專利名稱：由綠色有機材料配制和生產(chǎn)生長介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于配制生長混合物和/或土壤代用品的綠色有機材料的回收和處理。
綠色有機材料”是指已被當(dāng)作未腐敗的廢物而丟棄的植物材料，包括切割、修剪的樹和灌木，剪切的草、葉子、花園中的廢物，天然的(未經(jīng)處理的)木材廢料以及雜草(有毒的或無毒的)。關(guān)于這些綠色有機材料，最初一般是先用切割或研磨設(shè)備將其減小到顆粒尺寸。
大部分地方政府媒介發(fā)現(xiàn)，遠離居住區(qū)的地方，正在設(shè)置填筑地，并且相當(dāng)多的費用正用于操作、監(jiān)測和控制，更加需要對填筑地的相應(yīng)環(huán)境管理，一些市區(qū)正在發(fā)展轉(zhuǎn)移站，廢物在轉(zhuǎn)移站經(jīng)收集后，輸送到填筑地。隨著轉(zhuǎn)移站作為管理廢物的一種方法出現(xiàn)，如何減小廢物，處理廢物使其成為有用之物，變得愈來愈重要。如果不通過減小現(xiàn)存固體廢物來彌補建轉(zhuǎn)移站、新填筑地，以及輸送廢物等廢物管理費用，可預(yù)知的唯一結(jié)果將是廢物處理費用相應(yīng)地急劇增加。
在澳大利亞，一些行政團體已認識到，綠色有機材料是城市固體廢物的一個主要成分，并已嘗試用各種方法減小廢物，以及處理廢物使其成為有用之物。工業(yè)切割機和切碎機已被用于減少大量的綠色有機材料，使之降至更小的顆粒尺寸。此法由于節(jié)省了實際的廢物處理費用，其處理費用與填筑地差不多。
另外，一些地方政府媒介已嘗試把經(jīng)過處理的綠色有機材料作為花園護根出售或處理，和/或把這些材料用于他們自己的公園和花園中。
盡管處理綠色有機材料，使其成為有用之物的嘗試似乎是創(chuàng)新性的，但現(xiàn)在人們已意識到，由于含致病的微生物、昆蟲、寄生霉菌以及草子等綠色有機材料的大量出現(xiàn)，可能產(chǎn)生很大的潛在環(huán)境危害。如果綠色有機材料經(jīng)研磨和/或切碎加工成護根物，則因植物材料的破碎而產(chǎn)生的額外養(yǎng)分會供給寄生霉菌和病源，使之以很大速率繁殖。因此，已加工的綠色有機材料必須經(jīng)一些途徑處理，破壞病源、蟲、霉菌和草子后，才能在別的地區(qū)用作護根物，而不使疾病蔓延。否則，如果用未處理的綠色有機材料作護根物，則會嚴重阻礙植物的生長，縮短植物的壽命。
已嘗試過堆肥綠色有機材料及出售經(jīng)處理的產(chǎn)品用作護根物。經(jīng)證實，實施此法太昂貴，并且，以回收價出售堆肥花園護根的市場潛力很低。
對Melbourne市區(qū)的綠色有機材料量進行了有限的統(tǒng)計，可以假設(shè)它與其他主要城市相似，足以說明存在大量的綠色有機材料，可以作為生產(chǎn)植物生長混合物和介質(zhì)的原材料。
本發(fā)明的目的是利用各種現(xiàn)時可得的綠色有機材料，包括木塊和綠色物，如葉和草。利用綠色有機材料的一個主要例外是，不能用經(jīng)處理的木材或廢物，他們可能沒有條件進行天然化學(xué)反應(yīng)，或在根據(jù)此發(fā)明處理綠色有機材料的過程中產(chǎn)生副作用，和/或造成不令人滿意的環(huán)境危害。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種巴氏殺菌，處理或穩(wěn)定綠色有機材料的方法，使之適于用作生長介質(zhì)或生長介質(zhì)的一個混合成分。所述的巴氏殺菌和/或穩(wěn)定化方法包括下列步驟研磨各種天然綠色有機材料至最大尺寸小于約65mm，包括最大尺寸小于6mm的綠色有機材料；把適當(dāng)養(yǎng)分和綠色有機材料完全混合；往混合物中加水直至達到最大水分含量；形成一個基本為三角形截面，高度在1.5至2.5米范圍之間的料堆，養(yǎng)分和水分的總量為使料堆內(nèi)部溫度達到最高溫度70℃，該溫度足以基本破壞致病的有機體、昆蟲、霉菌、繁殖的植物材料和草子；翻轉(zhuǎn)料堆的外層，完成此過程。
