混合基質的生物處理及干燥研究

吳德禮，高敏紅，付開全，郭端華，王小利，段建軍，稅小波

（貴州赤天化桐梓化工有限公司，貴州貴陽 550008）

混合基質的生物處理及干燥研究

吳德禮，高敏紅，付開全，郭端華，王小利，段建軍，稅小波

（貴州赤天化桐梓化工有限公司，貴州貴陽 550008）

隨著社會的進步，工農業的發展，燃煤渣、活性污泥、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾成為了新的污染源。通過應用生物處理技術，能夠將混合基質處理成生物肥泥并干燥，變廢為寶并降低其致害性。對此，以一種混合基質蚯蚓處理技術為研究對象，首先對蚯蚓的生物特性進行分析，然后對該項處理技術的技術方案以及應用要點進行詳細探究。

蚯蚓；混合基質；處理技術

現如今，對于生活生產廢棄物，主要有兩種處理方式，分別為集中堆填處理辦法以及焚燒處理辦法，但是，這兩種處理辦法存在諸多弊端，會對水環境、大氣環境、土地環境造成污染，甚至會危害人類健康。現如今，生物處理技術發展迅速，并逐漸被應用于混合基質處理中，因此，對該項技術進行詳細探究具有十分重要的現實意義。

1 蚯蚓的生物學特點

蚯蚓是一種雜食性的環節動物，體呈圓柱狀，細長，各體節相似，節與節之間為節間溝。頭部不明顯，由圍口節及其前的口前葉組成。口前葉膨脹時，可伸縮蠕動，有掘土、撮食、觸覺等功能。肛門在體末端，呈直裂縫狀。蚯蚓雌雄同體，異體受精，性成熟個體有生殖環帶，其形態和位置因種屬不同而異；生殖帶的上皮為腺質上皮，其分泌物在生殖時期可形成卵繭。

蚯蚓在新陳代謝過程中，通過砂囊的機械研磨作用，破碎雜質顆粒，改變其物理性能；在體內微生物的協同作用下，利用其自身消化系統豐富的蛋白酶、脂肪分解酶、纖維素酶、淀粉酶加速分解基質纖維素及蛋白質等成分，將混合基質中的 N、P、K 等重要營養元素轉化為易溶、易吸收的形態，被機體利用；通過鈣腺分泌過剩的鈣或碳酸鹽，中和有機酸，調節體內的酸堿平衡，從而使蚓糞的pH值趨于中性，并結合基料中的礦物質后排入環境中。

基于蚯蚓所具有的生物特性，基于集中堆填式和焚燒式垃圾處理所存在的缺陷，將燃煤渣、活性污泥、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質按比例攪拌成適合蚯蚓生長繁殖的混合基質，在混合基質中養殖蚯蚓，利用蚯蚓的吸食特性和活動特性處理混合基質已成為一種發展趨勢。因此，提供一種用蚯蚓處理混合基質并將其干燥的裝置及其方法顯得尤為必要。

2 蚯蚓處理混合基質技術方案

一種用蚯蚓處理混合基質并將其干燥的裝置，它包括傾斜放置的槽體，在槽體的底部設有出料口，在槽體內設有順坡度傾斜的走廊，走廊將槽體分隔為兩塊以上的斜坡梭槽，在斜坡梭槽內設有與走廊垂直銜接的擋水槽，擋水槽將斜坡梭槽分隔成斜坡處理床和斜坡干燥床，斜坡處理床位于斜坡干燥床的上端；所述斜坡處理床的床底上設有供水管，在供水管上設有多個噴嘴，斜坡干燥床的床底設有加熱盤管，加熱盤管的高端通過蒸汽閥與蒸汽源相連接，低端通過冷卻液管與冷凝液槽連接，擋水槽通過污水管線與污水池連接。冷凝液槽和污水池分別通過冷卻液泵和污水泵將其所收集處理的水循環利用，既節約用水，又避免了污水所導致的污染。斜坡處理床的傾斜度小于斜坡干燥床的傾斜度，斜坡處理床的坡度為40° ～60°，斜坡干燥床的坡度為45° ～65°，以便于不同濕度和黏性的混合基質在斜坡梭槽內滑動。斜坡梭槽的寬度為 1 000～2 000mm。走廊由垂直連接于槽體的兩塊隔板構成，走廊寬度為450～500mm，隔板的高度為400～600mm，以方便操作人員巡檢、處理和干燥混合基質。加熱盤管通過管座固定在斜坡干燥床床底，其距離床底100～140mm，這樣既方便混合基質在斜坡干燥床上滑動，又能夠充分干燥該混合基質。

3 蚯蚓處理混合基質并將其干燥的方法

3.1 混合基質的制備

將燃煤渣、活性污泥、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質按比例攪拌成適合蚯蚓生長繁殖的混合基質，所述混合基質的質量百分比為：燃煤渣15%～20%（含水率45%～55%），活性污泥15%～20%（含水率76%～82%），農業有機廢棄物40%～50%，其余為生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質。

