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污泥稳定化产物的生态价值 --- 腐殖酸) s4 }0 l3 s; k( r* [" ~
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腐殖酸是一种富含多种活性含氧官能团的大分子有机物。
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1、腐殇酸的分类
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腐殖酸按其在环境中的形态又分为富里酸和胡敏酸。
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6 v% X7 W4 C, t5 y5 Z# x5 h( y
. ~9 m9 u, F9 C+ S
) v* ~0 M! ~# H' G K6 S% z富里酸一一是一类水溶性的小分子腐殖酸,在土壤中有较好的扩散性和渗透性,可被植物直接吸收利用;8 B$ ~1 T7 w' U; q' \0 a
9 c8 }4 W) w# L# ]# e4 q$ ~7 C3 W4 M- P胡敏酸一一是一类非水溶性的大分子腐殖酸,化学结构相对稳定,在土壤中的迁移性较差,不能被植物直接吸收利用,但在固定、储存营养元素、改善土壤肥力等方面发挥着重要功能。$ n/ T4 R! E0 P/ E% g% X4 x
% L( s3 x2 E+ @2、腐殖酸在地球化学中的重要性% \& B7 F+ x+ c( e `4 D+ R
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>在碳循环中,腐殖酸是动植物残体回归自然生态系统的中间介质,是能量交换的载体,也是化石能源(煤、石油、天然气)形成的前驱物。$ u' K9 j5 M& d* ], K" ~: t3 [
, f8 K' L# w' {$ u3 ]* R>污泥的稳定化过程是模仿自然过程,用工程化手段实现了微生物残体、有机物向腐殖酸的转化,促进了腐殖酸在地球化学中的碳循环。
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) c0 k# w4 ]$ w9 {' U( @6 }1 l. N! u4 Q$ X9 ^+ l
注:
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东北黑土地的有机质中有32%的腐殖酸;. ?5 I2 K: {3 s. r+ h3 o3 e0 Z
一般农业土壤和园林用土中腐殖酸含量有5%~25%;7 h( ]# {. D# s( ~' V' C% c e
稳定化处理后的沼渣、发酵物的腐殖酸占总有机质的10-20%。
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这些有机质、腔殖酸、微量营养元素、多种氨基酸和酶类等,能起到改良土壤的作用,有更要的土地利用价值。
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2 E/ O8 f- d+ _* q8 u3 p `3、腐殖酸对土壤生态系统的作用
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9 L' K2 Z j4 M% R$ i/ h>土壤结构的稳定剂:腐殖酸的胶体性能能改善土壤的团粒结构,使土壤吸水量增大,透气性增强,空隙度和持水量增加,有助于提高土壤的保水、保肥能力,从而改善作物的土壤环境。
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- g) P7 l. e9 L# f# g) C/ ^6 O>土壤的改良剂:腐殖酸含有较多的活性基团,盐基交换容量大,能够吸附土壤中更多的可溶性盐,同时阻碍教大数量的有害阳离子,降低土壤盐浓度和酸碱度,从而改良盐碱土壤。
3 M* Q. x5 _, \+ E$ P
* z$ I% ?6 ]/ B/ C. ]>重金属的国定剂:脱殖酸含有多种类的活性基团,与重金属离子、放射性核素以及芬香化合物等物质发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种物理化学反应,对转化和降解污染物,净化土壤环境起重要作用.: [- z F7 V8 X- j" H
: }3 C$ [; Z; L- T/ ]# D1 X>微量元素的溶解剂:腐殖酸可以与中、微量元素发生螯合反应,生成溶解性好、可被植物吸收种利用的螯合物,从而有利于植物对其吸收和利用.
2 a, ?; @& h2 @$ s4 h: S/ i6 Y- I
! Q3 ~. T( r" @>植物养料的仓库:腐殖酸能激活土壤酶从而加速微生物的生长,加快有机氮的矿化,减少氮的流失,也促使天然磷矿石的分解,增加可溶性磷,也能够吸收和储存钾离子。
9 N5 ^/ [& K4 o( n5 z( O
5 ~' O! u# W' @>固氮的载体:腐殖酸上的羟基(COOH)中的H+可以被NH4+取代,或醌基与氨发生加成反应,使土壤中易流失的游腐氨保留下未.
8 b. _" G- m' @. a5 r+ J# p3 B5 K, v
>土壤微生物的栖息地:腐殖酸的水溶性腐殖酸可作为碳源被土壤微生物物直接利用。' \7 J: J' @3 R. Q; ]& C% ?
+ ^% A N, o+ I8 h7 W1 _3 u5 F
污泥稳定化产物的生态价值一一营养元素* W* I2 h1 }/ L2 B7 Y8 [" L
K5 @& Z: C& L& u. ?
