專利名稱：利用剩余活性污泥修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多環(huán)芳烴污染土壤的生物修復(fù)和污水處 理廠剩余活性污泥處置的聯(lián)合方法。
背景技術(shù)：
多環(huán)芳烴是一大類(lèi)廣泛存在于環(huán)境中的難降解持久性有機(jī)污染物的總稱。由于 他們具有“致畸、致癌、致突變”的“三致”效應(yīng)，從而引起了各國(guó)環(huán)境保護(hù)部門(mén)的密切關(guān)注。 環(huán)境中的多環(huán)芳烴主要來(lái)源于煤炭和石油等有機(jī)物的不完全燃燒，其生成量同燃燒溫度和 工藝等因素密切相關(guān)。煉油廠、煤氣廠、煤焦油加工廠和浙青加工廠等煉焦和石油化工行業(yè) 的生產(chǎn)過(guò)程均會(huì)產(chǎn)生大量的多環(huán)芳烴，直接造成土壤污染，或者吸附在煙塵等微小顆粒物 上造成大氣污染。大氣中的多環(huán)芳烴又通過(guò)干濕沉降進(jìn)入土壤環(huán)境，形成大面積的土壤污 染。土壤由于具有巨大的表面積和豐富的吸附基團(tuán)，使得多環(huán)芳烴在土壤中大量積聚，對(duì)生 態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康形成了巨大的威脅。目前，大量的研究集中在多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù) 方面，并取得了一些進(jìn)展。多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)方法有很多，可以大致劃分為化學(xué)方法，物理方法和生 物學(xué)方法等。化學(xué)方法主要包括溶劑萃取法、氧化還原法和投加土壤改良劑等；物理方法主 要包括溶液淋洗法、固化穩(wěn)定法和電動(dòng)力學(xué)法等。生物修復(fù)方法常用于污染土壤修復(fù)，可具 體劃分為微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動(dòng)物修復(fù)3種，其中以微生物與植物修復(fù)應(yīng)用最為廣泛。 同物理化學(xué)方法相比，生物修復(fù)具有對(duì)土壤干擾少、污染物降解率高、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)。 例如中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?00610037639)公開(kāi)了一種用于修復(fù)多環(huán)芳烴復(fù)合污染土壤的植 物學(xué)方法；中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?00610134205)公開(kāi)了一種用于多環(huán)芳烴污染土壤修復(fù)的固 定化降解菌的制備方法。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)日常生活過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生大量的生物質(zhì)廢棄物，如秸稈、米糠、 麥麩、甜菜渣、甘蔗渣等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年僅秸稈這一種生物質(zhì)的產(chǎn)生量就高達(dá)6億噸。然 而這些生物質(zhì)廢棄物并沒(méi)有得到充分的利用，而是被簡(jiǎn)單地采用焚燒等方式處理掉，造成 了資源的巨大浪費(fèi)。生物質(zhì)廢棄物中含有大量的能源和養(yǎng)分，目前可以通過(guò)沼氣發(fā)酵的方 式使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣，回收部分能源；而發(fā)酵剩余的殘?jiān)嗫墒┤朕r(nóng)田，使其中的氮磷鉀 等養(yǎng)分回歸土壤。但是如何充分利用生物質(zhì)廢棄物仍是各國(guó)研究人員的研究熱點(diǎn)。如中 國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?8118918)公開(kāi)了一種采用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)高蛋白糖化生物飼料的方法; 中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?181擬89)公開(kāi)一種采用生物質(zhì)生產(chǎn)液體燃料的方法。活性污泥法是污水處理廠凈化污水常采用的方法，因其處理效果好、成本低廉，在 污水處理中發(fā)揮著重要的作用。但是該方法也有一定缺陷，例如部分工藝剩余活性污泥 產(chǎn)量大、后續(xù)處理復(fù)雜、容易造成二次污染等。在采用傳統(tǒng)工藝的污水處理廠運(yùn)行過(guò)程中， 剩余活性污泥通常占污水處理總量的0. 5% 1. 0%，污泥處理所需費(fèi)用約占運(yùn)行費(fèi)用的 30 % 40 %。并且，目前剩余活性污泥的后續(xù)處理主要采用填埋法，該法不僅占用了大量土 地，還造成了剩余活性污泥中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)，更易造成二次污染。尋找更加高效合理的剩
