專利名稱：利用城市污泥制造生物有機肥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料制造技術(shù)領(lǐng)域，更明確地說涉及利用城市污泥制造生物有機肥的方法的設(shè)計。
背景技術(shù)：
隨著城市的不斷擴展，城市污水處理后的污泥目前尚沒有科學(xué)、合理、環(huán)保認可的工藝方法處理。僅以青島市李村河污水處理廠為例，該廠每天約處理8萬立方米的污水，處理后的污泥約有8～10噸。目前該廠處理污水后的污泥占地約20畝，且日益增加。青島市共有污水處理廠9個，每年約有10萬噸城市污泥產(chǎn)出。估計10年后將有30萬噸的城市污泥積累，若平均堆積3米高，將占用土地資源200畝。因此，城市污泥最終如何處理已是一大難題。
城市污泥的檢測數(shù)據(jù)如下砷含量(mg/kg)未測出；鎘含量(mg/kg)為0.67；鉛含量(mg/kg)為34.1；鉻含量(mg/kg)為2185.3；汞含量(mg/kg)為0.51；水分(％)為41.5；有機質(zhì)(％)為59.9；總氮(％)為2.6；有效磷(％)為4.5；總鉀(％)為0.15。
以上檢測數(shù)據(jù)中，前五項重金屬為有害元素，后四項是制造有機肥的有益成分。五種重金屬中，其中砷未測出；鎘為0.67(mg/kg)，遠小于有機肥國家標準10；鉛為34.1(mg/kg)，小于國家標準5；只有鉻為2185.3(mg/kg)，大于國家標準500的技術(shù)指標。但很顯然，如按照10％的添加量生產(chǎn)生物有機肥并使之均勻分散，其重金屬含量都在國家標準規(guī)定的范圍內(nèi)。
因此，利用城市污泥制造生物有機肥既可減少污染、有利于環(huán)境保護，又可節(jié)約堆放資金和占用土地，還可變廢為寶促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就在于克服上述缺點和不足，提供一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。它把城市污泥作為資源制造生物有機肥，既減少污染、有利于環(huán)境保護，又節(jié)約堆放資金和占用土地，還可變廢為寶促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因而可產(chǎn)生十分可觀的綜合經(jīng)濟、社會效益。
為了達到上述目的，本發(fā)明包括以下步驟(1)物料配制將城市污泥、雞糞、豬糞、牛糞、有機物料、復(fù)合腐熟菌劑和水按照一定比例混合攪拌；(2)固溶處理將上述配制好的物料裝入高壓混煉機進行固溶處理，使所有物料和腐熟菌在半固態(tài)狀態(tài)下達到微觀的均勻、細化，每克重量的各種物料及腐熟菌含量均勻；(3)有氧發(fā)酵將上述固溶處理后的物料裝入發(fā)酵池，使用發(fā)酵池中帶有的翻拋機每天將物料翻拋一遍，達到充分溶氧的目的，發(fā)酵9～11天；(4)粉碎處理將經(jīng)過充分腐熟發(fā)酵的物料再進行粉碎處理，使其細度小于30目；(5)添加添加劑將適量的尿素、硫酸一銨、磷礦粉、硫酸鉀、硼砂、硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鐵和黏土添加到上述粉碎處理后的物料中；(6)細化造粒將添加微量元素和適量氮、磷、鉀的物料經(jīng)滾筒造粒、篩選，制成生物有機肥顆粒。
物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥(9～10)％、豬糞或雞糞(65～70)％、秸桿(13～17)％、復(fù)合腐熟菌劑(2～3)％、其余為粉煤灰。在上述總量為100％后，然后加水調(diào)節(jié)含水量為(55～65)％。
復(fù)合腐熟菌劑主要由細菌、酵母菌、放線菌復(fù)合而成。首先是低溫菌利用堆肥中的可溶性物質(zhì)大量繁殖產(chǎn)生熱量，當溫度達到一定程度時，中溫菌開始發(fā)揮作用，而低溫菌由于溫度的升高逐漸停止工作。這時由于中溫菌的存在溫度繼續(xù)升高，當溫度達到50℃時進入高溫階段，除可溶性物質(zhì)繼續(xù)分解外，纖維素、半纖維素等復(fù)雜有機物也開始分解，腐殖質(zhì)逐步形成。在此階段中，嗜熱菌逐漸代替中溫菌的活動。一般這個時候主要是嗜熱性真菌和放線菌。當溫度升高到60℃時，真菌幾乎停止活動，僅為嗜熱放線菌和細菌活動，溫度升到70℃時，微生物大量死亡或進入休眠狀態(tài)，溫度持續(xù)一段時間后開始下降，這時中溫菌再次成為優(yōu)勢種。同時在高溫階段可以殺滅許多病原菌、蟲卵及雜草種子。因此，使用復(fù)合腐熟菌劑效果最好。
