利用堆肥复合菌剂进行污泥好氧堆肥的方法

摘要

利用堆肥复合菌剂进行污泥好氧堆肥的方法，涉及一种污泥好氧堆肥的方法。本发明解决了目前污泥好氧堆肥方法中菌剂竞争力差，堆肥周期长，氮素损失大的问题。方法：一、菌液A的扩大培养；二、复合菌剂A的驯化培养；三、菌液B的扩大培养；四、复合菌剂B的驯化培养；五、取污水厂脱水污泥，加入调理剂混合；六、接入复合菌剂A，堆置；七、在堆体的表面覆盖一层复合菌剂B，堆置，直至堆体温度达到环境温度，即完成污泥好氧堆肥。本发明的方法使堆体达到高温期的时间提前2～3天，堆肥周期缩短至10～15天，使堆体氨气挥发量降低30％～50％，减少了环境污染，提高了肥效。应用于污泥的好氧堆肥化处理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污泥好氧堆肥的方法。

背景技术

随着城市生活污水和工业废水的处理量日益增大，大量的过剩污泥已成为二次污染源，严重制约着城市环境改善和污水处理厂的发展。传统堆肥法一般都是采用增加营养或改善环境条件的方法，利用堆制原料中的土著微生物来降解有机物。但堆肥初期土著微生物量少，繁殖较慢，存在发酵时间长、产生臭味，氮素大量损失而使肥效低等问题。因此，研究学者开始使用微生物强化技术，向堆料中接种功能菌剂。

目前，微生物强化技术应用于污泥好氧堆肥中的主要方法有：一、将扩培后的菌剂制成粉剂，直接喷洒或倒入堆体中；二、将菌种在种子培养基中培养，将菌液与堆体混合。这两种方法都会使菌体无法快速适应污泥中恶劣、复杂的环境，导致接种后微生物强化效果不佳、竞争力差，堆肥化启动慢，堆肥周期也较长(一般大于20天)，从而增加了堆肥过程中臭气的排放和氮素的损失。

发明内容

本发明是为了解决目前污泥好氧堆肥方法中菌剂竞争力差，堆肥周期长，氮素损失大的问题，而提供一种利用堆肥复合菌剂进行污泥好氧堆肥的方法。

本发明利用堆肥复合菌剂进行污泥好氧堆肥的方法，按以下步骤进行：一、菌液A的扩大培养：将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比1～3∶1混合，取500ml装入1000ml的三角瓶中，将铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、短小芽孢杆菌和珊瑚色诺卡氏菌均按10％～20％的接种量接种到三角瓶中，在28～32℃下培养24～28h，得菌液A；二、复合菌剂A的驯化培养：将菌液A离心1～3min，转速为7000～9000r/min，将沉淀按5％～10％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中，充分混合后，置于培养箱中，每隔0.5～1h通风一次，通风速率为0.5～2m³/min·m³，并维持温度在30～35℃，培养3～5天，得复合菌剂A；三、菌液B的扩大培养：将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比1～3∶1混合，取500ml装入1000ml的三角瓶中，将绿色木霉、脱氮副球菌、黄曲霉、黄孢原毛平革菌和圆褐固氮菌均按10％～30％的接种量接种到三角瓶中，在48～52℃下培养24～28h，得菌液B；四、复合菌剂B的驯化培养：将菌液B离心1～3min，转速为7000～9000r/min，将沉淀按5％～10％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中，充分混合后，置于培养箱中，每隔0.5～1h通风一次，通风速率为0.5～2m³/min·m³，并维持温度在45～55℃，培养3～5天，得复合菌剂B；五、取污水厂脱水污泥，污泥的含水率为70％～85％，有机质含量为35％～80％，加入调理剂混合，污泥与调理剂的质量比为1∶1～3，得到碳氮比为25～35，含水率为55％～65％的混合物；六、按混合物质量的5％～10％接入复合菌剂A，混合后进行堆置，堆体高度为0.8～1.5m，通风速率为0.05～2m³/min·m³；七、当温度上升到45～55℃时，在堆体的表面覆盖一层厚度为0.05～0.15m的复合菌剂B，继续堆置，直至堆体温度达到环境温度，即完成污泥好氧堆肥；其中步骤五所述的调理剂为浮石、玉米秸秆和木屑的混合物；步骤五所述的碳氮比为质量比。

