环保 生技 蚯蚓应用于有机农业

2026/1/15 3:47:25

摘自叁考资料P69,357 “环保生技蚯蚓应用于有机农业”一书

重金属生物浓缩

将臭爱胜蚓(条纹蚯蚓)用作为鱼类或家鸡饲料的时候,必须充分研究其安全性。尤其需要注意的是通过食物链被浓缩的重金属。而且,在将粪便作为肥料利用的时候,如果使用污泥的话,应根据肥料相关法规对特殊肥料加以限制。本章就污泥中重金属的浓度分析与规定标准值的比较,以及臭爱胜蚓(条纹蚯蚓)可能蓄积的重金属进行研究。

根据松重氏的观点Y=6.138 x X 1.019

Y: 污泥中重金属的浓度 X: 活性污泥污水中重金属的浓度

污泥中的重金属与水中的重金属浓度比As是10的三次方到10的五次方,其他金属几乎是在10的三次方到10的四次方的范围之间。在添加了各种重金属的堆肥中放置臭爱胜蚓(条纹蚯蚓)的幼体,在饲养了2个月后测量蚯蚓体内的重金属浓度。如前所述,以家庭下水处理场为主的处理场的污泥中也有由生活中来的重金属。因此,在不特意添加重金属的堆肥(作为对比)中也存在少量的重金属。受其影响,在对比蚯蚓的体内也被测出了有重金属。饲料中添加重金属时,在不变化其他因素的同时,随着Cd添加量的增加,蚯蚓体内的重金属浓度也在增加,虽然其他金属几乎没有变化,但是蚯蚓体内也稍有增加。浓度比是Cd2-20,Pb0.7-1.4,其他是1以下。从这个结果可以推断出,臭爱胜蚓(条纹蚯蚓)可能蓄积Cd。这种有关重金属的浓缩存在难题,如果将上述结果考虑为臭爱胜蚓(条纹蚯蚓)的重金属浓缩的话,Cd有可能被浓缩2-20倍。下图显示了一系列的浓缩过程。家庭排水中的重金属在下水处理场的污泥中被浓缩成10的3次方-10的4次方。蚯蚓吸收污泥时,Cd可能被浓缩了2-20倍。如果这些蚯蚓进一步被鱼,家鸡,然后是人类食用后,浓缩的过程就到了蚯蚓以后的2阶段,是重金属被进一步浓缩的阶段。当然,鱼,家鸡并不只以蚯蚓为食,而且,根据生物学上的减半期,也有可能大量排出重金属。图4,5为重金属浓缩过程渡边弘之.森忠洋蚯蚓有效利用技术

由浓缩、积累重金属严重情况, 可印证下水道污水厂污泥的利用, 绝对须要EC技术除重金属抓毒机, 否则是会使有害物质再进入食物链, 故绿色与有机农业禁止未妥善除毒处理的污泥及垃圾肥料。EC技术除重金属抓毒机可叁考该书4章. 图4

图5:城市污水厂污泥重金属浓缩如下: 活 mg/ssμg 性

污 1000 泥

中 100 重

金 10 Pb Cr Zn 属

浓 1.0 度 As Cd 0.1 Hg

-5-4-3-2-1

10 10 10 10 10 1

城市污水调节池前重金属浓度μg/l

生物浓缩一步达100至1000倍关系,各阶段均浓缩

五,蚯蚓处理垃圾成为有机肥料,变废为宝

国内清大环工所己退休胡秀仁教授花二十馀年的时间, 探讨利用蚯蚓处理垃圾, 发表大作二十多篇。在国外, 如日本、印度、澳大利亚、美国、加拿大等许多国家均有政府的奨励金支持, 由地方自治体、城市会、青年会、妇女会负责花放政府购买的蚯蚓垃圾处理箱分发给各住户居民, 目标要减半垃圾量, 将之转化为有机肥料, 将废弃物--垃圾--利用起来。

