利用城市固体废弃物生产有机复合肥施用效果研究.doc

利用城市固体废弃物生产有机复合肥施用效果研究　　摘要：城市污水处理厂污泥和生活垃圾及粉煤灰富含作物生长所需的氮、磷、钾等营养成份和大量有机质，可以充分利用到农业生产中，将污泥、垃圾和粉煤灰按4∶5∶1配比堆肥发酵，并根据地域特点研制水稻和甘蔗有机复合肥田间试验表明，制成的有机复合肥对水稻和甘蔗均有较好的增产效果，并可以改善土壤结构，提高土壤的肥力　　关键词：污水处理厂污泥生活垃圾粉煤灰有机复合肥　　为保护环境，我国近几年建设了大量的污水处理厂，相应地产生了大量的污水污泥，据统计英、美两国在过去的几年中污泥每年增长5%～10%，年产干污泥分别达到1.7×106t和9×106t［1］我国每年产生的污水污泥达到1亿t［2］以上（湿污泥）由于污泥中含有大量的有害物质及细菌、各种寄生虫卵、大量的病原微生物等，热值低、含水率偏高，极有可能产生二次污染现象1998年我国668座城市共产生城市生活垃圾达1.2亿t［3］，而我国城市生活垃圾的增长速度为10%左右［4］，这些城市固体废弃物的处置方法主要有焚烧、填埋、投海、烧砖、筑路等，这些处置方法均有较大的弊端，如费用高、能耗大或卫生问题等因此利用其堆肥制造成有机复合肥，走资源化利用之路，对今后合理利用城市固体废弃物具有重要的现实意义。

　　将污泥、垃圾和粉煤灰按4∶5∶1的配比先常温下好氧堆肥15d，再经过40～50d的厌氧堆肥发酵，这些物质中有机物基本上转化为较为稳定的腐殖质，而且其中的臭味全部去除，外观呈松散状将堆肥成品经自然干化、烘干后和经过配方计量所需的无机肥料氮、磷、钾肥及部分微量元素等混合后进行粉碎造粒，最后制成有机复合肥　　堆肥试验自1998年6月至9月，历时3个多月堆肥期间，通过记录温度和测量堆料中氧浓度的变化情况，相应改变通风量大小，以保证最佳堆肥效果并于1999年至2000年将研制好的有机复合肥送桂林市农业科学研究所分别对早稻、晚稻和甘蔗进行田间试验，验证施用效果　　1城市固体废弃物制造有机复合肥的肥效　　城市固体废弃物制造的有机复合肥中含有大量的有机质，它会增加土壤中负电荷及促进微生物活动，通过化学、电化学及生物化学作用，对NH4+，K+等养分产生吸附和调节作用，速效成分快而不猛，与其中的缓效成分配合得当，肥效快而持久，可避免施用化肥那种"大起大落"不均衡供肥的毛病，还可以增强保肥力，减少养分的淋失，特别在南方高温多雨的条件下，在缺乏有机质的瘦土、沙土上，有机复合肥的保肥力特别明显另外有机复合肥还可以活化土壤中的N，P，K及Si，n，Zn等成分，提高有效性，改善土壤理化性质。

有研究［5］认为，施用有机复合肥存在着时空效应，有机复合肥中有机无机成分具有同时间、共空间的特点，即有机复合肥中的有机无机成分从一开始就结合在一起，这比先施有机肥、后施化肥的传统施肥方法优越，传统方式即使同时施用有机肥和无机肥，有机无机成分在土壤中的空间分布上也有差异，远不如有机复合肥均匀　　考虑到广西地区的土壤特征，结合桂林市污泥、垃圾的特点，根据广西地区主要农作物为水稻和甘蔗因此本研究选取水稻和甘蔗作为主试作物，分别研制了供水稻和甘蔗施用的有机复合肥要满足作物对N，P，K需求,污泥的添加量一般不会超过40%,这样对于直接施用污泥垃圾堆肥产品时,重金属的含量可减少一半,试验时采用的配比见表1　　表1有机复合肥中主要物质比例　　　　成份　　堆肥产品　　过磷酸钙　　尿素　　钾肥　　比例(%)　　29～33　　26～28　　23～25　　18～20　　从表1可以看出,污泥垃圾的添加量未占到1/3,最后生产出的两种有机复合肥的肥效成分见表2　　表2两种有机复合肥的成分　　肥料种类　　N(%)　　P25(%)　　K2(%)　　水稻用　　11　　4　　5　　甘蔗用　　14.3　　4　　5　　2有机复合肥的增产效果　　研制的两种有机复合肥的成分完全满足国家有机复合肥的标准，即N，P，K总量(N+P25+K2)≥18%。

