混合基质的生物处理及干燥研究

吴德礼，高敏红，付开全，郭端华，王小利，段建军，税小波

（贵州赤天化桐梓化工有限公司，贵州贵阳 550008）

混合基质的生物处理及干燥研究

吴德礼，高敏红，付开全，郭端华，王小利，段建军，税小波

（贵州赤天化桐梓化工有限公司，贵州贵阳 550008）

随着社会的进步，工农业的发展，燃煤渣、活性污泥、农业有机废弃物、生活和厨余垃圾成为了新的污染源。通过应用生物处理技术，能够将混合基质处理成生物肥泥并干燥，变废为宝并降低其致害性。对此，以一种混合基质蚯蚓处理技术为研究对象，首先对蚯蚓的生物特性进行分析，然后对该项处理技术的技术方案以及应用要点进行详细探究。

蚯蚓；混合基质；处理技术

现如今，对于生活生产废弃物，主要有两种处理方式，分别为集中堆填处理办法以及焚烧处理办法，但是，这两种处理办法存在诸多弊端，会对水环境、大气环境、土地环境造成污染，甚至会危害人类健康。现如今，生物处理技术发展迅速，并逐渐被应用于混合基质处理中，因此，对该项技术进行详细探究具有十分重要的现实意义。

1 蚯蚓的生物学特点

蚯蚓是一种杂食性的环节动物，体呈圆柱状，细长，各体节相似，节与节之间为节间沟。头部不明显，由围口节及其前的口前叶组成。口前叶膨胀时，可伸缩蠕动，有掘土、撮食、触觉等功能。肛门在体末端，呈直裂缝状。蚯蚓雌雄同体，异体受精，性成熟个体有生殖环带，其形态和位置因种属不同而异；生殖带的上皮为腺质上皮，其分泌物在生殖时期可形成卵茧。

蚯蚓在新陈代谢过程中，通过砂囊的机械研磨作用，破碎杂质颗粒，改变其物理性能；在体内微生物的协同作用下，利用其自身消化系统丰富的蛋白酶、脂肪分解酶、纤维素酶、淀粉酶加速分解基质纤维素及蛋白质等成分，将混合基质中的 N、P、K 等重要营养元素转化为易溶、易吸收的形态，被机体利用；通过钙腺分泌过剩的钙或碳酸盐，中和有机酸，调节体内的酸碱平衡，从而使蚓粪的pH值趋于中性，并结合基料中的矿物质后排入环境中。

基于蚯蚓所具有的生物特性，基于集中堆填式和焚烧式垃圾处理所存在的缺陷，将燃煤渣、活性污泥、农业有机废弃物、生活和厨余垃圾堆腐处理后的基质按比例搅拌成适合蚯蚓生长繁殖的混合基质，在混合基质中养殖蚯蚓，利用蚯蚓的吸食特性和活动特性处理混合基质已成为一种发展趋势。因此，提供一种用蚯蚓处理混合基质并将其干燥的装置及其方法显得尤为必要。

2 蚯蚓处理混合基质技术方案

一种用蚯蚓处理混合基质并将其干燥的装置，它包括倾斜放置的槽体，在槽体的底部设有出料口，在槽体内设有顺坡度倾斜的走廊，走廊将槽体分隔为两块以上的斜坡梭槽，在斜坡梭槽内设有与走廊垂直衔接的挡水槽，挡水槽将斜坡梭槽分隔成斜坡处理床和斜坡干燥床，斜坡处理床位于斜坡干燥床的上端；所述斜坡处理床的床底上设有供水管，在供水管上设有多个喷嘴，斜坡干燥床的床底设有加热盘管，加热盘管的高端通过蒸汽阀与蒸汽源相连接，低端通过冷却液管与冷凝液槽连接，挡水槽通过污水管线与污水池连接。冷凝液槽和污水池分别通过冷却液泵和污水泵将其所收集处理的水循环利用，既节约用水，又避免了污水所导致的污染。斜坡处理床的倾斜度小于斜坡干燥床的倾斜度，斜坡处理床的坡度为40° ～60°，斜坡干燥床的坡度为45° ～65°，以便于不同湿度和黏性的混合基质在斜坡梭槽内滑动。斜坡梭槽的宽度为 1 000～2 000mm。走廊由垂直连接于槽体的两块隔板构成，走廊宽度为450～500mm，隔板的高度为400～600mm，以方便操作人员巡检、处理和干燥混合基质。加热盘管通过管座固定在斜坡干燥床床底，其距离床底100～140mm，这样既方便混合基质在斜坡干燥床上滑动，又能够充分干燥该混合基质。