废弃物是放错位置的资源, 从整体投资垃圾处理效益来说, 政府花钱购蚯蚓处理箱(每只约25美元, 内含200克蚯蚓) 比设置填埋场或焚化发电厂划算, 又免支付长期的运行费用、维修费用、运载收集费用等, 购置日处理一千吨蚯蚓生物反应器供百万人即三十万亇家庭使用 25x300,000=7,500,000美元, 相当于60,000,000元人民币, 但是建造填埋场要三至五倍此数, 建焚化厂要十倍花费。加上每年节省的运行费用、维修费用、运载收集费用等也可节省千万元人民币,难怪比较精明的地方政府要汲汲推动, 全球许多国家地区风起云湧, 悉尼奥运标榜绿色行动, 也用蚯蚓处理垃圾, 其广告宣传蚯蚓生物反应器如下: 图6澳大利亚悉尼奥运处理垃圾蚯蚓箱

垃圾利用最须注意的是重金属残留——一颗小电池所含的重金属会使一平方公尺的土壤永久失去利用价值,一颗纽扣电池(扁平状)可使600吨水无法饮用,这相当于一个人一生的饮水量,若将其废旧电池混入生活垃圾一起填埋,渗出的汞及重金属物质会渗透土壤,污染地下水,进而进入鱼虾类身体、农作物中、间接危害到人类的健康。

对自然环境危害的五种物质-镉、汞、铬、砷、铅, 电池中就包含了三种,汞是一种毒性很强的重金属,对人体中枢神经的破坏很大,镉在人体内极易引起慢性中毒,主要病状是肺气肿、肾损害、肝病变,骨质疏松,贫血,很可能使身体瘫痪。而铅进入人体内很难排泄,它会干扰血液系统,神经系统,肾脏,消化系统及循环系统具有高危害。

为了减少废电池对环境以及我们自身健康的危害,请大家将家中的废旧电池做好回收的工作,就近投入各大型或连锁超市、量贩店等地点内设置的废电池回收筒,或请孩子带到学校回收,小小的动作将为我们带来最大的平安。

除了重金属来自废电池,也会来自日光灯,温度计,金属丢入垃圾中氧化出来,如剃须刀片、螺丝钉、钉书针、所以,事前分拣很重要,以往有些地方不分检直接堆肥养蚯蚓,笔者认为不妥,预处理分检或每个家庭做分类,则对资源利用很有帮助。外国用垃圾养蚯蚓是分拣过的!

垃圾组成因地、因四季、因人而异,如在北方因大量使用煤球,垃圾中可用成分少,灰分多,在夏天水果多、水分多,堆积含水量大于50%甚至于在同一地区,同一季,每月都有不同,由于多一道工艺就多一道成本,也有人主张直接堆肥养蚯蚓,难怪有机农业的有机肥料就不允许使用垃圾或污泥为原料,除非经除害、抓毒处理后才能达标使用。

城市生活垃圾组成中(市场垃圾有机质90%以上除外)可利用于养蚯蚓的部

分约占50%~30%扣除水分,干物重约3~~35%其它为水分,不可燃分(沙石、玻璃、金属等),可燃成分中,尚有衣物纤维,塑料、橡胶等人工化合物,不能被生物分解,也因此不能被蚯蚓转化,但可做为其它用途,比如焚化后产蒸汽、发电或作为EH催化水解罐的能源来源、灭菌之热源或作为干燥热源,综合利用如下:

垃圾资源化综合利用

1,水分 愈乡村化水分愈高,愈工业化愈少

垃圾 30~50% 100% 2,不可燃物 金属玻璃—回收陶瓷砂石煤灰渣用制砖或固化剂

10-20% 添加

3,可燃物 塑胶橡胶—炼油、瓦斯—-愈乡下,这部分愈少,

55~30% 愈工业化愈多

(1)7—16% 或焚化产热作为有机肥干燥热源。 (2) 有机物--48—14%,愈乡下愈多,添加N、P、K、C、H、O 煤灰或其它有机质,炉渣等改质增量, 制蚯蚓用堆肥。

这两部分可直接用于RDF代煤或焚化发电。

制RDF:利用可燃部分约30~55%,即使有混含少量有毒有害广弃物, 仍因为制造过程低于300度,利用温度高于1200度,故无Dioxin(世纪之毒)的顾虑,投资五年内回收(决定于规模及原料质量)。Refuse derived fuel垃圾衍生燃料或垃圾人造煤.

