陈腐垃圾填埋场腐殖土好氧堆肥-浸提技术工艺研究

第３６卷第１期２０２０年２月湖南有色金属ＨＵＮＡＮＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳＭＥＴＡＬＳ作者简介：韩凤（１９８７－），女，工程师，主要从事生态工程与环境修复工作。陈腐垃圾填埋场腐殖土好氧堆肥－浸提技术工艺研究韩凤，邵乐，史学峰，李昌武（航天凯天环保科技股份有限公司，湖南长沙４１００１０）摘要：以某生活垃圾填埋场腐殖土为研究对象，采用好氧堆肥－浸提技术进行腐殖土中可溶性盐类、有机质、重金属的有效处理，探究不同Ｃ／Ｎ比、微生物菌液添加量、浸提剂添加比例、浸提时间下腐殖土的处理效果，确定最优的好氧堆肥－浸提技术工艺条件。结果表明：调节腐殖土中Ｃ／Ｎ为２５∶１后，添加４５Ｌ微生物菌液，保持好氧堆肥条件后，以１∶１体积比添加浸提剂，浸提８ｈ，反复两次后，再用清水浸提一次，处理后腐殖土能满足《绿化种植土壤》（ＣＪ／Ｔ３４０－２０１６）标准。关键词：腐殖土；好氧堆肥；浸提；微生物中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：Ａ文章编号：１００３－５５４０（２０２０）０１－００６１－０４陈腐垃圾，也叫矿物垃圾，是指填埋场或堆放多年的城市生活垃圾。自２０世纪７０年代以来，我国逐渐开始采用填埋方法处理处置城市生活垃圾。近年随着大规模土地开发，这些填埋场地已成为稀缺资源，具有巨大的开发价值。但是由于非正规填埋场在运转期内未采取有效的防护措施，产生的水、气及臭味等污染，不仅对周边居民的生活造成了严重影响，还对地下水造成了危害。陈腐垃圾资源化处置是填埋场治理面临的最为重要的问题，尤其是含量最高的腐殖土处置尤为关键，开挖后的陈腐垃圾中５０％～７０％为筛下物腐殖土［１］。腐殖土富含有机质可作为绿化用地用土［２，３］，但是其利用作为绿化种植土壤或绿化养护用土需满足《绿化种植土壤》（ＣＪ／Ｔ３４０－２０１６）标准，其主要包括ｐＨ、有机质、含盐量等５项主控指标，ＣＥＣ、有效磷等１４项肥力指标，总镉、总汞等８项重金属含量指标［４］，而一般的腐殖土中主要超标指标为含盐量、有机质、重金属等。目前，针对陈腐垃圾填埋场腐殖土的处理相关报道较少，常规的腐殖土处理技术包括回转窑协同技术、好氧堆肥技术等。而回转窑协同处置技术不仅能耗大、成本高，而且针对腐殖土中含盐量和部分重金属处理效果不佳［５，６］；好氧堆肥技术能降低腐殖土中有机质含量，对土壤中重金属含量处理效果不佳，无法作为绿化用地，需要后续处理处置［７～９］。针对现有工艺存在的缺陷，本研究结合项目经验，经过不断试验研究，研发出“好氧堆肥－浸提技术”，并驯化培养出好氧产酸微生物。通过好氧堆肥－浸提技术联用处理陈腐垃圾填埋场腐殖土，主要解决腐殖土含盐量、有机质、重金属超标的问题。首先将腐殖土通过好氧堆肥，能充分利用微生物来降解腐殖土中有机质，再利用特殊的浸提剂将腐殖土中可溶性的盐类和重金属离子转移至液相，从而使腐殖土中有机质、含盐量和重金属含量同时有效降低，通过控制过程参数可达到《绿化种植土壤》（ＣＪ／Ｔ３４０－２０１６）标准，实现腐殖土有效资源利用，适合推广使用。１材料与方法１１供试材料在某生活垃圾填埋场随机采集陈腐垃圾，每个点位分层采集３个样品，每个样品重约５０ｋｇ。样品经风干后混合均匀，筛分得到粒径≤２ｃｍ筛下腐殖土，密封保存。腐殖土污染指标及性能见表１。表１腐殖土污染指标及性能序号指标腐殖土中含量《绿化种植土壤》（ＣＪ／Ｔ３４０－２０１６）超标情况１含盐量／ｇ·ｋｇ－１５８≤１０超标２有机质／ｇ·ｋｇ－１１２２１２～８０超标３铜／ｍｇ·ｋｇ－１８３０６００超标４锌／ｍｇ·ｋｇ－１１２０３８００超标５镉／ｍｇ·ｋｇ－１８５２超标１６湖南有色金属第３６卷１２试验方法及对比试验设计１２１试验方法微生物菌剂制备：将陈腐垃圾中提取分离的青霉属、曲霉属真菌接种于斜面上，２８～３５℃培养６ｄ。摇瓶培养液采用去离子水中加入１５％蔗糖、０２％硝酸盐、０１％磷酸二氢钾、０２５％七水硫酸镁，摇动容器直至溶质溶解，高温灭菌。用无菌水冲洗斜面微生物接种到摇瓶培养液中，置于恒温振荡培养箱中，培养６ｄ。经扩大培养后混合菌液中青霉属、曲霉属数量达到１０６ｃｆｕ／ｍＬ，最终分批接种到腐殖土中。应用试验：腐殖土中加入粪尿＋草木灰，调节腐殖土中Ｃ／Ｎ比。将腐殖土堆放成条垛形（宽∶高＝２∶１）后，往腐殖土中撒播微生物菌液，采用动态搅拌、静态通风相结合的方式，堆肥前３ｄ每天搅拌一次，后每２ｄ搅拌一次，实时监测好氧堆肥过程各项指标，控制好氧堆肥的温度为３０～５５℃，堆肥时间为１０ｄ。将腐熟的腐殖土转入固定池体中堆放后，腐殖酸配制成质量浓度为５％的浸提液，以一定体积比加入腐殖土中，浸提一段时间后，浸提废液排出；用腐殖酸浸提２次后再用清水浸提１次，浸提时间为８ｈ，浸提废水排出并统一收集后处理或回灌填埋场。腐殖土自然晾晒、脱水干化，测定腐殖土中有机质、含盐量、重金属含量