根據(jù)本發(fā)明，也提供了一種處理和/或穩(wěn)定綠色有機材料的巴氏殺菌方法，包括下列步驟研磨各種天然綠色有機材料至最大尺寸小于65mm，包括50％以下的材料最大尺寸范圍為40～25mm，但也可以不含這種尺寸，10～40％的材料最大尺寸范圍為25～15mm，20～40％的材料最大尺寸為15～6mm，20～40％的材料最大尺寸小于6mm；往混合物中加水分和養(yǎng)分，水分總量為混合物的最大吸收量；徹底混合材料，并形成一個或多個基本為三角形截面，高度范圍為1.5～2.5米的料堆，水分和養(yǎng)分總量為使料堆內(nèi)部溫度達到最高溫度70℃將料堆外層翻轉(zhuǎn)到料堆內(nèi)部，完成溫度處理過程。
可從混合在綠色有機材料中的硝酸銨中方便地獲得養(yǎng)分，在本方法操作過程中，硝酸銨分解成硝酸鹽養(yǎng)分和銨鹽以及氨氣，這樣剩余物以氣體形式排出。
穩(wěn)定化過程經(jīng)過三個不同溫度范圍下的三個操作步驟，只有外界溫度至約20℃，適于第一組細菌(中等耐熱)，約20～50℃適于第二組細菌(中等耐熱)，約50～70℃，適于第三組細菌(耐熱)。當(dāng)料堆溫度達到70℃時，通過溫度連續(xù)增加，水分和養(yǎng)分供給的減少，所有細菌組明顯減少。
細菌組一開始減少，料堆的內(nèi)部溫度就不能維持，而迅速降至環(huán)境溫度。根據(jù)本發(fā)明，嚴密監(jiān)測內(nèi)部溫度以確定此過程結(jié)束或至少部分結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明，此過程結(jié)束后，遮蔽此穩(wěn)定的混合物，最好經(jīng)四種不同的網(wǎng)屏尺寸，網(wǎng)孔約為下列尺寸25mm、19mm、10mm和6mm，以使得能應(yīng)用按本發(fā)明制備的穩(wěn)定混合物作為生長介質(zhì)的主要成分來配制生長介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，綠色有機材料能經(jīng)處理、轉(zhuǎn)換成可銷售的產(chǎn)品，如封裝混合物及同類產(chǎn)品，用于土地保養(yǎng)和大范圍植物、樹木的容器培養(yǎng)，同時建立一個有效的、經(jīng)濟的和完善的系統(tǒng)，用于從預(yù)定運往填筑地的固體廢物中提取綠色有機材料。
根據(jù)本發(fā)明，也提供了按本發(fā)明詳細描述的方法制備生長混合物的產(chǎn)品，用于制造包括封裝混合物在內(nèi)的包裝的和未包裝的生長介質(zhì)。
應(yīng)當(dāng)理解，該產(chǎn)品制造過程能在商業(yè)的基礎(chǔ)上操作，一臺工業(yè)的研磨機/切碎機每小時最少能生產(chǎn)30立方米綠色有機材料，一臺綠色有機材料與養(yǎng)分的混合設(shè)備每小時最少能生產(chǎn)45立方米的混合綠色有機材料，而一臺由操作員控制的料堆翻轉(zhuǎn)機器每小時最少能翻轉(zhuǎn)150立方米的綠色有機材料。
最后，遮蔽設(shè)備能設(shè)計到每小時最少遮蔽50立方米按本發(fā)明制備的穩(wěn)定綠色有機材料。另外，生產(chǎn)方法的另外一些方面也包括用于配制精加工的植物生長介質(zhì)的混合設(shè)備，以及貯存設(shè)備，和用于產(chǎn)品包裝的包裝設(shè)備。
下面將參考三個實例更詳細地描述本發(fā)明。
實例1接收用于混合的300立方米的已切割的綠色有機材料。此材料由下列成分組成約30立方米的已切割的木材和樹皮，尺寸為26～60mm，約占總?cè)萘康?0％；約60立方米的已切割的木材和樹皮，尺寸為19～25mm，約占總?cè)萘康?0％；約90立方米的灌木、輕木材、樹葉和樹皮，尺寸為11～18mm，約占總?cè)萘康?0％；約60立方米的灌木、輕木材、樹葉、樹皮及切割的草，尺寸為7～10mm，約占總?cè)萘康?0％；剩下的是大約60立方米的灌木、輕木材、樹葉、樹皮和切割的草，尺寸為6mm以下，約占總?cè)萘康?0％。
