达到36.8%,比对照组提高了23.1%;SCOD浓度为7.5 g·kg-1 DM,对SCOD的去除效果优于对照组;CO2损失量为118.9 g,微生物的活性略有提高;pH值维持在7.5-8.5之间,有利于微生物活动繁殖和鸟粪石沉淀的形成;电导率达到3.8 mS·cm-1,符合后续土地利用的要求;NH3-N损失量比对照组减少了62.5%;氮素损失量比对照组减少了72.7%,能有效提高堆肥产品中的肥效。(3)分析了Mg:P比例和缓冲溶液投加时间对污泥堆肥体系的影响。第0d投加0.13 mol·kg-1 DM的MgSO4,在第5d投加0.1 mol·kg-1DM的KH2PO4和0.1 mol·kg-1 DM的K2HPO4堆体效果最好。有机物降解率达到35.5%,比对照组提高了32.0%;SCOD浓度为37.7 g·kg-1DM,SCOD的去除效果优于对照组;pH值维持在7.5-8.5之间,有利于微生物活动繁殖和鸟粪石沉淀的形成;NH3-N损失量比对照组减少了60.0%;堆肥产品中的可溶性NH4+-N含量高于对照组,能有效提高堆肥产品中的肥效。(4)XRD图证实了缓冲溶液-鸟粪石处理中鸟粪石沉淀的形成。缓冲溶液将pH值维持在微生物活动繁殖和鸟粪石形成的合适范围内,Mg2+先与HPO42-结合形成MgHPO4,再与被缓冲溶液保持在堆体的NH4+结合生成MgNH4PO4·6H2O,从而有效减少了氮素损失。