笔者在桂林市农业科学研究所的协助下对早稻、晚稻、甘蔗等作物进行了作物田间施肥试验从表3可知，对于晚稻施用有机复合肥和市售高效三元复合肥均比对照组增产，平均增产约12%，有机复合肥比市售三元复合肥每亩少施5kg，因此有机复合肥肥效略优于市售三元复合肥　　表3施肥后晚稻的产量情况(1亩=6662)　　处理　　试验面积(2}　　肥料施用量(kg/亩)　　试验区水稻平均产量(kg/亩)　　较对照区增产　　(kg/亩)　　(%)　　对照组　　13.3　　446.75　　市售复合肥　　13.3　　40　　500　　53.25　　11.9　　有机复合肥　　13.3　　35　　504.25　　57.5　　12.9　　注：市售高效三元复合肥肥效成分为N∶P25∶K2=13%～15%∶7%∶3%　　对于早稻,我们也进行了试验在同一水平下,有机复合肥比对照组增产约18%～19%，而市售高效三元复合肥比对照组增产约13%，有机复合肥的肥效比市售三元复合肥高6个百分点，见表4　　表4施肥后早稻产量情况(1亩=6662)　　处理　　试验面积(2}　　肥料施用量(kg/亩)　　试验区水稻平均产量(kg/亩)　　较对照区增产　　(kg/亩)　　(%)　　对照区　　13.30　　408　　市售复合肥　　13.3　　40　　460.5　　52.5　　12.9　　有机复合肥*　　13.3　　40　　483　　75　　18.4　　有机复合肥*　　13.3　　40　　486　　78　　19.1　　注：①*号表示为两平行试验；②市售三元复合肥成分为N∶P25∶K2=13%∶5%∶7%。

　　有机复合肥对甘蔗的生长有更加明显的促进作用，甘蔗的出苗数、产量均有较大幅度增加，见表5　　表5施用肥料后甘蔗的产量情况(1亩=6662)　　处理　　试验面积(2)　　肥料施用量(kg/亩)　　下种数(颗/亩)　　出苗数(颗/亩)　　试验组甘蔗平均产量(kg/亩)　　增产(%)　　混合肥　　24.0　　尿素50；钙镁磷肥53.5；氯化钾15　　7503　　3530　　4903　　市售复合肥　　24.0　　200　　7503　　3891　　5193　　22　　有机复合肥　　24.0　　160　　7503　　4058　　6336.5　　29　　注：①肥料施用量以亩施氮量为标准；②市售高效三元复合肥的成分为N∶P25∶K2=13%∶7%∶5%　　3施用有机复合肥的安全问题　　3.1城市固体废弃物中重金属问题　　对于我国大部分大城市,由于工业废水接入城市排水管网，因此会造成污水污泥中某些重金属离子的含量偏高城市垃圾和粉煤灰中也存在着某些重金属离子偏高的问题在处理这类城市固体废弃物时应谨慎对待,避免由于重金属而引起二次污染桂林市属于旅游城市，重工业少，城市污水厂主要以处理生活污水为主，正常情况下不存在重金属离子超标问题，城市垃圾也基本满足要求，见表6。