本发明有以下优点：

1、本发明所接种的复合菌剂在腐熟污泥中经过驯化培养，具有较强的竞争力和繁殖能力，能够快速适应环境，从而更好的发挥其功能；

2、在堆肥初期接种复合菌剂A，复合菌剂A经过驯化培养具有较强的竞争力，其主要功能是降解蛋白质、脂肪、淀粉等易降解的物质，使堆体迅速升温能够快速启动反应，使堆体达到高温期的时间提前2～3天，堆肥周期缩短至10～15天；

3、在堆肥高温期，堆体中含有大量的无机氮源，这些氮源在高温下极易挥发，采用覆盖的方式接入复合菌剂B，其主要功能为降解纤维素和半纤维素等难降解的物质，以及利用堆肥过程中产生的氨气，使堆体氨气挥发量降低30％～50％，减少了堆肥过程中臭气的排放和氮素的损失，减少了环境污染，提高了肥效。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式利用堆肥复合菌剂进行污泥好氧堆肥的方法，按以下步骤进行：一、菌液A的扩大培养：将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比1～3∶1混合，取500ml装入1000ml的三角瓶中，将铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、短小芽孢杆菌和珊瑚色诺卡氏菌均按10％～20％的接种量接种到三角瓶中，在28～32℃下培养24～28h，得菌液A；二、复合菌剂A的驯化培养：将菌液A离心1～3min，转速为7000～9000r/min，将沉淀按5％～10％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中，充分混合后，置于培养箱中，每隔0.5～1h通风一次，通风速率为0.5～2m³/min·m³，并维持温度在30～35℃，培养3～5天，得复合菌剂A；三、菌液B的扩大培养：将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比1～3∶1混合，取500ml装入1000ml的三角瓶中，将绿色木霉、脱氮副球菌、黄曲霉、黄孢原毛平革菌和圆褐固氮菌均按10％～30％的接种量接种到三角瓶中，在48～52℃下培养24～28h，得菌液B；四、复合菌剂B的驯化培养：将菌液B离心1～3min，转速为7000～9000r/min，将沉淀按5％～10％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中，充分混合后，置于培养箱中，每隔0.5～1h通风一次，通风速率为0.5～2m³/min·m³，并维持温度在45～55℃，培养3～5天，得复合菌剂B；五、取污水厂脱水污泥，污泥的含水率为70％～85％，有机质含量为35％～80％，加入调理剂混合，污泥与调理剂的质量比为1∶1～3，得到碳氮比为25～35，含水率为55％～65％的混合物；六、按混合物质量的5％～10％接入复合菌剂A，混合后进行堆置，堆体高度为0.8～1.5m，通风速率为0.05～2m³/min·m³；七、当温度上升到45～55℃时，在堆体的表面覆盖一层厚度为0.05～0.15m的复合菌剂B，继续堆置，直至堆体温度达到环境温度，即完成污泥好氧堆肥；其中步骤五所述的调理剂为浮石、玉米秸秆和木屑的混合物；步骤五所述的碳氮比为质量比。

本实施方式步骤一中的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，保藏号为21636；枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为23659；地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为10099；凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为20138；植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，保藏号为10643；短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)购买于中国科学院微生物研究所；珊瑚色诺卡氏菌(Nocardia coralline)购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为40100。

本实施方式步骤三中的绿色木霉(Trichoderma viride)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC)，保藏号为13001；脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC)，保藏号为10489；黄曲霉(Aspergillus flavus)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为41471；黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为40719；圆褐固氮菌(Azotobacter chroococcum)购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心，保藏号为8011。

本实施方式步骤五中的调理剂各组分之间按任意比混合。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比2∶1混合。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中将铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、短小芽孢杆菌和珊瑚色诺卡氏菌均按12～18％的接种量接种到三角瓶中。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中将铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、短小芽孢杆菌和珊瑚色诺卡氏菌均按15％的接种量接种到三角瓶中。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中在30℃下培养25～27h。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中将菌液A离心2min。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中转速为8000r/min。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中将沉淀按7％～8％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二中通风速率为1m³/min·m³。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二中维持温度在32～33℃。其它与具体实施方式一至九之一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤三中将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比2∶1混合。其它与具体实施方式一至十之一相同。

具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤三中将绿色木霉、脱氮副球菌、黄曲霉、黄孢原毛平革菌和圆褐固氮菌均按15％～25％的接种量接种到三角瓶中。其它与具体实施方式一至十一之一相同。