3余活性污泥處理方法成為研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。例如中國(guó)專利(公開(kāi)號(hào)CN 1850582)公 開(kāi)了一種采用污水處理廠剩余活性污泥通過(guò)熱處理-發(fā)酵工藝制備氫氣的方法。中國(guó)專利 (公開(kāi)號(hào)CN 1868929)公開(kāi)了一種采用生石灰為原料水解剩余活性污泥來(lái)制備水解蛋白質(zhì) 的生產(chǎn)工藝。生物質(zhì)廢棄物含有大量的有機(jī)物和氮磷鉀營(yíng)養(yǎng)元素，可以提高土壤肥力，改善土 壤理化性質(zhì)，增加土壤團(tuán)粒。剩余活性污泥是由微生物及其分泌產(chǎn)物和其他物質(zhì)形成的復(fù) 雜的團(tuán)聚體，含有大量的高活性的微生物，對(duì)有機(jī)物具有極強(qiáng)的氧化降解能力。采用生物質(zhì) 廢棄物和剩余活性污泥聯(lián)合的方式進(jìn)行土壤修復(fù)，既可以回收寶貴的肥料資源，避免了營(yíng) 養(yǎng)物質(zhì)和能源的浪費(fèi)，又可以高效地修復(fù)土壤污染。目前，并沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道采用該方法修復(fù) 多環(huán)芳烴污染土壤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用污水處理廠的剩余活性污泥和生物質(zhì)廢棄物修復(fù) 多環(huán)芳烴污染土壤的方法。本發(fā)明所述的土壤污染修復(fù)方法如下1、將生物質(zhì)廢棄物(木屑、花生殼、玉米芯、秸稈、枯草落葉、果皮渣、麥麩、稻糠、 酒糟、甜菜渣、甘蔗渣、中藥渣等)粉碎，大小為0. Icm 3cm。2、將生物質(zhì)廢棄物、剩余活性污泥和多環(huán)芳烴污染土壤按1 10 0.2 5 1 5的干重比充分混合，使其C/N比為50 150 1 10 (重量比)，補(bǔ)充水分至 30% 70% (重量比)。3、將上述混合物堆積在鋪有隔離層的地面上，靜態(tài)堆肥10 20天。期間2-5天 翻料1次，使物料保持混勻狀態(tài)，也可以適時(shí)強(qiáng)制通風(fēng)，增強(qiáng)微生物的代謝活性，以加速腐 熟過(guò)程。待堆肥達(dá)到部分腐熟，即可以用于土壤修復(fù)。4、將制備的堆肥按每畝300kg 3000kg的比例撒布在多環(huán)芳烴污染土壤上，深翻 深耕。堆肥中含有大量的微生物和降解酶系，可高效降解土壤中的多環(huán)芳烴等污染物。堆 肥中的微生物可以加速養(yǎng)分循環(huán)、增加土壤肥力。本發(fā)明技術(shù)方案依據(jù)環(huán)境生物學(xué)理論，采用生物質(zhì)廢棄物和污水處理廠的剩余活 性污泥為原料，合理優(yōu)化工藝，修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)①合理處置 了生物質(zhì)廢棄物和剩余活性污泥，回收了其中的營(yíng)養(yǎng)成分，避免了資源浪費(fèi)；②對(duì)土壤中的 多環(huán)芳烴具有較高的去除效率；③投資少、成本低，原料來(lái)源于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物。以 下通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施，目的在于幫助讀者更好地理解本發(fā)明的精神實(shí) 質(zhì)，但不作為對(duì)本發(fā)明實(shí)施范圍的限定。
實(shí)施例將小麥秸稈粉碎至Icm左右，并與剩余活性污泥和多環(huán)芳烴污染土壤按照 3:1: 1(干量比)的比例混合，補(bǔ)充自來(lái)水至含水量為60%左右，混勻。將物料堆積在鋪 有隔離層的地面上，靜態(tài)堆腐15天。每3天翻料1次，使物料充分混勻，待物料部分腐熟， 得到堆肥。將上述堆肥按每畝1200kg均勻撒布在含有多環(huán)芳烴污染的土壤上。深耕深翻。 處理50天后，表層土壤中各種多環(huán)芳烴含量降低39 91 %，如芴的含量從開(kāi)始的97 μ g/
4kg降低到15 μ g/kg，菲從370 μ g/kg降低到203 μ g/kg，熒蒽從271 μ g/kg降低到119 μ g/ kg,芘從344 μ g/kg降低到156 μ g/kg,等等。
權(quán)利要求
1.一種生物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于，該方法是利用污水處理廠的 剩余活性污泥和生物質(zhì)廢棄物修復(fù)多環(huán)芳烴污染的土壤。
2.權(quán)利要求1所述的生物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于，生物質(zhì)廢棄物 包括木屑、花生殼、玉米芯、秸稈、枯草落葉、果皮渣、麥麩、稻糠、酒糟、甜菜渣、甘蔗渣、中 藥渣、禽畜糞便。
3.權(quán)利要求1所述的生物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于，該方法包括如 下步驟(1)將生物質(zhì)廢棄物粉碎，大小為0.Icm 3cm ；(2)將生物質(zhì)廢棄物、剩余活性污泥和多環(huán)芳烴污染土壤按(1 10) (0.2 5) (1 5)的干重比充分混合，使其C/N按重量比為(50 150) (1 10)，補(bǔ)充水分 按重量比至30% 70% ；(3)將上述混合物堆積在鋪有隔離層的地面上，靜態(tài)堆肥10 20天。期間2 5天翻 料1次，使物料保持混勻狀態(tài)，也可以適時(shí)強(qiáng)制通風(fēng)，增強(qiáng)微生物的代謝活性，以加速腐熟 過(guò)程。待堆肥達(dá)到部分腐熟，即可以用于土壤修復(fù)。(4)將制備的堆肥按每畝300kg 3000kg的比例撒布在多環(huán)芳烴污染土壤上，深翻深 耕。堆肥中含有大量的微生物和降解酶系，可高效降解土壤中的多環(huán)芳烴等污染物。堆肥 中的微生物可以加速養(yǎng)分循環(huán)、增加土壤肥力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多環(huán)芳烴污染土壤的修復(fù)和污水處理剩余活性污泥處置的聯(lián)合方法，屬于環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域。該方法主要是將多環(huán)芳烴污染土壤、剩余活性污泥和生物質(zhì)廢棄物混合堆腐處理，得到部分腐熟的堆肥，再將堆肥施用于多環(huán)芳烴污染土壤進(jìn)行修復(fù)。該方法既能有效處理和處置剩余活性污泥，又能修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤，而且工藝簡(jiǎn)單、成本低。
文檔編號(hào)B09C1/00GK102085529SQ20091024133
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者莊國(guó)強(qiáng), 莊緒亮, 王新新, 白志輝, 韓禎 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心