[发明专利]一种减少城市污泥堆肥过程中氮素损失的方法

说明书

本发明涉及城市污泥处理领域，提供一种减少城市污泥堆肥过程中氮素损失的方法，包括以下步骤：将脱水污泥与磷酸盐缓冲溶液混合均匀后，再加入调理剂调节含水率，并混合均匀；混合均匀后的物料进行堆肥化处理，堆肥化处理过程中进行强制通风供氧。本发明通过向城市污泥中投加磷酸盐缓冲溶液，在加快污泥堆肥中有机物降解速率的同时，降低堆肥过程中氮素的损失。当向城市污泥中加入适量的磷酸盐缓冲溶液后，可以加速松散型胞外聚合物向可溶性有机物的转变，从而提高堆体内可生物利用的碳。堆体内的氨同化细菌在更多可利用碳源存在的情况下可以将更多的铵态氮转化成有机氮，而使氮素固定在堆体内，减少堆肥过程中氮素的损失。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种减少城市污泥堆肥过程中氮素损失的方法。

背景技术

城市污泥是活性污泥法处理市政污水的过程中产生的液态、半固态及固态的废弃物，主要由有机相、无机相和水分组成，污泥中含有大量持久性有机物、易降解有机物、重金属、恶臭物质、寄生虫卵和病原体等，因此污泥排入环境前需进行无害化、稳定化处理。污泥堆肥化处理是污泥稳定化处理的一种，污泥经堆肥后可用于耕地、园地和牧草地等，变废为宝。城市污泥的堆肥化处理有利于节约资源，实现可持续发展，但由于城市污泥的碳氮比低，因此在城市污泥堆肥过程中存在严重的氮素损失问题。氮素损失主要是由氨气挥发造成的。大量的氨气挥发对堆肥厂区操作人员造成健康威肋，还会造成酸雨以及增加自然中氮负荷，造成水体富营养化。此外，氮素作为肥料的主要成分，如果发生流失势必会降低堆肥产品的农用价值。

目前，减少氮素损失的控制方法主要有以下几种：(1)投加物理吸附可以有效的吸附堆肥产生的氨气，但容易吸附饱和，且吸附材料混入堆肥料后不利于堆肥产物的资源化利用；(2)投加化学药剂控制氮素损失，主要是通过中和反应将产生的NH3转化为NH₄⁺而固定在堆体内，这类化学物质主要有硫酸亚铁、稀硫酸、过磷酸钙等，但为了不影响堆体内微生物活性，这些酸性物质的投加量一般不宜过多，因此固氮量十分有限；(3)通过投加蔗糖、米糠等提高堆料内可利用碳的含量，促进氨的同化作用，将铵态氮转化为有机氮，但该类添加剂成本很高，且投加过量容易在堆肥初期造成酸积累，影响堆肥进程。

专利文献CN107285824A中公开了一种减少有机垃圾中氮素损失的堆肥方法。本发明所述方法包括将含有机垃圾的堆肥底物中加入氮素固定剂进行发酵，其中所述氮素固定剂由氧化镁和磷酸或者盐组成。本发明堆肥方法可以有效的提高有机物的降解，促进堆肥腐熟，缩短堆肥时间，同时降低堆肥过程中的氮素损失，增加堆肥的氮素的含量和养分有效性。该专利采用氧化镁和磷酸或者其盐作为氮素固定剂，主要是利用固定剂内的镁离子(Mg²⁺)和磷酸根(PO₄^3-)离子与堆体内的铵离子(NH₄⁺)发生沉淀反应，生产磷酸镁铵(MgNH₄PO₄)沉淀，即鸟粪石，固定过程为化学作用。而磷酸镁铵的生成对堆体内各离子的浓度以及生成环境要求比较高，实际操作难度较大。因此，选择一种合适实用的添加剂，有效的改善污泥的理化性质，在促进堆肥过程中有机质的降解速率的同时，减少氮素损失成为了污泥堆肥过程中面临的紧迫问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种减少城市污泥堆肥过程中氮素损失的方法。本发明中采用磷酸盐缓冲溶液作为添加剂，在加快污泥堆肥中有机物降解速率的同时，降低堆肥过程中氮素的损失。