剩余污泥好氧堆肥生產有機復合肥的農田試驗

剩余污泥好氧堆肥生產有機復合肥的農田試驗摘要：城市污水處理廠剩余污泥富含有機質及多種營養(yǎng)成分，是制做農肥的理想原料。利用污泥好氧動態(tài)堆肥裝置生產有機肥及有機復合肥是污泥利用的良好方式。小麥農田試驗結果表明；污泥肥具有較好的增產效果。同時進行的玉米和油菜盆栽試驗證明污泥肥能夠促進作物生長、提高作物品質。關鍵字：剩余污泥好氧堆肥有機復合肥農田試驗TheevaluationoforganiccomplexfertilizermadeofexcesssludgefromamunicipalwastewatertreatmentplantABSTRACT:TherearealotoforganicmassandNandPnutritionintheexcesssludgeofmunicipalwastewatertreatmentplantwhichisfertilizerfortheagriculture，Tomaketheorganiccomplexfertilizerofsludgecouldincreasethecropyield,improvesoilstructureandimprovethefertilityofsoil.KEYWORD:Excesssludge,aerobiccompost,organiccomplexfertilizer,fertilizerefficiency本文系北京市科委資助科研項目（課題編號951650500）的部分內容。1、引言隨著城市污水處理廠的逐步建成、完善，剩余污泥的處理和處置成為急需解決的問題。在各類污泥處置方式中，農業(yè)利用從我國具體情況來說是最為可行、最為現實的處置方案。其特點如下：1)可大量處置污泥，原則上只要污泥達到國家有關標準就可用于農田；2)污泥參與農田的自然物質循環(huán)過程，污泥中的氮、磷、鉀、有機質及微量元素是良好的農用肥料，對農作物有增產作用；3)污泥中有機質、腐植質可改善土壤結構，是良好的土壤改良劑；4)污泥農業(yè)利用使生產費用降低，適合我國目前的經濟發(fā)展狀況。但是污泥農用必須注意以下幾點：1)嚴格控制污水廠污泥的有毒、有害物質及病原微生物達到國家標準；2)應該特別注意污泥中重金屬的含量，根據其土壤背景值等情況，嚴格按照計算得到的污泥施用量進行施用；3)一般來說某塊農田使用污泥數量有一定限度，當達到這一限度時，污泥的農用就應停止一段時間后再繼續(xù)進行；4)農業(yè)利用應在安全施用量之下控制使用，同時整個污泥農業(yè)利用區(qū)應該建立嚴密的使用、管理、監(jiān)測和監(jiān)控體系。關注區(qū)域內的土壤、地下水、地表水、作物等等相關因子的狀態(tài)和變化，并根據發(fā)生的變化作出相應的調整。使得污泥的農業(yè)利用更加安全、有效，促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。北京市密云污水處理廠處理能力為1.5萬立方米/天，日產污泥5～6噸（含水率80％）。目前已建成了國內第一條完整的生產性規(guī)模的污泥制肥生產線，生產線由污泥預處理、好氧動態(tài)堆肥裝置和復混肥生產裝置構成。生產線已連續(xù)運行兩年，生產的有機復混肥銷售情況良好。2、試驗目的和試驗方法1）試驗目的在污泥無害化處理之后，可以有幾種農用方式：直接造粒后成為污泥顆粒肥適于機播，這種方式可以大量消納污泥，是大規(guī)模污水廠（日處理水量10萬噸以上）污泥的主要出路；污泥再復配一些化肥形成復混肥，因為要滿足N、P、K的含量要求，污泥的添加量不會超過50％，一般在10～15％。這樣，污泥的消耗量就較少，適合于小規(guī)模污水廠（日處理水量5萬噸以下）的污泥處置。我們在試制不同配方的肥料時，就針對不同規(guī)模污水廠的污泥量，設計了幾種配方(見表1)。橡表悟1蜓謠桌量試驗肥料成分工表縣朵臨（％）鐘營養(yǎng)成夕分盈紡肥料名矩稱付脈氮