然后，將此材料按下列比例與三種肥料混合硝酸銨(NH4NO3)@，每立方米1.5千克，硫酸亞鐵(FeSO4·2H2O)@，每立方米4千克。加水至混合物中直到水分含量在50％(50克水和50克干有機材料)和60％(60克水和40克干有機材料)之間。
混合綠色有機材料、肥料和水，形成一個三角形截面的料堆，高約2.4米，底寬約4米，長約45米。
監(jiān)測比料堆外圍約深700mm的內(nèi)部溫度，每天至少讀一次數(shù)據(jù)。下面是一個特定料堆的溫度讀數(shù)。
溫度讀數(shù)1溫度讀數(shù)2溫度讀數(shù)31天 13 15 142天 24 22 203天 30 29 264天 55 43 475天 65 61 636天 70 71 697天 68 70 718天 50 52 51
當(dāng)溫度讀數(shù)顯示內(nèi)部溫度明顯下降時，立刻翻轉(zhuǎn)料堆，這樣，料堆的外部容量則成為新料堆的內(nèi)部容量。繼續(xù)每天監(jiān)測溫度，下面是這個特定料堆的溫度讀數(shù)溫度讀數(shù)1溫度讀數(shù)2溫度讀數(shù)39天27 30 2810天 42 42 4511天 53 54 5012天 60 57 5813天 65 61 6314天 70 71 6915天 60 62 58一旦顯示溫度下降，則表明生物處理過程結(jié)束。
實例2接收用于混合的200立方米的已切割的綠色有機材料。此材料由下列成分組成約40立方米的已切割的木材和樹皮，尺寸為26～60mm，約占總?cè)萘康?0％；約40立方米的已切割的木材和樹皮，尺寸為19～25mm，約占總?cè)萘康?0％；約50立方米的灌木、輕木材、樹葉和樹皮，尺寸為11～18mm，約占總?cè)萘康?5％；約30立方米的灌木、輕木材、樹葉、樹皮和切割的草，尺寸為7～10mm，約占總?cè)萘康?5％；剩余物約為40立方米的灌木、輕木材、樹葉、樹皮和切割的草，尺寸為6mm，約占總?cè)萘康?0％。
然后，將此材料按下列比例與三種肥料混合硝酸銨(NH4NO3)@，每立方米1.5千克，硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)@，每立方米300克，硫酸鈣(石膏)(CaSO4·2H2O)@，每立方米4千克。加水至混合物中直至水分含量在50％(50克水和50克干有機材料)和60％(60克水和40克干有機材料)之間。
混合綠色有機材料、肥料和水，形成一個三角形截面的料堆，高約2.0米，底寬約3.5米，長約30米。
監(jiān)測比料堆外圍約深700mm的內(nèi)部溫度，每天至少讀一次數(shù)據(jù)。下面是一個特定料堆的溫度讀數(shù)。
溫度讀數(shù)1溫度讀數(shù)2溫度讀數(shù)31天 18 21 192天 40 40 403天 55 60 584天 67 67 675天 68 67 706天 70 71 707天 70 71 708天 61 60 63當(dāng)溫度讀數(shù)顯示內(nèi)部溫度明顯下降時，立即翻轉(zhuǎn)料堆，這樣，料堆的外部容量則成為新料堆的內(nèi)部容量。繼續(xù)每天監(jiān)測溫度，下面是這個特定料堆的溫度讀數(shù)溫度讀數(shù)1溫度讀數(shù)2 溫度讀數(shù)39天 55 50 5510天 60 60 6011天 70 72 7512天 72 70 7213天 69 68 7014天 58 60 59
一旦顯示溫度一致性下降，則表明生物處理過程結(jié)束。
實例3接收用于混合的120立方米的已切割的綠色有機材料。此材料由下列成分組成約6立方米的已切割的木材和樹皮，尺寸為26～60mm，約占總?cè)萘康?％；約30立方米的已切割的木材和樹皮，尺寸為19～25mm，約占總?cè)萘康?5％；約48立方米的灌木、輕木材、樹葉和樹皮，尺寸為11～18mm，約占總?cè)萘康?0％；約18立方米的灌木、輕木材、樹葉、樹皮和切割的草，尺寸為7～10mm，約占總?cè)萘康?5％；剩余物約為18立方米的灌木、輕木材、樹葉、樹皮和切割的草，尺寸為6mm以下，約占總?cè)萘康?5％。