制有机肥料:利用可燃物中生物可分解部分,搭配酒渣、动植物加工废料生活污水厂污泥,调N、P、K、C、H、O等,灰渣可作改质增量剂, 产量约30—50%, EM+EW生物转化,投资五年内回收。

制砖:可燃不可燃部分均可制砖,唯有机生物可分解部分必须脱水灭菌破碎,固化剂中添加酶剂,一则灭菌一则对灰渣和炉渣等,碱性物质生成酸碱中和,进一步生成MgCl2无水泥制品遇海水海盐无长癌现象,结构反而愈强,适于河海工程,海事工程,填海抛石等。含添加剂固化剂成分可达100%产量原料免成本又有收益(代处理费或补贴)制程不必窑烧, 20度,4—6小时养生,节省大量的能源消耗,生产线造价只有如同砖厂。禁止挖农业土地造砖后,潜力无穷。投资三年内回收。

热电联产:当垃圾LHV>1500大卡,日处理300吨以上,效益约7年回收,量愈大愈有利,若经RDF制程,效益更大,(多座RDF一套热电联产。)

炼油、瓦斯:塑胶橡胶可经无氧裂解而回收瓦斯和油料,每日至少50吨就有经济效益,三年内回收。

注: 有关RDF介绍請翻阅中国环保产业2000年4月期刋第2期P30, 拙著前景看好的人工代煤一文

分检设备:

1、人工分检台——危险品、PE瓶、轮胎、金属等可回收物分检。 2、破袋机——打破成包垃圾设备。 3、振动筛——分开可燃与不可燃部分,(80%) 4、滚桶筛——分开有机无机部分。(75%) 5、磁选机——分开铁金属。

6、涡电流分离机——分开铝物品。 7、一次破碎机。

8、二次破碎机。 9、风力选别机。 10、吸袋机。 分检流程: 垃圾贮坑 抓斗 破袋机 人工分检平台 筛选机 涡电流 破碎机 滚筒筛 振动筛 再破碎 风选 吸袋 塑料回收

生物可分解成分堆肥后养蚯蚓转化成有

机肥料

堆肥流程:

传统堆肥采用好氧方式, 亦有快速自动堆肥机可选择, 介绍一种乳酸发酵的无臭堆肥法作叁考.

堆肥若无腐熟会继续发酵, 产生有害气体, 使蚯蚓中毒死亡或逃走。 程序1 传统采用好氧性分解, 高温, 养分无机化、能量损失38ATP/mole有臭味 程序2, 即利用EM益菌来发酵分解有机废弃物, 有香味不污染环境

程序3, 后段为绝对厌氧, 有还原性臭味物质产生,产沼气生质能源,用于发电或热源利用, 沼渣可养蚯蚓, 德国公司拿它作动物饲料. 沼液肥效为未发酵时的二倍以上。若存在酪酸菌时, 可能更恶臭。

程序4, 前段与3同, 可为兼氧, 后段对绝对厌氧, 有还原性臭味物质产生, 若存在酪酸菌优势时, 变恶臭发酵。

若原废弃物为城市污水厂污泥、猪粪尿等含重金属或农药残留, 须EC前处理。若原废弃物含病原菌、鸡瘟、口蹄疫、猪瘟等传染病 或SARS流行期间, 动物粪便及火车上收集的粪便不准使用,须EH水解灭菌或焚化。笔者主张平时即应水解灭菌, 传染病发生时不准用、不准迁移, 应就地高温焚化彻底灭绝传染源。 图7-无臭堆肥工艺--制程2所示:

热能 损失38ATP 氧 过 好 高温下繁殖 CO2 损失 去 氧 N2 损失 化 的堆肥 性 分 家 分 畜 解 低能源 垃 1 解 粪堆 有机物无机化 养分损失 圾 便肥 无机 粪 有 2 机 有 厌 物 发 乳 氧 常温下繁殖 <39℃ 3 效 兼 芳香味 p H>3.7 酸 性 发 菌 生成氨基酸 保持高能量ATP保留36ATP 发 微 糖类有机酸 被作物利用 酵 酵 好 见TCA cycle第2章 4 酵 气 沼气发酵--兼性分解+绝对厌氧菌→生质能源, 还原性臭气


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