利用城市固体废弃物生产有机复合肥施用效果研究

简介： 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。

关键字：污水处理厂污泥 生活垃圾 粉煤灰 有机复合肥

将污泥、垃圾和粉煤灰按4∶5∶1的配比先常温下好氧堆肥15 d，再经过40～50 d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。

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，Mn，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

表2 两种有机复合肥的成分

肥料种类 N(%)P2O5(%)K2O(%)水稻用11 45甘蔗用 14.3 4 5

2 有机复合肥的增产效果

处理试验面积(m2}肥料施用量

(kg/亩)试验区水稻平均产量

注：市售高效三元复合肥肥效成分为N∶P2O5∶K2O=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。

处理试验面积(m2}肥料施用量

(kg/亩)试验区水稻平均产量

注：① *号表示为两平行试验；

②市售三元复合肥成分为N∶P2O5∶K2O=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。

处 理试验面积

(m

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；

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∶P2O5∶K 2O=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

注：数据单位为mg/kg。

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

注：①数据单位为mg/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。

参考文献

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）：10～13

3 冯亚斌，陈全. 关于我国垃圾填埋厂目前存在问题的探讨.环境保护，2000，

(10)：14 ～16

4 吴鸿钧. 城市垃圾处理技术及应用前景. 环境保护，2000，

(1

2)：14～16

5 廖宗文. 工业废物的农用资源化：理论、技术和实践. 北京：中国环境科学技术出版社，1996

6 杨丽芬，李友虎. 环保工作者实用手册. 北京：冶金工业出版社

◇作者通讯处：541004 广西桂林工学院资源与环境工程系

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7

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○龙腾锐 姜文超 400045 重庆大学B区 城市建设与环境工程学院