固溶處理是將城市污泥、雞糞、豬糞、牛糞、有機物料、復(fù)合腐熟菌劑等按照一定比例、調(diào)水份至合適含量，混合攪拌后，進入高壓混煉機進行固溶處理。該工藝將所有物料和腐熟菌在半固態(tài)狀態(tài)下達到微觀的均勻、細化。
每克重量的各種物料及腐熟菌含量均勻。C/N比滿足要求。這樣，復(fù)合腐熟菌能在合適的水分，C/N比條件下快速生長。
復(fù)合腐熟菌劑包括低溫細菌、蠟樣芽孢桿菌(cereus)、木霉(trichoderma)、假單胞桿菌(pseudomonas)、細黃鏈霉菌(streptonmyces microflavus)、高溫細菌和高溫放線菌(thermoactinomyces)，其質(zhì)量比依次為4∶2∶1∶1∶3∶2∶2。低溫細菌為發(fā)酵酵母(yeast)或白地霉(geotrichum candidum Link)，其耐受溫度為20℃以下。高溫細菌為嗜熱脂肪芽孢桿菌(B.stereothermophilus)，其耐受溫度為70℃以下。也可以采用其它復(fù)合腐熟菌劑，如市售的“滿園春”生物發(fā)酵劑、“福貝”復(fù)合菌等。
有氧發(fā)酵將以上固溶處理后的物料進入發(fā)酵池，每一發(fā)酵池都能進入翻拋機設(shè)備，該設(shè)備每天將物料翻拋一遍，達到充分溶氧的目的。此過程一般需要十天左右。經(jīng)過有氧發(fā)酵后，水分降至20％-25％；各種病原菌、蛔蟲卵死亡率達到99％以上；完全去除臭味；各種有機質(zhì)、纖維素、木質(zhì)素得到了分解；有益微生物大量繁殖、生長；分泌的各種代謝產(chǎn)物可促進作物生長、調(diào)節(jié)新陳代謝。
細化造粒是將經(jīng)過充分腐熟發(fā)酵的原料，再進行粉碎處理，使細度達到30目以下。再添加作物所需要各種中、微量元素和適當?shù)?、磷、鉀?jīng)滾筒造粒、篩選，制成生物有機肥。
添加劑的質(zhì)量配比為尿素(7～9)％、硫酸一銨(4～6)％、磷礦粉(2～4)％、硫酸鉀(4～6)％、硼砂(0.4～0.6)％、硫酸鋅(0.8～1.2)％、硫酸鎂(0.8～1.2)％、硫酸錳(0.8～1.2)％、硫酸鐵(0.8～1.2)％和黏土(2～3)％，其余為粉碎處理后的物料。
固溶處理的工藝條件為高壓混煉機的轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度35～55℃、壓力0.15～0.25Mpa、固溶時間0.9～1.1分鐘。上述工藝條件是經(jīng)過許許多多次實驗得到的，效果非常好。
本方法中城市污泥的含量不大于10％，又經(jīng)多次混合攪拌、均勻細化、粉碎和細化造粒，即使城市污泥中的五項重金屬等有害元素也已被徹底分散，可確保達到國家標準，因而確已完成無害化處理。
本發(fā)明的任務(wù)就是這樣完成的。
本發(fā)明把城市污泥作為資源制造生物有機肥，既減少污染、有利于環(huán)境保護，又節(jié)約堆放資金和占用土地，還可變廢為寶促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因而可產(chǎn)生十分可觀的綜合經(jīng)濟、社會效益?？蓮V泛推廣應(yīng)用于城市污泥的無害化處理中。
具體實施例方式
實施例1。一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。它包括以下步驟(1)物料配制將城市污泥、雞糞、豬糞、牛糞、有機物料、復(fù)合腐熟菌劑和水按照一定比例混合攪拌；(2)固溶處理將上述配制好的物料裝入高壓混煉機進行固溶處理，使所有物料和腐熟菌在半固態(tài)狀態(tài)下達到微觀的均勻、細化，每克重量的各種物料及腐熟菌含量均勻；(3)有氧發(fā)酵將上述固溶處理后的物料裝入發(fā)酵池，使用發(fā)酵池中帶有的翻拋機每天將物料翻拋一遍，達到充分溶氧的目的，發(fā)酵10天；(4)粉碎處理將經(jīng)過充分腐熟發(fā)酵的物料再進行粉碎處理，使其細度小于30目；(5)添加添加劑將適量的尿素、硫酸一銨、磷礦粉、硫酸鉀、硼砂、硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鐵和黏土添加到上述粉碎處理后的物料中；(6)細化造粒將添加微量元素和適量氮、磷、鉀的物料經(jīng)滾筒造粒、篩選，制成生物有機肥顆粒。
