CN115433027A - 一种城市生活污泥堆肥的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市生活污泥堆肥的制备方法及应用，该制备方法包括以下步骤：步骤1、将污泥、木屑和秸秆混匀，调节堆肥物料C/N至20，含水率至60％；步骤2、开展45d高温好氧堆肥试验；每个好氧堆肥反应器均加入13kg堆肥原料，堆肥表面覆盖秸秆，起保温、除臭作用；堆肥期间，每4～5天翻堆一次；在升温阶段，每天定时以0.5m3/h的鼓风速度运作鼓风机30min，保证堆体通风，获取城市生活污泥堆肥。本发明对城市生活污泥进行堆肥处理，促使城市污泥堆肥以不同比例替代化肥氮，进行小麦‑水稻的盆栽实验，从而选择出最佳替代比例，明确城市污泥堆肥替代化肥施用产生的农学效益和环境生态风险。
Description
技术领域
本发明属于污泥处理技术领域，具体涉及一种城市生活污泥堆肥的制备方法及应用。
背景技术
污泥是指城市污水处理厂在污水处理过程中的副产物，是一种具有生物活性的混合物。城市污泥中含有丰富的有机质、N、P、K等营养元素，同时存在着黏度大、水分含量高、含有病原菌和重金属等问题。不经过妥善的处理和处置，污泥将会对土壤和人类环境造成严重污染。污泥的减量化、无害化、稳定化和资源化成为污泥处理和处置的主流方向。许多研究表明，堆肥是稳定污泥中有机物质，降解有毒有害物质，降低重金属风险的有效方法。堆肥能利用微生物活动将堆体中不稳定的有机质降解和转化成较为稳定的腐殖质，明显改善其理化性质和肥力性质，杀死病原菌和有害虫卵等。因此污泥堆肥已成为污泥安全处置的重要绿色途径和研究方向。
我国麦稻轮作生产体系对化肥的依赖度极高，化肥用量持续增长，肥料利用率却始终不高。化肥过量施用造成土壤普遍存在有机质含量下降、土壤结构退化、土壤微生物多样性和活性降低等问题，这为农业和环境的可持续发展带来了严重挑战。充分科学地利用有机和无机养分资源是改善土壤肥力水平和提高肥料利用效率的关键。
现在技术存在资源利用率不高、营养成份流失浪费﹑废物排放量大、容易造成二次污染等问题，在土地利用方面，没有明确的污泥堆肥比例，不能有效提高生长作物的养分积累量，难以达到污泥资源化利用的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种城市生活污泥堆肥的制备方法及应用，该方法解决了资源利用率不高、营养成份流失浪费﹑废物排放量大、容易造成二次污染的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种城市生活污泥堆肥的制备方法及应用。
本发明采用以下技术方案：一种城市生活污泥堆肥的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将污泥、木屑和秸秆混匀，调节堆肥物料C/N至20，含水率至60％。
步骤2、开展45d高温好氧堆肥试验：每个好氧堆肥反应器均加入13kg堆肥原料，堆肥表面覆盖秸秆，起保温、除臭作用；堆肥期间，每4～5天翻堆一次；在升温阶段，每天定时以0.5m3/h的鼓风速度运作鼓风机30min，保证堆体通风，获取城市生活污泥堆肥。
进一步地，污泥、木屑和秸秆按照10:1:1湿基质量比混匀。
进一步地，污泥的pH为7.60，有机质含量为470.65g/kg，全氮含量为16.01g/kg，全磷含量为12.80g/kg，全钾含量为12.10g/kg。
本发明采用的另一技术方案如下：一种城市生活污泥堆肥的应用，该应用为：
(1)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高土壤中氮、磷和钾的含量；和/或
(2)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高小麦在成熟期时生殖器官中干物质积累量增加；和/或
(3)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高水稻在成熟期时生殖器官中干物质积累量增加；和/或
(4)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高小麦中氮和磷的积累量；和/或
(5)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高水稻中氮、磷和钾的积累量；和/或
(6)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于小麦和水稻对氮、磷、钾的利用率。
其中，所述城市污泥堆肥替代化肥氮的替代率为25％，所述污泥堆肥替代率为污泥N替代量/常规化肥N施用量。
本发明对城市生活污泥进行堆肥处理，促使城市污泥堆肥以不同比例替代化肥氮，通过设置不同比例的污泥堆肥替代量，进行小麦-水稻的盆栽实验，从而选择出最佳替代比例，以明确城市污泥堆肥替代化肥施用产生的农学效益和环境生态风险；本发明的有益效果如下：
(1)本发明筛选出了适宜的城市污泥堆肥替代化肥比例，与常规纯化肥施用相比，污泥堆肥替代化肥氮施用对土壤氮素、磷素、钾素和有机质的提升效果更优，更有利于培肥土壤地力，提高肥效。
