专利名称：利用剩余活性污泥修复多环芳烃污染土壤的制作方法
技术领域：
本发明属于环境生物技术领域，涉及一种多环芳烃污染土壤的生物修复和污水处 理厂剩余活性污泥处置的联合方法。
背景技术：
多环芳烃是一大类广泛存在于环境中的难降解持久性有机污染物的总称。由于 他们具有“致畸、致癌、致突变”的“三致”效应，从而引起了各国环境保护部门的密切关注。 环境中的多环芳烃主要来源于煤炭和石油等有机物的不完全燃烧，其生成量同燃烧温度和 工艺等因素密切相关。炼油厂、煤气厂、煤焦油加工厂和浙青加工厂等炼焦和石油化工行业 的生产过程均会产生大量的多环芳烃，直接造成土壤污染，或者吸附在烟尘等微小颗粒物 上造成大气污染。大气中的多环芳烃又通过干湿沉降进入土壤环境，形成大面积的土壤污 染。土壤由于具有巨大的表面积和丰富的吸附基团，使得多环芳烃在土壤中大量积聚，对生 态环境和人类健康形成了巨大的威胁。目前，大量的研究集中在多环芳烃污染土壤的修复 方面，并取得了一些进展。多环芳烃污染土壤的修复方法有很多，可以大致划分为化学方法，物理方法和生 物学方法等。化学方法主要包括溶剂萃取法、氧化还原法和投加土壤改良剂等；物理方法主 要包括溶液淋洗法、固化稳定法和电动力学法等。生物修复方法常用于污染土壤修复，可具 体划分为微生物修复、植物修复和动物修复3种，其中以微生物与植物修复应用最为广泛。 同物理化学方法相比，生物修复具有对土壤干扰少、污染物降解率高、处理成本低等优点。 例如中国专利(申请号200610037639)公开了一种用于修复多环芳烃复合污染土壤的植 物学方法；中国专利(申请号200610134205)公开了一种用于多环芳烃污染土壤修复的固 定化降解菌的制备方法。工农业生产和人类日常生活过程中均会产生大量的生物质废弃物，如秸秆、米糠、 麦麸、甜菜渣、甘蔗渣等。据统计，我国每年仅秸秆这一种生物质的产生量就高达6亿吨。然 而这些生物质废弃物并没有得到充分的利用，而是被简单地采用焚烧等方式处理掉，造成 了资源的巨大浪费。生物质废弃物中含有大量的能源和养分，目前可以通过沼气发酵的方 式使生物质转化为沼气，回收部分能源；而发酵剩余的残渣亦可施入农田，使其中的氮磷钾 等养分回归土壤。但是如何充分利用生物质废弃物仍是各国研究人员的研究热点。如中 国专利(申请号98118918)公开了一种采用农作物秸秆生产高蛋白糖化生物饲料的方法; 中国专利(申请号0181拟89)公开一种采用生物质生产液体燃料的方法。活性污泥法是污水处理厂净化污水常采用的方法，因其处理效果好、成本低廉，在 污水处理中发挥着重要的作用。但是该方法也有一定缺陷，例如部分工艺剩余活性污泥 产量大、后续处理复杂、容易造成二次污染等。在采用传统工艺的污水处理厂运行过程中， 剩余活性污泥通常占污水处理总量的0. 5% 1. 0%，污泥处理所需费用约占运行费用的 30 % 40 %。并且，目前剩余活性污泥的后续处理主要采用填埋法，该法不仅占用了大量土 地，还造成了剩余活性污泥中营养物质的浪费，更易造成二次污染。寻找更加高效合理的剩
3余活性污泥处理方法成为研究人员关注的热点。例如中国专利(公开号CN 1850582)公 开了一种采用污水处理厂剩余活性污泥通过热处理-发酵工艺制备氢气的方法。中国专利 (公开号CN 1868929)公开了一种采用生石灰为原料水解剩余活性污泥来制备水解蛋白质 的生产工艺。生物质废弃物含有大量的有机物和氮磷钾营养元素，可以提高土壤肥力，改善土 壤理化性质，增加土壤团粒。剩余活性污泥是由微生物及其分泌产物和其他物质形成的复 杂的团聚体，含有大量的高活性的微生物，对有机物具有极强的氧化降解能力。采用生物质 废弃物和剩余活性污泥联合的方式进行土壤修复，既可以回收宝贵的肥料资源，避免了营 养物质和能源的浪费，又可以高效地修复土壤污染。目前，并没有文献报道采用该方法修复 多环芳烃污染土壤。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用污水处理厂的剩余活性污泥和生物质废弃物修复 多环芳烃污染土壤的方法。本发明所述的土壤污染修复方法如下1、将生物质废弃物(木屑、花生壳、玉米芯、秸秆、枯草落叶、果皮渣、麦麸、稻糠、 酒糟、甜菜渣、甘蔗渣、中药渣等)粉碎，大小为0. Icm 3cm。