混合基質(zhì)的生物處理研究

郭端華，李 靈

(貴州赤天化桐梓化工有限公司，貴州 桐梓 563203)

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混合基質(zhì)的生物處理研究

郭端華，李 靈

(貴州赤天化桐梓化工有限公司，貴州 桐梓 563203)

針對工業(yè)產(chǎn)生的固體渣難以處理的問題，將其預(yù)處理成為混合基質(zhì)再進(jìn)行生物法處理。在混合基質(zhì)處理床上投放蚯蚓，然后在混合基質(zhì)處理床覆蓋遮擋物，當(dāng)每平米蚯蚓密度超過5 000只時移出超標(biāo)蚯蚓。蚯蚓處理混合基質(zhì)周期為60 d。研究表明，該方法能夠有效地改善土壤保水透氣能力，加快混合基質(zhì)中有機(jī)物質(zhì)的分解，是一種高效率、低成本的處理方法。

混合基質(zhì)；蚯蚓；生物處理；固體渣

引 言

隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和污染防治設(shè)施的建設(shè)，一些不符合設(shè)計排放的粗渣和廢水經(jīng)治理設(shè)施處理后產(chǎn)生的污泥成為新的污染源。例如，造紙廢水經(jīng)生化處理后產(chǎn)生的污泥[1-5]。

以貴州一化工廠為例，每天煤氣化過程產(chǎn)生粗渣約500 t，這些固體渣除了很少部分得到綜合利用外，其余均為衛(wèi)生填埋堆放處理，每年需填埋土地70余畝，這樣既浪費(fèi)土地資源，還會產(chǎn)生二次污染。而焚燒法對環(huán)境也有不同程度的污染[6-10]。常見的蚯蚓反應(yīng)器處理多是實(shí)驗(yàn)室使用，或小試規(guī)模，沒有相關(guān)中、大規(guī)模且行之有效的蚯蚓處理工業(yè)混合基質(zhì)中固體廢物的技術(shù)可借鑒。

本文利用蚯蚓處理工業(yè)混合基質(zhì)的方向，以及混合基質(zhì)與蚯蚓的分離方法，研究利用了一種生物技術(shù)，最大限度地減少了工業(yè)生產(chǎn)過程中污染的發(fā)生與排放，將其變廢為寶。

1 技術(shù)原理

工業(yè)固體渣大多采用填埋和堆肥處理方法，采用填埋法處理周期長，受土地面積制約，且會污染周圍環(huán)境；堆肥法中重金屬危害仍沒有得到有效去除，并且增加了一些化工原料的使用；而利用蚯蚓處理混合基質(zhì)是一種生態(tài)環(huán)保的處理方法。目前，這項(xiàng)技術(shù)被歐美的企業(yè)廣為應(yīng)用。利用蚯蚓的消化系統(tǒng)將混合基質(zhì)進(jìn)行分解代謝，蚯蚓體內(nèi)的蛋白酶、淀粉酶等各種酶類能夠?qū)旌匣|(zhì)進(jìn)行生化轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生蚯蚓糞便。而蚯蚓的糞便容易被自然分解和利用，且蚯蚓糞便孔隙度高，具有較好的保水性能，易被吸收，具有很好的存儲養(yǎng)分能力，可用于肥料和飼料的開發(fā)應(yīng)用，是一種綠色的有機(jī)肥料，同時，可以用作育苗基質(zhì)、除臭劑等。并且，利用蚯蚓的這種喜泥特性，也可以降低重金屬在混合基質(zhì)中的含量。

2 技術(shù)方案

混合基質(zhì)的制備：將燃煤渣、農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物、生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質(zhì)混合得到混合基質(zhì)?；旌匣|(zhì)的質(zhì)量占比為：燃煤渣30%～40%，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物40%～50%，其余為生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質(zhì)。

用蚯蚓處理工業(yè)混合基質(zhì)，包括如下步驟：1) 將工業(yè)混合基質(zhì)倒入混合基質(zhì)堆場，并將混合基質(zhì)堆成混合基質(zhì)處理床，混合基質(zhì)處理床的高度為0.5 m，長、寬的大小根據(jù)混合基質(zhì)堆場的長寬而定；2) 在混合基質(zhì)處理床上投放蚯蚓，每平方米投放2 000條左右，在混合基質(zhì)處理床上覆蓋遮擋物；3) 通過外界條件使混合基質(zhì)處理床的溫度保持在25 ℃，含水率控制在60%～85%，15 d左右松土一次；4) 每20 d檢查一次蚯蚓密度，當(dāng)每立方米蚯蚓密度超過5 000只時，移出超標(biāo)蚯蚓；并清理混合基質(zhì)處理床上的雜草，蚯蚓處理混合基質(zhì)周期為60 d；5) 將處理后的混合基質(zhì)作為肥料用于農(nóng)田或育苗。

圖1為修建的混合基質(zhì)堆場。混合基質(zhì)堆場的大小以工廠混合基質(zhì)量為基準(zhǔn)，堆存量為2 d～3 d的混合基質(zhì)量為宜，混合基質(zhì)堆場可以修建為向一面傾斜的坡角，或中部高、兩邊低的堆場，在傾斜的坡面?zhèn)刃藿ㄎ鬯占瘻?，堆場坡角的傾斜度數(shù)一般為2°。修建好混合基質(zhì)堆場后將混合基質(zhì)倒入混合基質(zhì)堆場，建議堆存在混合基質(zhì)堆場的混合基質(zhì)在21 d內(nèi)處理為混合基質(zhì)處理床；混合基質(zhì)處理床的寬為1 m，長為15 m，兩處理床之間的間隔為5 m。堆存在混合基質(zhì)堆場的混合基質(zhì)在24 h內(nèi)處理為混合基質(zhì)處理床。混合基質(zhì)處理床的溫度保持在18 ℃～25 ℃。使用廢舊的造紙毛布或聚酯造紙網(wǎng)遮擋物。在混合基質(zhì)堆場四周撒有生石灰防線。將蚯蚓從處理后的混合基質(zhì)中分離的方法是在處理后的混合基質(zhì)床旁堆砌新的混合基質(zhì)處理床，揭開覆蓋在處理后的混合基質(zhì)床上的遮擋物，對處理后的混合基質(zhì)床逐層進(jìn)行疏松并用強(qiáng)光照射，使蚯蚓自行爬入新的混合基質(zhì)處理床。