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予(諷以倆K袖元素第計站)港有機質私商品化繪肥耍(那磷酸二顯銨結)券霧更23覽雪重21批束廈師罪商品復混肥秩請征10押軍閘8晚霞澤7竄綱慈有機復合驟肥壟A駕10.45獸9.7制4.6眼史22洪有機復合初肥穩(wěn)B別6.3廟8.5廊2.1羽18.2奮有機復合減肥棵C逝姐敏10筋傾罪8駛墨盲7乖4.5雖有機復合椅肥先D攜5.6增7.2店3.5沸閥22緊污泥顆粒肥龜3.5猜1.2雹0.9型臣502）試驗地點冬小麥農田試驗在大興龐各莊進行，油菜盆栽施肥試驗在北京市農科院溫室內進行，玉米苗期盆栽施肥試驗在農科院網室內進行。3）試驗設置1.冬小麥田間施肥試驗采用計算機制造的隨機排列表格安排試驗地塊，肥料在小麥播種前以基肥形式一次投加。各處理（不同施肥量）4重復(4個小區(qū))，共58個小區(qū)。各處理小區(qū)除試驗用的肥料品種和肥料施用量不同外，其小區(qū)面積(40m2)、小麥品種(京冬八號)、播種期(10月10日)、播種量(15公斤/畝)、播種方式(種子條播、行距30cm，播深3-4cm)、澆水、施肥等田間管理都完全相同。2.油菜及玉米盆栽試驗為了增加試驗作物和進一步驗證小麥田間施肥試驗結果，我們還進行了玉米和油菜盆栽施肥試驗。3、污泥的增產效果從污泥的養(yǎng)分含量來分析，污泥有增產效果。但增產幅度有多大，增產與施肥量的關系如何等等，需要通過田間施肥實踐來檢驗。為此，我們在大興龐各莊和北京市農科院分別進行了冬小麥、油菜、玉米等作物田間施肥試驗。結果如下：1）冬小麥a．施用污泥對小麥產量的影響施用污泥后小麥普遍增產，從表2可知，用200公斤純污泥制成的顆粒肥施用農田后，冬小麥子粒(食用部分)與不施污泥的對照地塊相比增產25.3％，每噸污泥增產小麥(子粒)216.5公斤。施用優(yōu)質化肥磷酸二銨(20kg/畝)比對照增產35.6％，略高于施用污泥。被表抓2波登株施用污泥對小想麥產量的影響資處域洲糠理號播前肥料施用侄量

皆(kg役/鍵畝臂)塵試驗區(qū)小麥子眉粒平均產量

籠(kg精/棵畝車)牌較對照增產汗噸污泥平均增輝產

技(kg干/附畝桑)譯(kg登/值畝咸)衛(wèi)(列%)日CK遵0辮171.0搭斷傾彼寒閃將化牛肥訂(權磷酸二打銨感)旱20趣238.8端60.8寶35.6售催超污泥顆粒肥肌200討214.3赤43.3標25.3收216.5b.摻加污泥復混肥對冬小麥產量的影響在研制有機復合肥時，我們使用發(fā)酵污泥來替代商品復混肥中的沸石粉，這樣既可以降低制肥成本，又可以增加肥料中有機質，提高肥料的綜合肥效。其農田施用效果可以從表3中做出比較。在同等施用量的條件下，摻入污泥的復混肥要比以沸石粉為骨料的普通商品復混肥增產效果好。農業(yè)工作者都知道化肥僅使當茬作物增產，而有機肥不僅使當茬作物增產還可在施用后2-3年內表現出增產的潛力。我們由于課題時間的原因，沒有進行多年的實驗，這里引用北京市農科院的研究結果。北京市農科院1989-1990年在北京雙橋進行了燕山石化廢水處理剩余污泥農用施肥試驗。結果表明在播種玉米前施用污泥不僅當茬作物玉米，就是第二茬作物小麥和第三茬作物水稻都有明顯的增產效果見表4。兩年里每施一噸污泥三茬作物共增產糧食473.4公斤，是100公斤優(yōu)質含氮、含磷化肥(磷酸二銨)增產糧食的1.3倍。第三年是否還有增產效果呢，由于時間關系，試驗未繼續(xù)下去，但從第三茬作物(水稻)收獲時土壤養(yǎng)分的分析結果來看，此時土壤內有機質含量較對照(不施污泥)增加35.2%，堿解氮高38.3%(見表5)。說明施污泥的地塊還有繼續(xù)增加的潛力。帶表樸3桃?guī)煂轿勰鄰突旆释杜c商品復混肥肯增產效果比較仍肥圣喪料什施用辣量析kg眾/仍畝謊試驗區(qū)小麥籽偉粒平均產量鄙殲kg等/膨畝懇較對照增產慕kg弱/投畝矮％嗚空白詞0希155.1錦遇縱美妄商品復混肥坐40矮225.0傲69.9船45.1爽有機復合圓肥于C咱20閘20陰209.8灘54.7款35.3輩有機復合捧肥瞞C旦40忠40碌231.6奮76.5層49.3虜有機復合露肥描C拴80芳80雀291.6嗓136.5朱88.0被表丟4蓄瘋玉米播前一次價施用污泥后兩抽年內三茬作物厲的增產效果付作份休物開不施污泥畝腸產訂(眉公睬斤蛋)胃施污泥地畝倒產詞(賠公嶼斤插)砌較不施污泥增矮產哥(率公及斤交/義畝毒)葉平均噸污泥增拿產茶(老公辜斤復)午春玉米乳186.3殿217.0籮冬小麥沃281.8施122.2啞水司肚胸稻惜290.6服134.1吊表辭5柴洋第一茬作物施晉用污泥后第三濾茬作物收獲時且土壤養(yǎng)分含量桂分凝析瀉*定處理名緞稱或爽土壤有機飲質且悼堿解膨氮較霜含講量艱(鳥%)蜂增加幅呆度脹舟含登量句(凡ppm)叔增伴加晚(福%)錘不施污泥對照群地亦宗1.22突錦榨52.0收匹心施污泥農斤田腥狹1.65形35.2足71.9裹38.3打*校:戀施污泥時間助為第198慚9項年起4王月，第三茬作渡物收獲取樣時異間警為均199鎮(zhèn)0燭年悉1有0難月此外，田間觀測表明，施用污泥的地塊土壤容重減小，空隙度增加，緊密度下降，易耕作保水保肥力強。因此施污泥除增產外，還有施化肥不可比擬的優(yōu)點。c.污泥對冬小麥生長發(fā)育的影響從表6可見，施用肥料后，小麥株高較不施肥料的對照組增高8.8-16.6cm。而且同子粒產量一樣是隨著肥料施用量的增加而增高。畝施200kg污泥顆粒肥的地塊，產量與施化肥(磷酸二銨)20公斤的地塊相當，但株高卻比施化肥處理矮6.1cm。眾所周知，在產量相同的情況下植株矮的地塊不易倒伏，它的三要素臨界值更高，具有更好的豐產性能。即從植株上來看，施用污泥顆粒肥比施化肥具有更大的增產潛力。闖表麥6樂交焦污泥對小麥株佳高和群體生長濱發(fā)育的影響礦處理

