混合基質的生物處理研究

郭端華，李 靈

(貴州赤天化桐梓化工有限公司，貴州 桐梓 563203)

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混合基質的生物處理研究

郭端華，李 靈

(貴州赤天化桐梓化工有限公司，貴州 桐梓 563203)

針對工業產生的固體渣難以處理的問題，將其預處理成為混合基質再進行生物法處理。在混合基質處理床上投放蚯蚓，然后在混合基質處理床覆蓋遮擋物，當每平米蚯蚓密度超過5 000只時移出超標蚯蚓。蚯蚓處理混合基質周期為60 d。研究表明，該方法能夠有效地改善土壤保水透氣能力，加快混合基質中有機物質的分解，是一種高效率、低成本的處理方法。

混合基質；蚯蚓；生物處理；固體渣

引 言

隨著煤化工產業的發展和污染防治設施的建設，一些不符合設計排放的粗渣和廢水經治理設施處理后產生的污泥成為新的污染源。例如，造紙廢水經生化處理后產生的污泥[1-5]。

以貴州一化工廠為例，每天煤氣化過程產生粗渣約500 t，這些固體渣除了很少部分得到綜合利用外，其余均為衛生填埋堆放處理，每年需填埋土地70余畝，這樣既浪費土地資源，還會產生二次污染。而焚燒法對環境也有不同程度的污染[6-10]。常見的蚯蚓反應器處理多是實驗室使用，或小試規模，沒有相關中、大規模且行之有效的蚯蚓處理工業混合基質中固體廢物的技術可借鑒。

本文利用蚯蚓處理工業混合基質的方向，以及混合基質與蚯蚓的分離方法，研究利用了一種生物技術，最大限度地減少了工業生產過程中污染的發生與排放，將其變廢為寶。

1 技術原理

工業固體渣大多采用填埋和堆肥處理方法，采用填埋法處理周期長，受土地面積制約，且會污染周圍環境；堆肥法中重金屬危害仍沒有得到有效去除，并且增加了一些化工原料的使用；而利用蚯蚓處理混合基質是一種生態環保的處理方法。目前，這項技術被歐美的企業廣為應用。利用蚯蚓的消化系統將混合基質進行分解代謝，蚯蚓體內的蛋白酶、淀粉酶等各種酶類能夠對混合基質進行生化轉化，產生蚯蚓糞便。而蚯蚓的糞便容易被自然分解和利用，且蚯蚓糞便孔隙度高，具有較好的保水性能，易被吸收，具有很好的存儲養分能力，可用于肥料和飼料的開發應用，是一種綠色的有機肥料，同時，可以用作育苗基質、除臭劑等。并且，利用蚯蚓的這種喜泥特性，也可以降低重金屬在混合基質中的含量。

2 技術方案

混合基質的制備：將燃煤渣、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質混合得到混合基質。混合基質的質量占比為：燃煤渣30%～40%，農業有機廢棄物40%～50%，其余為生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質。

用蚯蚓處理工業混合基質，包括如下步驟：1) 將工業混合基質倒入混合基質堆場，并將混合基質堆成混合基質處理床，混合基質處理床的高度為0.5 m，長、寬的大小根據混合基質堆場的長寬而定；2) 在混合基質處理床上投放蚯蚓，每平方米投放2 000條左右，在混合基質處理床上覆蓋遮擋物；3) 通過外界條件使混合基質處理床的溫度保持在25 ℃，含水率控制在60%～85%，15 d左右松土一次；4) 每20 d檢查一次蚯蚓密度，當每立方米蚯蚓密度超過5 000只時，移出超標蚯蚓；并清理混合基質處理床上的雜草，蚯蚓處理混合基質周期為60 d；5) 將處理后的混合基質作為肥料用于農田或育苗。

圖1為修建的混合基質堆場。混合基質堆場的大小以工廠混合基質量為基準，堆存量為2 d～3 d的混合基質量為宜，混合基質堆場可以修建為向一面傾斜的坡角，或中部高、兩邊低的堆場，在傾斜的坡面側修建污水收集溝，堆場坡角的傾斜度數一般為2°。修建好混合基質堆場后將混合基質倒入混合基質堆場，建議堆存在混合基質堆場的混合基質在21 d內處理為混合基質處理床；混合基質處理床的寬為1 m，長為15 m，兩處理床之間的間隔為5 m。堆存在混合基質堆場的混合基質在24 h內處理為混合基質處理床?；旌匣|處理床的溫度保持在18 ℃～25 ℃。使用廢舊的造紙毛布或聚酯造紙網遮擋物。在混合基質堆場四周撒有生石灰防線。將蚯蚓從處理后的混合基質中分離的方法是在處理后的混合基質床旁堆砌新的混合基質處理床，揭開覆蓋在處理后的混合基質床上的遮擋物，對處理后的混合基質床逐層進行疏松并用強光照射，使蚯蚓自行爬入新的混合基質處理床。