圖1 混合基質(zhì)堆場示意圖

對處理后的混合基質(zhì)床進(jìn)行疏松的厚度為5 cm～10 cm，3 h后移走疏松層，另行堆放。在處理后的混合基質(zhì)堆中放置4 000 μm(5目)規(guī)格的金屬網(wǎng)，在金屬網(wǎng)上放置蚯蚓愛吃的餌料，將其中多余的蚯蚓進(jìn)行回收。

3 需要注意的問題

在放入蚯蚓后，由于混合基質(zhì)底層不透氣，長時間蓄積的二氧化碳容易使蚯蚓缺氧，這會促使蚯蚓從混合基質(zhì)中涌出，而腐敗產(chǎn)生的硫化氫和甲烷等氣體會使蚯蚓中毒。因此，在處理過程中應(yīng)加強(qiáng)混合基質(zhì)的通風(fēng)，注意根據(jù)時間更換基料，如果出現(xiàn)涌出的現(xiàn)象，應(yīng)該及時減薄混合基質(zhì)厚度，去除有毒、腐敗的基質(zhì)，加入蚯蚓糞便進(jìn)行吸附處理。

如果遇到混合基質(zhì)溫度較低，導(dǎo)致代謝緩慢，或者溫度過高，導(dǎo)致蚯蚓的生理發(fā)生紊亂，應(yīng)保持基料一定的厚度，不能長期受光，如果遮光性差導(dǎo)致蚯蚓生病，則可以將病態(tài)的蚯蚓放入新的基質(zhì)中與其他正常蚯蚓混養(yǎng)，一般可以恢復(fù)正常生理狀態(tài)。在周圍環(huán)境的處理上，需要做好防鼠、防蛇等措施，在處理池周圍可用石灰、高錳酸鉀等設(shè)置防線。

將蚯蚓放入混合基質(zhì)后，對混合基質(zhì)進(jìn)行處理，處理時間完成后需將處理床中的蚯蚓引導(dǎo)到新的處理床上。其可以采用在處理后的混合基質(zhì)床的旁邊堆砌新的混合基質(zhì)處理床，揭開遮擋物對處理后的混合基質(zhì)床進(jìn)行逐層疏松并用強(qiáng)光照射，每次疏松的厚度為5 cm～10 cm ，使蚯蚓自行爬入新堆砌的混合基質(zhì)處理床，也可在新堆砌的混合基質(zhì)處理床中混入蚯蚓愛吃的餌料，吸引蚯蚓進(jìn)入混合基質(zhì)處理床；在轉(zhuǎn)移蚯蚓的過程中如若發(fā)現(xiàn)蚯蚓數(shù)量過多，可在處理后的混合基質(zhì)床旁放置金屬網(wǎng)，在金屬網(wǎng)上放置蚯蚓愛吃的餌料，將其中多余的蚯蚓進(jìn)行回收。

4 結(jié)語

通過對工業(yè)混合基質(zhì)進(jìn)行生物處理，具有高效率、低成本的特點(diǎn)，同時，蚯蚓對重金屬也有一定的吸收作用，可降低混合基質(zhì)中重金屬的含量，蚯蚓的糞便也可以作為生物化肥使用。所采集的最佳值進(jìn)行試驗(yàn)后可知，該技術(shù)克服了目前蚯蚓反應(yīng)處理混合基質(zhì)無大、中規(guī)模技術(shù)參數(shù)的空白，方便對處理后的肥泥進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，在處理后的舊床旁邊設(shè)置新的混合基質(zhì)處理床，即省力省時，而且在轉(zhuǎn)移過程中不會對蚯蚓造成傷害。

[1] 張馨文，朱靜平，楊海英.蚯蚓活動對培養(yǎng)床基質(zhì)中TN、TP含量及分布的影響[J].環(huán)境工程學(xué)報,2016,10(7):3800-3804.

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Study on the biological treatment of pulp sludge

GUO Duanhua, LI Ling

(Guizhou Tongzi Chitianhua Chemical Co., Ltd., Tongzi Guizhou 563203, China)

In view of the solid slag treatment problem in industrial production, this paper presents biological treatment for mixed matrix of solid slag. Then earthworms are thrown into mixed matrix treatment bed, and covers materials in the mixed matrix processing bed. When the earthworm density is more than 5 000 per SQM, removing the excess earthworms and cleaning up the sludge and weeds with the earthworm treatment is up to 60 days. Research shows that the method can effectively improve the ability of soil water retention, permeability, and accelerate the decomposition of organic material in the sludge, and is a processing method with high efficiency and low cost.

mixed matrix; earthworm; biological treatment; solid slag

2016-09-05

貴州省科技廳社發(fā)攻關(guān)項(xiàng)目(黔科合SY字〔2014〕3044號)，貴州省科技廳社發(fā)重大專項(xiàng)黔科合重大專項(xiàng)(字[2015]6011號)。

郭端華，男，1958年出生，應(yīng)用研究員，從事化工工藝研發(fā)、工業(yè)固渣方面工作。

環(huán)境保護(hù)

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2016.05.33

X705

A

1004-7050(2016)05-0106-02