具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同的是：步骤三中在50℃下培养25～27h。其它与具体实施方式一至十二之一相同。

具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是：步骤四中将菌液B离心2min。其它与具体实施方式一至十三之一相同。

具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同的是：步骤四中转速为8000r/min。其它与具体实施方式一至十四之一相同。

具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：步骤四中将沉淀按7％～8％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中。其它与具体实施方式一至十五之一相同。

具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十六之一不同的是：步骤四中通风速率为1m³/min·m³。其它与具体实施方式一至十六之一相同。

具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是：步骤四中维持温度在50℃。其它与具体实施方式一至十七之一相同。

具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一至十八之一不同的是：步骤四中培养4天。其它与具体实施方式一至十八之一相同。

具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式一至十九之一不同的是：步骤五中污泥的含水率为80％。其它与具体实施方式一至十九之一相同。

具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式一至二十之一不同的是：步骤五中有机质含量为50％～70％。其它与具体实施方式一至二十之一相同。

具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是：步骤五中污泥与调理剂的质量比为1∶2。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。

具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式一至二十二之一不同的是：步骤五中得到碳氮比为30，含水率为60％的混合物。其它与具体实施方式一至二十二之一相同。

具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式一至二十三之一不同的是：步骤六中按混合物质量的7％～8％接入复合菌剂A。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。

具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式一至二十四之一不同的是：步骤六中堆体高度为1～1.2m。其它与具体实施方式一至二十四之一相同。

具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是：步骤六中通风速率为0.5～1.5m³/min·m³。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。

具体实施方式二十七：本实施方式与具体实施方式一至二十六之一不同的是：步骤七中在堆体的表面覆盖一层厚度为0.1m的复合菌剂B。其它与具体实施方式一至二十六之一相同。

具体实施方式二十八：本实施方式利用堆肥复合菌剂进行污泥好氧堆肥的方法，按以下步骤进行：一、菌液A的扩大培养：将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比2∶1混合，取500ml装入1000ml的三角瓶中，将铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、植物乳杆菌、短小芽孢杆菌和珊瑚色诺卡氏菌均按15％的接种量接种到三角瓶中，在30℃下培养26h，得菌液A；二、复合菌剂A的驯化培养：将菌液A离心2min，转速为8000r/min，将沉淀按6％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中，充分混合后，置于培养箱中，每隔0.8h通风一次，通风速率为1m³/min·m³，并维持温度在32℃，培养4天，得复合菌剂A；三、菌液B的扩大培养：将基础培养基和污泥渗滤液按照体积比2∶1混合，取500ml装入1000ml的三角瓶中，将绿色木霉、脱氮副球菌、黄曲霉、黄孢原毛平革菌和圆褐固氮菌均按20％的接种量接种到三角瓶中，在50℃下培养25h，得菌液B；四、复合菌剂B的驯化培养：将菌液B离心2min，转速为8000r/min，将沉淀按10％的接种量接种到经高温堆肥达到腐熟的污泥中，充分混合后，置于培养箱中，每隔1h通风一次，通风速率为1m³/min·m³，并维持温度在50℃，培养4天，得复合菌剂B；五、取污水厂脱水污泥，污泥的含水率为80％，有机质含量为60％，加入调理剂混合，污泥与调理剂的质量比为1∶2，得到碳氮比为30，含水率为60％的混合物；六、按混合物质量的8％接入复合菌剂A，混合后进行堆置，堆体高度为1m，通风速率为0.8m³/min·m³；七、当温度上升到50℃时，在堆体的表面覆盖一层厚度为0.1m的复合菌剂B，继续堆置，直至堆体温度达到环境温度，即完成污泥好氧堆肥；其中步骤五所述的调理剂为浮石、玉米秸秆和木屑的混合物；步骤五所述的碳氮比为质量比。

本实施方式使堆体达到高温期的时间提前3天，堆肥周期缩短至10天；堆体氨气挥发量降低了50％，减少了堆肥过程中臭气的排放和氮素的损失，减少了环境污染，提高了肥效。产生的堆肥呈褐色，团粒疏松，无臭气，手感松散，颗粒均匀，堆肥体积减少40％，堆肥周围没有活的蛆、蛹或新羽化的成蝇，不吸引蚊蝇，蛔虫卵死亡率达98％，放置一两天后表面有白色或灰色的霉菌出现，由上述各种指标表明了堆肥达腐熟。