(2)本发明利用城市污泥堆肥替代化肥比例，能增加小麦和水稻植株干物质累积量，提高氮磷钾的积累量以及氮磷钾肥利用率，较常规施肥处理利用率分别提高了27.03％、26.17％、12.05％。
(3)本发明所用的堆肥材料为木屑、秸秆，成本较低且无任何毒副作用，对于环境清洁也高效，因此，利用本发明的方法得到的堆肥成本低且无安全隐患。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种城市生活污泥堆肥的制备方法及应用，选择有代表性的城市生活污泥为原料，开展40天高温好氧堆沤实验制成堆肥：设计不施化肥、常规纯化肥、堆肥以25％、50％、75％、100％和125％比例替代化肥氮等七个处理，开展小麦-水稻盆栽轮作试验。探讨了污泥堆肥替代化肥对土壤-作物体系养分含量，以期筛选出适宜的污泥堆肥替代化肥氮比例，为成都平原城市生活污泥堆肥安全农用提供理论依据和技术参考。
1、供试土壤
供试土壤为冲积物发育形成的渗育型水稻土，土壤质地为粘壤土，pH为7.38，有机质含量为26.48mg/kg,全氮含量为1.97mg/kg，全磷含量为0.48mg/kg,速效钾含量为98.67mg/kg。
2、供试污泥
供试污泥pH为7.60，有机质含量为470.65g/kg,全氮含量为16.01g/kg，全磷含量为12.80g/kg,全钾含量为12.10g/kg。
3、供试肥料
试验施用的氮肥为尿素，含N46％，磷肥为过磷酸钙，含P2O512％，钾肥为氯化钾，含K2O60％。
4、具体实验方案：
(1)堆肥处理
将污泥、木屑和秸秆按照10:1:1湿基质量比充分混匀，调节堆肥物料C/N接近20，含水率至60％左右开展为期45d高温好氧堆肥试验。每个好氧堆肥反应器均加入13kg堆肥原料，堆肥表面覆盖秸秆15mm，起保温、除臭作用，堆肥期间采用人工翻堆，每4～5天翻堆一次。升温阶段，所有处理每天定时连接鼓风机以0.5m3/h的鼓风速度运作30min，保证堆体正常通风。
(2)小麦-水稻盆栽轮作试验
按小麦季每kg土壤施入N0.16g、P2O50.08g、K2O0.08g折算，将污泥堆肥和化肥作基肥一次性施用。施肥静置2天后，每盆播种15颗小麦种子，三叶期定苗，每盆留4株长势一致的麦苗。生长期每隔3天浇灌一次水，通过称重法维持盆钵中土壤含水率在田间持水量的70％左右。小麦各生育期病虫草害防治同大田栽培管理。
在小麦收获后进行水稻的种植：
按每kg土壤施入N0.15g、P2O50.07g、K2O0.07g折算，将污泥堆肥和化肥作基肥一次性施用。施肥静置2天后，每盆移栽4株大小、长势一致的水稻秧苗。水稻生育期内，除落干烤田(持续一周时间，以促进水稻根生长并抑制无效分蘖)外，其余时间保持土壤淹水状态。水稻各生育期内病虫草害防治同大田栽培管理。
开展的是冬小麦-水稻轮作盆栽试验，试验时间为2020年11月至2021年9月(小麦于2020年11月2号播种，翌年4月29号收获；水稻于2021年5月15号移栽至盆内，9月4日收获，完成一个麦-稻轮作周期)。本研究以常规施氮量为平衡基准，根据测定的城市污泥堆肥中氮磷钾含量，处理中养分不足的部分，分别用尿素、过磷酸钙和氯化钾补充至全施化肥处理量。
小麦-水稻盆栽轮作实验设计如下：
设置CK：不施肥；
CF：常规纯化肥，其采用常规销售化肥，采用的是尿素，总含N含量≥46％，是山东润银生物化工股份有限公司生产；
SC1：25％污泥堆肥氮+75％化肥氮(污泥堆肥替代化肥氮25％)，
SC2：50％污泥堆肥氮+50％化肥氮(污泥堆肥替代化肥氮50％)，
SC3：75％污泥堆肥氮+25％化肥氮(污泥堆肥替代化肥氮75％)，
SC4：100％污泥堆肥氮(污泥堆肥替代化肥氮100％)，
SC5：125％污泥堆肥氮(污泥堆肥替代化肥氮125％)，
SC1-SC5指的是污泥堆肥替代化肥氮的替代率，分7组处理。
每个处理按分蘖期、抽穗期和成熟期重复3次，共计63盆，随机区组排列。每盆先播种15颗小麦种子，三叶期定苗，每盆留4株长势一致的麦苗。一个处理共有9盆，在分蘖期有3盆重复、在抽穗期有3盆重复、在成熟期有3盆重复。后期再进行水稻盆栽实验，每盆移栽4株大小、长势一致的水稻秧苗；各生育期内病虫草害防治同大田栽培管理。
试验在直径29cm、高24cm的聚乙烯盆钵中进行，每盆加入供试干土7kg。具体施肥方案如表1所示。
表1不同施肥处理方案
表2化肥施用量与污泥替代量
根据表2化肥施用量与污泥替代量计算污泥堆肥的替代率，比如用污泥堆肥替代25％化肥氮时，污泥也含了一定比例的磷和钾元素，表1中的污泥堆肥替代率为污泥N替代量/常规化肥N施用量。
(3)土壤样品的测定
分别于小麦和水稻分蘖期、抽穗期和成熟期每个时期取5个点混合取样法采集盆栽土壤，采用四分法取混合样品，剔除杂质装袋，一部分制备土壤鲜样，用于含水率、铵态氮和硝态氮测定；一部分自然风干，磨细后过1mm和0.149mm尼龙筛密封保存待测。土壤测定的项目和具体方法主要参考鲍士旦《土壤农化分析》(2005)，具体如下：
全氮测定采用半微量凯氏法；
铵态氮测定采用KCL浸提-靛酚蓝比色法；
硝态氮测定采用KCL浸提-紫外分光光度法；
全磷测定采用HClO4-H2SO4消煮-钼锑抗比色法；