用名鷹稱育選污泥用遭量緣kg賠/乖畝湯狗株透高壁

援cm界各生育期總莖融數蒸(惡萬培/截畝靠)*忍畝拾產盼

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續(xù)*冶*幅：指磷酸二銨源。表6還列出了不同生育期小麥植株的群體結構。從表中可見，施污泥組與施化肥組比，雖然收獲時施污泥組總莖數(穗數)比施化肥組多，但在越冬期、撥節(jié)期小麥總莖數都較化肥組低。要知道冬小麥是兩年生越冬作物，冬前(12月上旬前)與早春(3月上旬)分蘗對小麥至關重要，因為只有這時期的分蘗大有可能成穗。因此爭取冬前多分蘗，冬后早分蘗是奪取小麥豐產的關鍵，施污泥的地塊這段生育期內總莖數(分蘗)較施化肥組少了。這說明：(1)施污泥的地塊土壤肥力未跟上，較施化肥地土壤中缺少有效養(yǎng)分；(2)如果往后土壤內有效養(yǎng)分相同，施污泥的地塊較施化肥的地塊減產。產生施污泥地塊缺少有效養(yǎng)分的原因是由于污泥的性質及氣候造成的。污泥中N、P、K等養(yǎng)分大多以植物不能直接吸收的有機態(tài)存在，其中有效態(tài)含量僅為總量的3-5%。而化肥如磷酸二銨中的氮、磷都是以施入土壤作物可立即吸收的離子態(tài)存在。在試驗地小麥播種偏晚的情況下，10月上旬播前施入地中的污泥在地溫逐日下降的冬前和嚴寒的冬季分解轉化很慢，從而造成冬前-早春施污泥地土壤有效養(yǎng)分較施化肥組少，可使小麥短期“饑餓”，地上部分出現表7所示冬前早春小麥分蘗較化肥組少的現象。三月份后隨著地(氣)溫逐日回升，污泥中有機質分解逐漸加快，并能源源不斷地供給小麥生長所需的氮、磷、鉀養(yǎng)分，而此時施化肥組土壤內氮磷養(yǎng)分已大部耗盡。因此3月份后施污泥地塊小麥群體生長逐漸追了上來，最終產量趕上或超過化肥處理。由此看來污泥宜作基肥，早期根據苗情適當追施化肥很有必要。如果將化肥摻入污泥中制成有機復合肥將能有效克服污泥肥效發(fā)生慢和化肥持續(xù)時間短的缺點，污泥化肥的增產能力都將得到充分發(fā)揮。2）油菜為了進一步驗證污泥施肥增產的結果，我們進行了油菜盆栽施肥試驗。結果表明(見表7)，污泥對油菜的增產效益十分明顯，污泥對油菜的生長發(fā)育有促進作用，地上部莖葉鮮重與盆栽土內污泥的投加量成正相關。此外，施用污泥后油菜葉片更加翠綠鮮嫩，與施污泥后小麥子粒千粒重增加一樣，使油菜的商品和營養(yǎng)價值都有所提高。3）玉米玉米盆栽結果與小麥、油菜一樣即污泥對玉米生長有明顯的促進作用，玉米幼苗的株高、莖粗都隨著污泥的投加量的增長而增加(見表8)。冤表傍7牙區(qū)扇污泥對油菜的尾增產效果負處理簡猶稱亂絨污泥施用厭量竹(壩%)狗地上部平均鮮肥重闖克瘦/句株臘摧增產駱值刃刪克竭/螞株工廳(隸%)竹對膊驗捉照封懂0捷7.08揉楊凳吧齊污泥顆粒欄肥攪情0.25第8.85都1.77軌25.0存污泥顆粒馳肥認鏈0.5鼠10.軍6巷奏下0昏3.52宰49.7襖污泥顆粒冊肥既噸1.0嚴13.07灣5.94蚊84.6遮表伐8榆貞夏雕芽污泥對玉米幼恒苗生長的影響仿處受繞俱理掙攻污泥投加量

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