生活污水污泥亞臨界水解處理后產物對羊肚菌的栽培研究

芮青青 韓省華 韓鴻翼

摘要：為了開展生活污水污泥的資源化利用技術研究，本研究將上海市嘉定污水處理廠產生的污泥使用亞臨界水解處理技術進行處理，結果表明亞臨界水解處理技術實現了污泥的無害化和穩定化處理，生活污水污泥水解產物中有機質含量非常高，重金屬含量等各項指標均符合行業相關標準，可以作為農用，例如，生產有機肥、生物有機肥等的原料，使污泥可以得到資源化再利用；栽培研究試驗表明，生活污水污泥水解處理后產物符合羊肚菌生長所需要的環境條件及營養條件。

關鍵詞：亞臨界水；水解；生活污水污泥；羊肚菌

中圖分類號：X131.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0063-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.035

Study on cultivation of morchella by subcritical hydrolysis treatment of domestic sewage sludge

Rui Qingqing 1， Han Xinghua 2， Han Hongyi 3

（1. Shanghai Yema Environmental Protection Equipment Engineering Co.， Ltd.， Shanghai 200000，China； 2. Hangzhou Huadan Agricultural Products Co.， Ltd.， Hangzhou Zhejiang 310000， China； 3. Huadan Research Institute of Agricultural Microbial Resources Application， Hangzhou Zhejiang 310000， China）

Abstract ： In order to study the technology of resource utilization of domestic sewage sludge， the sludge from Shanghai Jiading Sewage Treatment Plant was treated with subcritical hydrolytic treatment technology. The results showed that the subcritical hydrolytic treatment technology achieved no sludge. Harmful and stabilizing treatment， the organic matter content of the domestic sewage sludge hydrolysate is very high， the heavy metal content and other indicators are in line with industry-related standards， can be used as agricultural， such as the production of organic fertilizer， bio-organic fertilizer and other raw materials， the sludge It can be recycled and reused； cultivation research shows that the product after the domestic sewage sludge is hydrolyzed meets the environmental conditions and nutritional conditions required for the growth of Morchella.

Key words：Subcritical water；Hydrolysis；Domestic sewage sludge； Morchella

生活污水污泥是城市生活污水處理過程中的產物，含水率高、易腐爛，含有寄生蟲、病原體和重金屬等有害物質，并揮發惡臭污染物，極大影響環境健康，不進行妥善處理將造成嚴重的二次污染，制約污水處理行業的發展。[1]同時，污泥中也含有較高的有機質和氮、磷等營養物質，可以進行資源化再利用。現有的填埋、焚燒等處理方法也造成了一定的資源浪費。從現實來看生活污水污泥的資源化利用技術研究非常迫切。我國的食用菌栽培的市場很大，需要大量的有機質來源，對自然環境及生態環境造成一定影響。所以利用先進技術來處理污泥，做好污泥的資源化利用，可以產生非常大的經濟和社會效益。亞臨界水解技術利用可以高效處理有機廢棄物[2]。亞臨界水解法處理生活污水污泥也是利用亞臨界水的特性，極短的時間內就可對生活污水污泥中的污染物進行降解并實現污泥的穩定化和無害化處理[3]。水的臨界點是當溫度為374.15℃，壓力為22.83Mpa時，氣液兩相界面消失，成為均相體系。亞臨界水是指將水加熱到100℃以上，臨界溫度374℃以下的高溫，其物理、化學特性也發生較大改變，例如亞臨界水具有低介電常數、高離子積等特性[4]，能夠在短時間內完成對高分子有機物的分解。本文選取上海市嘉定污水處理廠的生活污泥進行了亞臨界水解處理試驗，詳細檢測了樣品處理前后的物理、化學、生物學及重金屬含量等指標，并且進行了羊肚菌栽培試驗，并對栽培效果進行分析。這些工作將為生活污水污泥的資源化利用技術提供理論依據。

1 材料與方法[5]

（1）材料。野生羊肚菌（ 采自浙江省慶元縣，杭州華丹農產品公司提供）[6]；食用菌栽培輔料（ 木屑、樹皮、棉籽殼、石灰、石膏等）；脫水后污泥（來自上海嘉定污水處理廠）；亞臨界水解處理后的污泥（上海國環能源開發有限公司）；滅菌處理后按照不同配比進行混合。

（2）方法。生活污水污泥亞臨界水解試驗在上海基地進行，采用脫水干化后的污泥（含水率約60%～80%）為原料進行處理，設定處理溫度為180℃，壓力為1.8MPa，采用以下3種處理方式。

亞臨界水解處理解決了難脫水、難加工、散發惡臭的問題，實現了污泥的穩定化和無害化。根據出料產物物理形態，選用第2種方式處理過的污泥進行下一步的栽培試驗。

栽培試驗控制溫度在20～25℃，在華丹農產品公司基地進行， 栽培料采用以下4種配比，拌好料后堆積發酵20d（料水比均為1：1.2）。

添加生石灰滅菌材料，含水量約為60%。采用聚丙烯塑料袋裝料，每袋料約500g， 進行常壓滅菌，料溫達到80℃后保持7h。滅菌后冷卻，至室溫即可接菌種，接種后置于20～25℃下培養，菌絲發滿后5～7d開始進行室內栽培。使用腐殖土+亞臨界水解處理后的污泥進行覆土試驗培育子實體，空氣相對濕度控制在90%左右，溫度控制在5～20℃。

2 實驗結果

從表1可以看出，1號菌絲萌發時間和菌絲完全布滿的時候均比較快，亞臨界水解處理過的生活污泥可以作為羊肚菌的培養料使用。

根據實驗結果，c處理結果子實體生長及采收時間最短，說明添加較多的污泥有助于子實體的生長發育及采收。

3 結果分析

人們對羊肚菌的人工栽培做了大量探索，羊肚菌人工栽培已經逐漸成熟，但是由于人工栽培需要的大量輔料，如棉籽殼等成本越來越高，造成栽培成本逐漸升高，如果采用處理過的污泥，可以提高資源循環利用效率，形成食用菌栽培與廢棄物處理的循環產業鏈，為后續產業可持續發展提供強有力的支持。經檢測，污泥經過亞臨界水解技術處理后呈酸性，有機質含量遠高于腐殖土的有機質含量，符合羊肚菌生長所需要的環境條件及營養條件。另外，亞臨界水解處理后的污泥重金屬含量遠低于《城鎮污水處理廠污泥處置農用泥質》A級污泥標準（CJ/T309-2009），有機肥料（NY525-2012）以及生物有機肥（NY884-2012）等行業相關標準要求。

參考文獻

[1]王紹文，秦華.城市污泥資源利用與污水土地處理技術[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.23.

[2]趙巖，王洪濤，陸文靜等.秸稈超（亞）臨界水預處理與水解技術[J].化學進展，2007，19（11）：1832-1838.

[3]戚聿妍，王榮春.亞臨界水中化學反應的研究進展[J].化工進展，2015，34（10）：3557-3562.

[4]王榮春，盧衛紅，馬鶯.亞臨界水的特性及其技術應用[J].食品工業科技，2013，34（8）：373-377.

[5]王震，王春弘，蔡英麗等.羊肚菌人工栽培技術[J].中國食用，2016，35（4）：87-91.

[6]上海農業科學院食用菌研究所主編.中國食用菌志[M].北京：中國林業出版社，1991.21-23.

收稿日期：2018-05-25

作者簡介：芮青青（1984-），女，本科，研究方向為有機固體廢棄物處理及資源化利用，異味控制。