元素分析显示:
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>稳定化过程主要是碳元素和氨元素的转化,由有机态向无机态转化,由固态向气态转化,而磷和钾主要是富集;
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>沼渣经板框脱水后,钾元沐流失严重,磺元紧流失林对少,推测钾元紧主要存在于液林中,磷元素要存在于固林中;/ d% e5 K9 _0 V
: i7 U; A6 p' S; t1 X# n- f' I0 \>稳定化处理产物的养分含坤(以N+PoOs+KoO计)在7.5%~13.5%,远高于污泳农用和园林利用标准(氨磺钾合蛎>3%)
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物
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0 L" g$ q2 I# I& e& [' _6 ?) }
小妻试验田:以厌氧消化处理产物作为生物炭土,与黄土1:1混配种植小妻# k' e0 N% P7 M6 b/ h3 V
实验组(左):施用生物炭土的小麦地2 j* \* ^& x$ ]0 J
对照组(右):施用复合肥的小麦地 H" l/ h! {. Y1 n# R9 d
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- L4 S E7 d. H0 ^! D; s- V4 G) ~8 S, [0 ^: p: H
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污泥稳定化产物的生态价值一一功能微生物6 g8 }4 y; q a2 C5 g! c# l
0 Y3 v0 [- M, L6 ~; }实验组优势真菌:未分类的真菌
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对照组优势真菌:被孢霉菌、镰刀菌、明梭孢菌、漆斑菌、头梗霉菌(植物病原菌或动物病原菌)$ F) e: [2 y4 e9 \4 y
3 I* l" O. C8 n+ R1 a
+ Z, `+ z, D, n2 |$ o. w% ? t+ A" O2 n% b4 y, c. [8 M
不稳定态:会影响酶的活性和微生物群落的生长,还会被植物吸收富集;7 ?; \1 ?8 o" I1 \4 ^
6 s: W/ L6 T7 e$ a
稳定态:在自然界正常条件下不易释放,能长期稳定在沉积物中,不易为植物吸收。
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在厌氧消化过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性较差;重金属的形态分布与种类、基质、反应条件等环境因素有关。
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在好氧发酵过程中,污泥中的As、Pb、Cr、Cu易于形成稳定形态,而Zn、Cd和Ni稳定性相对较差,这与厌氧消化的规律相似。
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7 o5 I+ ]4 J2 O4 E; Y- F B: U" e1、充分认识污泥处理产物的双重属性6 n; @6 K+ F8 f5 m
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产物的资源化利用是终极目标. p& S) ~' ~) Z8 ]$ y) W' F
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资源化利用的前提是稳定化处理
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用资源和污染属性进行双重评价,选定合理的技术路线" s3 H5 P8 c# X+ b+ @8 e j5 d
9 g7 T( ], u5 ~3 c# P1 r1 H污泥不是一无是处,它也可以变废为宝。5 N$ K0 ?( }- r: q$ n2 r1 ?; Z/ c" J
1 Y" Q$ A/ N5 I/ ]: |) B# o2、正确理解重金属的限值
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我国的泥质标准存在如下问题:
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! v5 h! X6 c8 U: s4 F一一除农用外,园林、土壤改良和填埋,水泥焚烧重金属限值基本一样
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一一超标就没有办法了?
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一一没有说清楚是针对原污泥,还是针对处理后的产物。
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一一稳定化处理后,污泥形态发生了变化,重金属含重也发生了变化,标准值返有用吗?
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) b2 Q7 s1 r2 U! K+ |一一用重金属总命值不合理。' ~ G% x, t7 h+ x. C7 x
. a% j+ P5 {) P6 c一一重金属在处理过程,其形态会发生变化。; m, N% t. A8 o1 }1 z
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3、创新污泥处理产物土地利用的方式2 w3 |7 ^: {$ c
7 o$ g$ M1 D) E; {- F>没有创新的处置方式,好氧发酶、厌氧消化后的产物士地利用是一句空话。2 s/ ^( Z( U# J8 ?, v) ^
. Q, S7 c( s" N# V$ L7 `8 u>只有把处理产物出路做通了,才能够体现“绿色、循环、低碳“- @1 c. B$ S" k
“治理污染,重在循环,赢在循环“
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>资源化利用不仅表现在对当地生态文明建设提供了直接的支持,而旦在循环中嬴得了良好的经济效益;! N5 T* B) v' ]& z7 G6 o4 g% ^
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>在经济上实现赢,就为污染治理持续进行、有效进行提供了机制上的保障;
: x4 X, g3 b' u' V+ o& {) f- I2 n9 s3 ^# g/ G
>从循环中得益,也就促成了治污的良性循环,让污染治理不再被动,而是走向主动。
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