物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥10％、雞糞65％、秸桿15％、復(fù)合腐熟菌劑2.5％、其余為粉煤灰。然后加水調(diào)節(jié)含水量為65％。
添加劑的質(zhì)量配比為尿素8％、硫酸一銨5％、磷礦粉3％、硫酸鉀5％、硼砂0.5％、硫酸鋅1％、硫酸鎂1％、硫酸錳1％、硫酸鐵1％和黏土2.5％，其余為粉碎處理后的物料。
固溶處理的工藝條件為高壓混煉機的轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度50℃、壓力0.2Mpa、固溶時間1分鐘。
實施例2。一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。其中有氧發(fā)酵的時間為9天。
物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥9％、豬糞28％、雞糞40％、秸桿17％、復(fù)合腐熟菌劑3％、其余為粉煤灰，然后加水調(diào)節(jié)含水量為55％。
添加劑的質(zhì)量配比為尿素9％、硫酸一銨6％、磷礦粉4％、硫酸鉀6％、硼砂0.6％、硫酸鋅0.8％、硫酸鎂0.8％、硫酸錳0.8％、硫酸鐵0.8％和黏土2％，其余為粉碎處理后的物料。
固溶處理的工藝條件為高壓混煉機的轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度55℃、壓力0.25Mpa、固溶時間0.9分鐘。
其余同實施例1。
實施例3。一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。其中有氧發(fā)酵的時間為11天。
物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥9.5％、豬糞70％、秸桿13％、復(fù)合腐熟菌劑2％、其余為粉煤灰，然后加水調(diào)節(jié)含水量為60％。
添加劑的質(zhì)量配比為尿素7％、硫酸一銨4％、磷礦粉2％、硫酸鉀4％、硼砂0.4％、硫酸鋅1.2％、硫酸鎂1.2％、硫酸錳1.2％、硫酸鐵1.2％和黏土3％，其余為粉碎處理后的物料。
固溶處理的工藝條件為高壓混煉機的轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度35℃、壓力0.15Mpa、固溶時間1.1分鐘。
其余同實施例1。
實施例4。一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。其物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥10％、豬糞72％、秸桿15％、復(fù)合腐熟菌劑3％、無粉煤灰。然后加水調(diào)節(jié)含水量為65％。
其余同實施例1。
實施例5。一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。其物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥10％、雞糞70.5％、秸桿17.5％、復(fù)合腐熟菌劑2％、無粉煤灰。然后加水調(diào)節(jié)含水量為65％。其余同實施例1。
實施例1～5均采用復(fù)合腐熟菌劑，其中低溫細菌、蠟樣芽孢桿菌、木霉、假單胞桿菌、細黃鏈霉菌、高溫細菌和高溫放線菌的質(zhì)量比依次為4∶2∶1∶1∶3∶2∶2。低溫細菌為發(fā)酵酵母或白地霉，高溫細菌為嗜熱脂肪芽孢桿菌。