3.2 在斜坡處理床上鋪設混合基質

將混合基質放置在斜坡處理床上，混合基質從斜坡處理床上端加入，利用混合基質自身重力和斜坡處理床的傾斜度使其自動向下滑動，在斜坡處理床上形成厚度均勻的混合基質層，該混合基質需在斜坡處理床上堆腐放置14～20d，且需將其含水率控制在60%～80%。

3.3 在斜坡處理床上投放蚯蚓

在堆腐好混合基質的斜坡處理床上投放蚯蚓，將蚯蚓從斜坡處理床的下端部投放，蚯蚓投放密度為 1 800～2 000/m2條，然后在斜坡處理床上覆蓋遮擋物。

3.4 在投放蚯蚓的斜坡處理床上養殖蚯蚓來處理混合基質

利用在斜坡處理床上安裝的噴嘴，使混合基質的含水率控制在60%～80%；通過外界條件使混合基質的溫度保持在10～28℃；每10～15d 檢查一次蚯蚓密度，當蚯蚓密度超過5000條時分離出超標蚯蚓，并清理斜坡處理床上的雜草；待蚯蚓處理混合基質約60d 時，將蚯蚓從混合基質中分離。

3.5 將蚯蚓從混合基質中分離出

將經蚯蚓處理約60d 的混合基質從斜坡處理床滑動到斜坡干燥床，并在斜坡處理床上加入新的混合基質，然后由下往上依次緩慢開啟加熱盤管的蒸汽閥，從下往上逐漸加熱混合基質，驅趕蚯蚓爬行到斜坡處理床的混合基質，同時，蚯蚓為尋覓新的食物源也會爬向斜坡處理床的混合基質，實現蚯蚓與混合基質的分離。

3.6 干燥混合基質

開啟斜坡干燥床上加熱盤管的各蒸汽閥，加熱混合基質，待其干燥到含水率為50% 時即可收集應用。

通過將燃煤渣、活性污泥、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質，按比例攪拌成適合蚯蚓生長繁殖的混合基質，均勻鋪設在斜坡處理床上堆腐，然后在堆腐處理完畢的混合基質中投放蚯蚓，利用蚯蚓生長繁殖能力強、具有吞食有機質及泥土、并以顆粒狀排出蚯蚓糞的生物特性，將混合基質處理成生物肥泥，并用后續的斜坡干燥床將其干燥處理，進而得到符合有機肥標準的生物肥泥。實現燃煤渣、活性污泥、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾的無害化回收利用，最大限度降低了其對人與環境的危害性，達到資源的高效化利用；同時，本發明還具有實施成本低，效率高的優點。

4 結束語

綜上所述，混合基質中含有很多營養成分，如果采用集中堆放處理辦法或者直接排放，則會對生態環境以及人們的健康安全構成嚴重威脅，對此，本文主要對一種混合基質生物處理技術進行了詳細探究，通過將燃煤渣、活性污泥、農業有機廢棄物、生活和廚余垃圾堆腐處理后的基質按比例攪拌成適合蚯蚓生長繁殖的混合基質，并利用蚯蚓將該混合基質處理成生物肥泥、干燥，能夠有效降低廢棄物的致害性，與此同時，蚯蚓也可以被加工成為蚯蚓粉、蚯蚓液、保健品、餌料，由此可見，該項技術應用前景十分廣闊。

[1] 楊軍，梁軍鋒，高偉，等.生物床簡介及其研究應用進展[J].農業資源與環境學報，2012，29（6）：1-7.

[2] 徐德福，李映雪.不同人工濕地基質對污水總有機碳去除能力初探[J].環境工程學報，2010，4（12）：2740-2744.

[3] 董航，張林，陳歡林，等.混合基質水處理膜：材料、制備與性能[J].化學進展，2014，26（12）：2007-2018.

Study on Biological Treatment and Drying of Mixed Substrate

Wu De-li，Gao Min-hong，Fu Kai-quan，Guo Duan-hua，Wang Xiao-li，Duan Jian-jun，Shui Xiao-bo

With the development of society，the development of industry and agriculture，coal cinder，activated sludge，agricultural organic waste，life and kitchen waste become a new source of pollution.By applying biological treatment technology，the mixed matrix can be treated into biological Fat and dry，turn waste into treasure and reduce its harmful.In this paper，we will use a mixed substrate earthworm treatment technology as the research object.Firstly，the biological characteristics of earthworms are analyzed，and then the technical scheme and application points of the treatment technology will be explored in detail.

earthworm；mixed matrix；treatment technology

X705

A

1003-6490（2017）06-0200-02

2017-05-05

貴州省科技廳社發攻關項目（黔科合 SY 字[2014]3044 號）；貴州省科技廳社發重大專項黔科合重大專項（字[2015]6011號）。

吳德禮（1971—），男，貴州遵義人，高級工程師，主要研究方向為化工工藝研究及固體廢渣處理研究。

郭端華（1958—），男，浙江東陽人，研究員，主要研究方向為化工工藝研究及固體廢渣處理研究。