2、将生物质废弃物、剩余活性污泥和多环芳烃污染土壤按1 10 0.2 5 1 5的干重比充分混合，使其C/N比为50 150 1 10 (重量比)，补充水分至 30% 70% (重量比)。3、将上述混合物堆积在铺有隔离层的地面上，静态堆肥10 20天。期间2-5天 翻料1次，使物料保持混勻状态，也可以适时强制通风，增强微生物的代谢活性，以加速腐 熟过程。待堆肥达到部分腐熟，即可以用于土壤修复。4、将制备的堆肥按每亩300kg 3000kg的比例撒布在多环芳烃污染土壤上，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环芳烃等污染物。堆 肥中的微生物可以加速养分循环、增加土壤肥力。本发明技术方案依据环境生物学理论，采用生物质废弃物和污水处理厂的剩余活 性污泥为原料，合理优化工艺，修复多环芳烃污染土壤。本发明具有以下优点①合理处置 了生物质废弃物和剩余活性污泥，回收了其中的营养成分，避免了资源浪费；②对土壤中的 多环芳烃具有较高的去除效率；③投资少、成本低，原料来源于工农业生产中的废弃物。以 下通过具体实施例详细说明本发明的实施，目的在于帮助读者更好地理解本发明的精神实 质，但不作为对本发明实施范围的限定。
实施例将小麦秸秆粉碎至Icm左右，并与剩余活性污泥和多环芳烃污染土壤按照 3:1: 1(干量比)的比例混合，补充自来水至含水量为60%左右，混勻。将物料堆积在铺 有隔离层的地面上，静态堆腐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。将上述堆肥按每亩1200kg均勻撒布在含有多环芳烃污染的土壤上。深耕深翻。 处理50天后，表层土壤中各种多环芳烃含量降低39 91 %，如芴的含量从开始的97 μ g/
4kg降低到15 μ g/kg，菲从370 μ g/kg降低到203 μ g/kg，荧蒽从271 μ g/kg降低到119 μ g/ kg,芘从344 μ g/kg降低到156 μ g/kg,等等。
权利要求
1.一种生物修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，该方法是利用污水处理厂的 剩余活性污泥和生物质废弃物修复多环芳烃污染的土壤。
2.权利要求1所述的生物修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，生物质废弃物 包括木屑、花生壳、玉米芯、秸秆、枯草落叶、果皮渣、麦麸、稻糠、酒糟、甜菜渣、甘蔗渣、中 药渣、禽畜粪便。
3.权利要求1所述的生物修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于，该方法包括如 下步骤(1)将生物质废弃物粉碎，大小为0.Icm 3cm ；(2)将生物质废弃物、剩余活性污泥和多环芳烃污染土壤按(1 10) (0.2 5) (1 5)的干重比充分混合，使其C/N按重量比为(50 150) (1 10)，补充水分 按重量比至30% 70% ；(3)将上述混合物堆积在铺有隔离层的地面上，静态堆肥10 20天。期间2 5天翻 料1次，使物料保持混勻状态，也可以适时强制通风，增强微生物的代谢活性，以加速腐熟 过程。待堆肥达到部分腐熟，即可以用于土壤修复。(4)将制备的堆肥按每亩300kg 3000kg的比例撒布在多环芳烃污染土壤上，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环芳烃等污染物。堆肥 中的微生物可以加速养分循环、增加土壤肥力。
全文摘要
本发明涉及一种多环芳烃污染土壤的修复和污水处理剩余活性污泥处置的联合方法，属于环境生物技术领域。该方法主要是将多环芳烃污染土壤、剩余活性污泥和生物质废弃物混合堆腐处理，得到部分腐熟的堆肥，再将堆肥施用于多环芳烃污染土壤进行修复。该方法既能有效处理和处置剩余活性污泥，又能修复多环芳烃污染土壤，而且工艺简单、成本低。
文档编号B09C1/00GK102085529SQ20091024133
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者庄国强, 庄绪亮, 王新新, 白志辉, 韩祯 申请人:中国科学院生态环境研究中心