實施例1～5把城市污泥作為資源制造生物有機肥，既減少污染、有利于環(huán)境保護，又節(jié)約堆放資金和占用土地，還可變廢為寶促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因而可產(chǎn)生十分可觀的綜合經(jīng)濟、社會效益?？蓮V泛推廣應(yīng)用于城市污泥的無害化處理中。
權(quán)利要求
1.一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)物料配制將城市污泥、雞糞、豬糞、牛糞、有機物料、復(fù)合腐熟菌劑和水按照一定比例混合攪拌；(2)固溶處理將上述配制好的物料裝入高壓混煉機進行固溶處理，使所有物料和腐熟菌在半固態(tài)狀態(tài)下達到微觀的均勻、細化，每克重量的各種物料及腐熟菌含量均勻；(3)有氧發(fā)酵將上述固溶處理后的物料裝入發(fā)酵池，使用發(fā)酵池中帶有的翻拋機每天將物料翻拋一遍，達到充分溶氧的目的，發(fā)酵9～11天；(4)粉碎處理將經(jīng)過充分腐熟發(fā)酵的物料再進行粉碎處理，使其細度小于30目；(5)添加添加劑將適量的尿素、硫酸一銨、磷礦粉、硫酸鉀、硼砂、硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鐵和黏土添加到上述粉碎處理后的物料中；(6)細化造粒將添加微量元素和適量氮、磷、鉀的物料經(jīng)滾筒造粒、篩選，制成生物有機肥顆粒。
2.按照權(quán)利要求1所述的利用城市污泥制造生物有機肥的方法，其特征在于所說的物料配制的質(zhì)量配方如下城市污泥(9～10)％、豬糞或雞糞(65～70)％、秸桿(13～17)％、復(fù)合腐熟菌劑(2～3)％、其余為粉煤灰，在上述總量為100％后，然后加水調(diào)節(jié)含水量為(55～65)％。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的利用城市污泥制造生物有機肥的方法，其特征在于所說的添加劑的質(zhì)量配比為尿素(7～9)％、硫酸一銨(4～6)％、磷礦粉(2～4)％、硫酸鉀(4～6)％、硼砂(0.4～0.6)％、硫酸鋅(0.8～1.2)％、硫酸鎂(0.8～1.2)％、硫酸錳(0.8～1.2)％、硫酸鐵(0.8～1.2)％和黏土(2～3)％，其余為粉碎處理后的物料。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的利用城市污泥制造生物有機肥的方法，其特征在于所說的固溶處理的工藝條件為高壓混煉機的轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度35～55℃、壓力0.15～0.25Mpa、固溶時間0.9～1.1分鐘。
5.按照權(quán)利要求3所述的利用城市污泥制造生物有機肥的方法，其特征在于所說的固溶處理的工藝條件為高壓混煉機的轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度35～55℃、壓力0.15～0.25Mpa、固溶時間0.9～1.1分鐘。
全文摘要
一種利用城市污泥制造生物有機肥的方法。包括物料配制、固溶、有氧發(fā)酵、粉碎處理、添加添加劑和細化造粒等步驟。物料配制的質(zhì)量配方為城市污泥(9～10)％、豬糞或雞糞(65～70)％、秸桿(13～17)％、復(fù)合腐熟菌劑(2～3)％、其余為粉煤灰，然后調(diào)節(jié)含水量為(55～65)％。添加劑的質(zhì)量配比為尿素8％、硫酸一銨5％、磷礦粉3％、硫酸鉀5％、硼砂0.5％、硫酸鋅1％、硫酸鎂1％、硫酸錳1％、硫酸鐵1％和黏土2.5％，其余為粉碎后的物料。固溶處理的條件為高壓混煉機轉(zhuǎn)速58轉(zhuǎn)/分、溫度35～55℃、壓力0.15～0.25MPa、時間1分鐘。它既有利于環(huán)保，又可變廢為寶，經(jīng)濟、社會效益十分可觀?？蓮V泛推廣應(yīng)用于城市污泥的無害化處理中。
文檔編號C05G1/00GK1793073SQ20051004517
公開日2006年6月28日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者張永升, 馬睿 申請人:青島地恩地生物科技有限公司