　　表6城市固体废弃物中金属离子含量　　组分　　As　　d　　Pb　　u　　r　　Ni　　Zn　　污水处理厂污泥　　37.0　　0.85　　384　　136　　594　　98　　453　　国家农用污泥标准［6］　　75　　15　　1000　　500　　1000　　200　　1000　　城市垃圾　　75.7　　1.16　　390.3　　162.3　　157.3　　56.8　　352　　城镇垃圾农用标准［6］　　30　　3　　100　　300　　粉煤灰　　30　　1.12　　410　　46　　180　　71　　农用粉煤灰标准［6］　　75　　10　　500　　500　　500　　注：数据单位为g/kg　　从表6可以看出，桂林市污水污泥中重金属含量完全符合国家农用污泥标准，可以在每6662中以2000kg的施用量长期施用城市垃圾也基本满足国家标准,粉煤灰由于只作为添加剂，故其重金属含量不会带来直接影响本研究用堆肥物料进行堆肥时,污泥为40%,垃圾为50%，粉煤灰为10%，其堆肥成品在制作的有机复合肥中用量为29%～33%左右,所以成品肥料中重金属的含量不会超标　　3.2有机复合肥农用重金属安全性　　为确定施用有机复合肥是否安全，在有机复合肥、市售高效三元复合肥进行肥效试验时，采集了稻茎和稻谷样品测定其重金属含量，见表7。

　　表7水稻稻茎、稻谷中重金属元素含量　　样品　　As　　d　　r　　u　　Ni　　Pb　　Zn　　备注　　有机复合肥　　-　　0.023　　9.3　　15　　8　　11　　19.3　　稻谷中　　市售复合肥　　-　　0.01　　8　　12　　7　　8　　20　　对照组　　-　　0.023　　10　　14　　9　　9.3　　34.3　　有机复合肥　　-　　0.04　　22　　55　　14　　15　　59　　稻茎中　　市售复合肥　　-　　0.05　　25　　18　　13　　16　　67　　对照组　　-　　0.057　　33　　20　　17　　20.3　　77.7　　注：①数据单位为g/kg；②"-"表示含量小于0.005；③数据由原中南工业大学重点实验室测定，分析方法均为等离子-原子发射光谱法　　从表7中可以看出,在水稻的稻谷和稻茎中，重金属元素含量均无明显差异，表明施用有机复合肥不会造成重金属在植物体内和果实中蓄积，进一步说明施用有机复合肥是安全的由于肥料中重金属含量没有超过国家农用标准，故本研究未对土壤中重金属的变动情况进行测定　　4效益分析　　(1)环境效益利用城市污水污泥和生活垃圾堆肥后生产有机复合肥，大大减少蚊蝇等的滋生机会，降低病原菌存活时间，切断了病原菌传播到人类的途径,避免了城市污水污泥二次污染和城市垃圾的潜在威胁。

将城市固体废物回用到自然中，在保护城市环境的同时，又解决了农业上造成的偏施无机肥使土壤养分比例失调、土壤退化等问题,有利于农业生态环境良性循环和农业经济的可持续发展　　(2)社会效益把污泥、垃圾、粉煤灰综合利用生产农用有机复合肥,为农业部门提供了优质、价廉、高效的生态肥料，也使作物增产增收，同时变废为宝,既发展了环保产业，同时也为城市增加了新的就业机会　　(3)经济效益若按年产5万t的生产能力进行经济核算，按照本研究的方法生产出的有机复合肥成本价为800～850元/t，而市售高效三元复合肥市场售价一般为1100～1200元/t，因此本研究的有机复合肥有较好的经济效益，市场应用前景良谩?　　参考文献　　1RDDavis.TheipatfEVandUKenvirnentalpressuresnthefuturefsludgetreatentanddispsal.aterEnvirnanage,1996,10(2):65～69　　2韦朝海，陈传好.污泥处理、处置与利用的研究现状分析.城市环境与城市生态，1998，11（4）：10～。