3 蚯蚓处理混合基质并将其干燥的方法

3.1 混合基质的制备

将燃煤渣、活性污泥、农业有机废弃物、生活和厨余垃圾堆腐处理后的基质按比例搅拌成适合蚯蚓生长繁殖的混合基质，所述混合基质的质量百分比为：燃煤渣15%～20%（含水率45%～55%），活性污泥15%～20%（含水率76%～82%），农业有机废弃物40%～50%，其余为生活和厨余垃圾堆腐处理后的基质。

3.2 在斜坡处理床上铺设混合基质

将混合基质放置在斜坡处理床上，混合基质从斜坡处理床上端加入，利用混合基质自身重力和斜坡处理床的倾斜度使其自动向下滑动，在斜坡处理床上形成厚度均匀的混合基质层，该混合基质需在斜坡处理床上堆腐放置14～20d，且需将其含水率控制在60%～80%。

3.3 在斜坡处理床上投放蚯蚓

在堆腐好混合基质的斜坡处理床上投放蚯蚓，将蚯蚓从斜坡处理床的下端部投放，蚯蚓投放密度为 1 800～2 000/m2条，然后在斜坡处理床上覆盖遮挡物。

3.4 在投放蚯蚓的斜坡处理床上养殖蚯蚓来处理混合基质

利用在斜坡处理床上安装的喷嘴，使混合基质的含水率控制在60%～80%；通过外界条件使混合基质的温度保持在10～28℃；每10～15d 检查一次蚯蚓密度，当蚯蚓密度超过5000条时分离出超标蚯蚓，并清理斜坡处理床上的杂草；待蚯蚓处理混合基质约60d 时，将蚯蚓从混合基质中分离。

3.5 将蚯蚓从混合基质中分离出

将经蚯蚓处理约60d 的混合基质从斜坡处理床滑动到斜坡干燥床，并在斜坡处理床上加入新的混合基质，然后由下往上依次缓慢开启加热盘管的蒸汽阀，从下往上逐渐加热混合基质，驱赶蚯蚓爬行到斜坡处理床的混合基质，同时，蚯蚓为寻觅新的食物源也会爬向斜坡处理床的混合基质，实现蚯蚓与混合基质的分离。

3.6 干燥混合基质

开启斜坡干燥床上加热盘管的各蒸汽阀，加热混合基质，待其干燥到含水率为50% 时即可收集应用。

通过将燃煤渣、活性污泥、农业有机废弃物、生活和厨余垃圾堆腐处理后的基质，按比例搅拌成适合蚯蚓生长繁殖的混合基质，均匀铺设在斜坡处理床上堆腐，然后在堆腐处理完毕的混合基质中投放蚯蚓，利用蚯蚓生长繁殖能力强、具有吞食有机质及泥土、并以颗粒状排出蚯蚓粪的生物特性，将混合基质处理成生物肥泥，并用后续的斜坡干燥床将其干燥处理，进而得到符合有机肥标准的生物肥泥。实现燃煤渣、活性污泥、农业有机废弃物、生活和厨余垃圾的无害化回收利用，最大限度降低了其对人与环境的危害性，达到资源的高效化利用；同时，本发明还具有实施成本低，效率高的优点。

4 结束语

综上所述，混合基质中含有很多营养成分，如果采用集中堆放处理办法或者直接排放，则会对生态环境以及人们的健康安全构成严重威胁，对此，本文主要对一种混合基质生物处理技术进行了详细探究，通过将燃煤渣、活性污泥、农业有机废弃物、生活和厨余垃圾堆腐处理后的基质按比例搅拌成适合蚯蚓生长繁殖的混合基质，并利用蚯蚓将该混合基质处理成生物肥泥、干燥，能够有效降低废弃物的致害性，与此同时，蚯蚓也可以被加工成为蚯蚓粉、蚯蚓液、保健品、饵料，由此可见，该项技术应用前景十分广阔。

[1] 杨军，梁军锋，高伟，等.生物床简介及其研究应用进展[J].农业资源与环境学报，2012，29（6）：1-7.

[2] 徐德福，李映雪.不同人工湿地基质对污水总有机碳去除能力初探[J].环境工程学报，2010，4（12）：2740-2744.

[3] 董航，张林，陈欢林，等.混合基质水处理膜：材料、制备与性能[J].化学进展，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

贵州省科技厅社发攻关项目（黔科合 SY 字[2014]3044 号）；贵州省科技厅社发重大专项黔科合重大专项（字[2015]6011号）。

吴德礼（1971—），男，贵州遵义人，高级工程师，主要研究方向为化工工艺研究及固体废渣处理研究。

郭端华（1958—），男，浙江东阳人，研究员，主要研究方向为化工工艺研究及固体废渣处理研究。