有效磷测定采用0.5mol.L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；
全钾测定采用HClO4-H2SO4消煮-火焰光度法；
速效钾测定采用1.0mol.L-1NH4OAc浸提-火焰光度法。
(4)植株样品采集与指标测定
产量指标：成熟后室内考种测定产量指标，每个盆测定4株，测定标准参照“小麦种质资源描述规范和数据标准”包括有效分蘖数、穗粒数、千粒重和产量等指标。干物质累积量：分别于小麦和水稻分蘖期、抽穗期、成熟期按地上部和地下部采集作物植株样品，按植物器官在分蘖期时分为根部、叶片，在抽穗期分为根部、茎鞘、叶片、穗部，成熟期时分为根部、茎鞘、叶片、穗轴与颖壳(简称颖壳)和籽粒。将样品用自来水洗净后用去离子水淋洗，吸水纸吸干表面水后置于105℃杀青30min，然后在70℃条件下烘干至恒重，称重，计干物质累积量(生物量)。
氮磷钾素累积量：使用玛瑙研钵将各生育期采集的植株样品磨碎，过1mm尼龙筛，用浓H2SO4-H2O2消煮后，采用凯氏定氮法测定植株吸氮量，采用钼锑黄比色法测定植株吸磷量，采用火焰光度法测定植株吸钾量，并计算氮磷钾累积量(植株吸氮磷钾量与干物质累积量乘积)。
5.实验结果
表3小麦和水稻轮作体系肥料平均利用率
注：肥料利用率(Fertilizeruseefficiency,FUE)选取肥料吸收利用率(RE)表示。肥料吸收利用率＝(施肥处理作物成熟期植株吸氮磷钾总量-未施肥处理作物成熟期植株吸氮磷钾总量)/施氮磷钾量×100％。
施肥处理作物成熟期植株吸氮磷钾总量表示的是植物吸收的氮磷钾含量，小麦未施肥处理作物成熟期植株吸氮磷钾总量分别是：227.76mg、57.98mg和13.55mg；水稻未施肥处理作物成熟期植株吸氮磷钾总量分别是：666.41mg、161.70mg和37.35mg。
表3中每个数据点为均值±标准差，同列不同小写字母表示同一生育期不同处理在P<0.05水平上差异显著。
如表3所示，得出以下结果：
(1)麦-稻一年轮作后氮磷钾肥利用率以SC1处理最高，显著高于其余施肥处理，以全量替代化肥SC4处理下利用率最低。
(2)小麦-水稻一年盆栽轮作后，污泥堆肥替代化肥处理下土壤全氮较种植前提升15.4％～22.0％，矿质态氮含量较种前提升3.57％～25.81％，全磷含量较种植前升高2.45％～19.42％，全钾含量较种植前提升3.97％～15.04％，土壤速效钾较种植前提升0.7％～20.6％。其提升效果优于CF处理，呈现出随替代比例增大而增大的变化规律。
(3)小麦和水稻在成熟期时，生殖器官(颖壳和籽粒)中干物质积累量明显增加。与CF处理相比，SC1处理能增加小麦和水稻植株干物质累积量。但随污泥替代化肥比例逐渐增加，麦-稻干物质含量较CF处理不同程度下降，其中SC4处理下干物质量最低。
(4)与CF处理相比，SC1处理下小麦氮积累量增加13.33％，磷积累量增加了20.44％，钾积累量与CF处理持平，水稻氮积累量增加了12.12％，磷积累量增加了5.85％，钾积累量增加7.98％。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1.一种城市生活污泥堆肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将污泥、木屑和秸秆混匀，调节堆肥物料C/N至20，含水率至60％；
步骤2、开展45d高温好氧堆肥试验：每个好氧堆肥反应器均加入13kg堆肥原料，堆肥表面覆盖秸秆，起保温、除臭作用；堆肥期间，每4～5天翻堆一次；在升温阶段，每天定时以0.5m3/h的鼓风速度运作鼓风机30min，保证堆体通风，获取城市生活污泥堆肥。
2.如权利要求1所述的城市生活污泥堆肥的制备方法，其特征在于，所述污泥、木屑和秸秆按照10:1:1湿基质量比混匀。
3.如权利要求2所述的城市生活污泥堆肥的制备方法，其特征在于，所述污泥的pH为7.60，有机质含量为470.65g/kg，全氮含量为16.01g/kg，全磷含量为12.80g/kg，全钾含量为12.10g/kg。
4.一种如权利要求1-3中任意一项所述的城市生活污泥堆肥的应用，其特征在于，该应用为：
(1)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高土壤中氮、磷和钾的含量；和/或
(2)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高小麦在成熟期时生殖器官中干物质积累量增加；和/或
(3)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高水稻在成熟期时生殖器官中干物质积累量增加；和/或
(4)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高小麦中氮和磷的积累量；和/或
(5)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于提高水稻中氮、磷和钾的积累量；和/或
(6)在小麦-水稻轮作中，施用城市污泥堆肥与化肥氮，用于小麦和水稻对氮、磷、钾的利用率；