圖1 混合基質堆場示意圖

對處理后的混合基質床進行疏松的厚度為5 cm～10 cm，3 h后移走疏松層，另行堆放。在處理后的混合基質堆中放置4 000 μm(5目)規格的金屬網，在金屬網上放置蚯蚓愛吃的餌料，將其中多余的蚯蚓進行回收。

3 需要注意的問題

在放入蚯蚓后，由于混合基質底層不透氣，長時間蓄積的二氧化碳容易使蚯蚓缺氧，這會促使蚯蚓從混合基質中涌出，而腐敗產生的硫化氫和甲烷等氣體會使蚯蚓中毒。因此，在處理過程中應加強混合基質的通風，注意根據時間更換基料，如果出現涌出的現象，應該及時減薄混合基質厚度，去除有毒、腐敗的基質，加入蚯蚓糞便進行吸附處理。

如果遇到混合基質溫度較低，導致代謝緩慢，或者溫度過高，導致蚯蚓的生理發生紊亂，應保持基料一定的厚度，不能長期受光，如果遮光性差導致蚯蚓生病，則可以將病態的蚯蚓放入新的基質中與其他正常蚯蚓混養，一般可以恢復正常生理狀態。在周圍環境的處理上，需要做好防鼠、防蛇等措施，在處理池周圍可用石灰、高錳酸鉀等設置防線。

將蚯蚓放入混合基質后，對混合基質進行處理，處理時間完成后需將處理床中的蚯蚓引導到新的處理床上。其可以采用在處理后的混合基質床的旁邊堆砌新的混合基質處理床，揭開遮擋物對處理后的混合基質床進行逐層疏松并用強光照射，每次疏松的厚度為5 cm～10 cm ，使蚯蚓自行爬入新堆砌的混合基質處理床，也可在新堆砌的混合基質處理床中混入蚯蚓愛吃的餌料，吸引蚯蚓進入混合基質處理床；在轉移蚯蚓的過程中如若發現蚯蚓數量過多，可在處理后的混合基質床旁放置金屬網，在金屬網上放置蚯蚓愛吃的餌料，將其中多余的蚯蚓進行回收。

4 結語

通過對工業混合基質進行生物處理，具有高效率、低成本的特點，同時，蚯蚓對重金屬也有一定的吸收作用，可降低混合基質中重金屬的含量，蚯蚓的糞便也可以作為生物化肥使用。所采集的最佳值進行試驗后可知，該技術克服了目前蚯蚓反應處理混合基質無大、中規模技術參數的空白，方便對處理后的肥泥進行轉運，在處理后的舊床旁邊設置新的混合基質處理床，即省力省時，而且在轉移過程中不會對蚯蚓造成傷害。

[1] 張馨文，朱靜平，楊海英.蚯蚓活動對培養床基質中TN、TP含量及分布的影響[J].環境工程學報,2016,10(7):3800-3804.

[2] 王富強，王海花，張禹，等.蚯蚓處理熱帶農業廢棄物木薯渣的可行性[J].江蘇農業科學,2016,4(6):457-460.

[3] 洪敏，郭婧.蚯蚓生物濾池對污水中有機物的去除[J].中國林業產業,2016(5):274.

[4] 尹朝陽，雍毅，葉宏，等.蚯蚓生物處理混合基質系統動力學研究及探討[J].四川環境,2016(3):101-106.

[5] 劉殿鋒，連賓，吳春昊.蚯蚓對土壤中有機化學成分組成的影響[J].地球與環境,2016,44(3):318-328.

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[10]郭端華，范敏，趙柳軍，等.蚯蚓生物處理對竹漿造紙混合基質生物活性的影響[J].貴州農業科學,2011,39(5):103-105.

Study on the biological treatment of pulp sludge

GUO Duanhua, LI Ling

(Guizhou Tongzi Chitianhua Chemical Co., Ltd., Tongzi Guizhou 563203, China)

In view of the solid slag treatment problem in industrial production, this paper presents biological treatment for mixed matrix of solid slag. Then earthworms are thrown into mixed matrix treatment bed, and covers materials in the mixed matrix processing bed. When the earthworm density is more than 5 000 per SQM, removing the excess earthworms and cleaning up the sludge and weeds with the earthworm treatment is up to 60 days. Research shows that the method can effectively improve the ability of soil water retention, permeability, and accelerate the decomposition of organic material in the sludge, and is a processing method with high efficiency and low cost.

mixed matrix; earthworm; biological treatment; solid slag

2016-09-05

貴州省科技廳社發攻關項目(黔科合SY字〔2014〕3044號)，貴州省科技廳社發重大專項黔科合重大專項(字[2015]6011號)。

郭端華，男，1958年出生，應用研究員，從事化工工藝研發、工業固渣方面工作。

環境保護

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2016.05.33

X705

A

1004-7050(2016)05-0106-02