然后，將此材料按下列比例與三種肥料混合硝酸銨(NH4NO3)@，每立方米1.5千克，硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)@，每立方米300克，硫酸鈣(石膏)(CaSO4·2H2O)@，每立方米4千克。加水至混合物中直至水分含量在50％(50克水和50克干有機材料)和60％(60克水和40克干有機材料)之間。
混合綠色有機材料、肥料和水，形成一個三角形截面的料堆，高約2.4米，底寬約4米，長約18米。
監(jiān)測比料堆外圍約深700mm的內(nèi)部溫度，每天至少讀一次數(shù)據(jù)。下面是一個特定料堆的溫度讀數(shù)。
溫度讀數(shù)1溫度讀數(shù)2 溫度讀數(shù)31天1012122天2122203天4255564天6262655天6265676天6565657天505050當(dāng)溫度讀數(shù)一旦顯示內(nèi)部溫度明顯下降時，立即翻轉(zhuǎn)料堆，這樣，料堆的外部容量則成為新料堆的內(nèi)部容量。繼續(xù)每天監(jiān)測溫度，下面是這個特定料堆的溫度讀數(shù)溫度讀數(shù)1 溫度讀數(shù)2 溫度讀數(shù)38天 5050509天 62606210天69687011天70707012天67707013天70676714天586058一旦顯示溫度下降，則表明生物處理過程結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種巴氏殺菌，處理或穩(wěn)定綠色有機材料，使之適于用作生長介質(zhì)或生長介質(zhì)的一個混合組分的方法，上述巴氏殺菌作用和/或穩(wěn)定化方法包括下列步驟研磨各種天然綠色有機材料至最大尺寸小于約65mm，包括最大尺寸小于6mm的綠色有機材料；將適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)分完全混合于綠色有機材料中；往混合物中加水，直至達到最大水分含量；形成一個基本為三角形截面，高度范圍在1.5～2.5米之間的料堆，其中養(yǎng)分和水分的總量為使料堆內(nèi)部溫度達到最高溫度70℃，以基本上足以破壞致病的有機體、昆蟲、霉菌、繁殖的植物材料和草子；翻轉(zhuǎn)料堆的外層，完成此過程。
2.一種巴氏殺菌處理和/或穩(wěn)定綠色有機材料的方法，包括下列步驟研磨各種天然綠色有機材料至最大尺寸小于65mm，包括占總材料的50％以下的材料具有最大尺寸范圍為40～25mm，但也可以不含這種尺寸，10～40％的材料具有最大尺寸范圍為25～15mm，20～40％的材料的最大尺寸范圍為15～6mm，20～40％的材料的最大尺寸小于6mm；往混合物中加水分和養(yǎng)分，水分總量為混合物的最大吸收量；徹底混合材料，并形成一個或多個基本為三角形截面，高度范圍為1.5～2.5米的料堆，水分和養(yǎng)分總量為使料堆內(nèi)部溫度達到最高溫度70℃；將料堆外層翻轉(zhuǎn)到料堆內(nèi)部，完成溫度處理過程。
3.權(quán)利要求1或2的一種方法，其中養(yǎng)分由硝酸銨肥料、硫酸亞鐵和硫酸鈣中獲得。
4.上述任一權(quán)利要求中的方法，包括如實例1、2、3中任一實例所描述的步驟。
5.按權(quán)利要求1～4中任一方法步驟制備的植物繁殖混合物或土壤的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理小木塊、灌木、切割的草以及其它各種綠色有機材料的方法。把這些有機材料的不同尺寸組分與肥沃性養(yǎng)分混合，并將此混合物與預(yù)定量的水分一起置于自然形成的，基本為三角形截面的一個或多個料堆中，監(jiān)測料堆的溫度，直到溫度明顯下降，顯示出化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)完成。
文檔編號C05G5/00GK1137787SQ94194185
公開日1996年12月11日 申請日期1994年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月28日
發(fā)明者H·J·米切爾 申請人:環(huán)境與能源技術(shù)集團有限公司