其中，所述城市污泥堆肥替代化肥氮的替代率为25％，所述污泥堆肥替代率为污泥N替代量/常规化肥N施用量。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1397529A (zh) * | 2001-07-18 | 2003-02-19 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种缓释复合肥的制备方法 |
| CN101602620A (zh) * | 2009-06-02 | 2009-12-16 | 清华大学 | 城镇污水污泥进行好氧堆肥的方法 |
| CN101781131A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-07-21 | 厦门水务集团有限公司 | 一种污泥堆肥方法 |
| CN102557368A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-11 | 机科发展科技股份有限公司 | 一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺 |
| CN105367148A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-02 | 丽水学院 | 一种脱水污泥高效好氧堆肥方法 |
| CN106278417A (zh) * | 2015-06-11 | 2017-01-04 | 重庆爱家乡控股集团有限公司 | 一种利用城市生活污泥生产生物有机肥的方法 |
| CN106892690A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-06-27 | 湖北生态工程职业技术学院 | 污水处理厂生活污泥堆肥处置方法 |
| CN108323264A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-07-27 | 四川农业大学 | 一种复垦土地生态培肥方法 |
| CN113636875A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-12 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种降低污泥堆肥过程中抗生素抗性基因丰度的方法 |
-
2022
- 2022-10-25 CN CN202211310480.2A patent/CN115433027A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1397529A (zh) * | 2001-07-18 | 2003-02-19 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种缓释复合肥的制备方法 |
| CN101602620A (zh) * | 2009-06-02 | 2009-12-16 | 清华大学 | 城镇污水污泥进行好氧堆肥的方法 |
| CN101781131A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-07-21 | 厦门水务集团有限公司 | 一种污泥堆肥方法 |
| CN102557368A (zh) * | 2010-12-20 | 2012-07-11 | 机科发展科技股份有限公司 | 一种城市污泥高温好氧堆肥处理工艺 |
| CN106278417A (zh) * | 2015-06-11 | 2017-01-04 | 重庆爱家乡控股集团有限公司 | 一种利用城市生活污泥生产生物有机肥的方法 |
| CN105367148A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-02 | 丽水学院 | 一种脱水污泥高效好氧堆肥方法 |
| CN106892690A (zh) * | 2017-04-13 | 2017-06-27 | 湖北生态工程职业技术学院 | 污水处理厂生活污泥堆肥处置方法 |
| CN108323264A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-07-27 | 四川农业大学 | 一种复垦土地生态培肥方法 |
| CN113636875A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-12 | 山东省科学院新材料研究所 | 一种降低污泥堆肥过程中抗生素抗性基因丰度的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 申长卫 等: "有机肥氮替代20%化肥氮提高豫北冬小麦氮肥利用率和土壤肥力", 《植物营养与肥料学报》 * |
| 苗茜;黄琼;朱小莉;马静;张广斌;徐华;: "有机肥等氮替代化肥对稻田CH_4和N_2O排放的影响", 生态环境学报 * |
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