一種城市淤泥制備有機(jī)肥料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種城市淤泥制備有機(jī)肥料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]因水利工程等建設(shè)和維護(hù)的需要，我國每年都要對(duì)河道進(jìn)行大規(guī)模的疏通淤泥，從而產(chǎn)生大量的淤泥，淤泥具有含水量高、孔隙比大、壓縮性大、強(qiáng)度低、有機(jī)質(zhì)含量極為豐富等特點(diǎn)，淤泥由于長期處于水下，結(jié)構(gòu)松散，孔隙比很大，其含水量非常高，達(dá)到120?180%，加之淤泥的天然結(jié)構(gòu)強(qiáng)度非常低，所以淤泥常處于流動(dòng)的液態(tài)形式。
[0003]對(duì)淤泥的顆粒累計(jì)百分比含量粒徑，由顆粒分析篩分發(fā)和密度計(jì)法聯(lián)合測定，得到粘粒含量為16.7%，粉粒含量為74.7%，砂粒的含量為8.6%。兒城市淤泥的特點(diǎn)是:顆粒的比表面積小，顆粒吸附能力差，彼此間的粘連特性降低，所以對(duì)于城市淤泥的處理固話難度更尚Ο
[0004]同時(shí)檢測淤泥的礦質(zhì)成分發(fā)現(xiàn)，大多以石英砂為主，黏土為礦質(zhì)高嶺土，蒙脫石，伊利石，化學(xué)成分以Si02為主，常見的淤泥固話處理是加入一定量的水泥，石灰等作為固化材料，再由環(huán)保式的清淤工藝機(jī)械脫水后使含水量在40%以下完成的。
[0005]由于水土流失、堤防缺少護(hù)岸加上人為因素的影響，目前平均每省約6萬km河道淤積總量已達(dá)20億m3，每年平均淤積量1億m3。其中城市下水道等的淤泥直接影響人們的生活健康水品，導(dǎo)致下水道堵塞，氣味難聞，細(xì)菌滋生;淤積導(dǎo)致河道行洪排澇不暢，調(diào)蓄容量減少，供水、抗旱能力下降，航運(yùn)萎縮，水質(zhì)污染，水環(huán)境狀況日趨惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了減輕城市河道，主干道河床多年的淤泥沉積問題，發(fā)明一種利用城市淤泥為細(xì)菌載體的微生物型有機(jī)肥料，起到廢物充利用的作用，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，具體是通過以下的方法實(shí)現(xiàn)的:
一種城市淤泥制備有機(jī)肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:城市淤泥60?75、蛭石4?8、EM菌劑6?8、玉米芯30?45、干牛糞20?25、雞糞10?16、果蔬廢渣40?50、廢紙8?12、粗制面粉40?55、交聯(lián)劑5?8和適量的水；
所述的交聯(lián)劑由以下重量份的原料制成:水泥4?6、石膏粉12?18、馬來酸3?6、木質(zhì)磺酸1?3、聚丙烯酸酯15?20、工業(yè)棕櫚油10?15、羥乙基纖維素1?3、乙醇10?14、丙酮3?6和水100;制備方法是:將乙醇、水和丙酮混合加入到反應(yīng)釜中，加熱至75?90°C保溫，然后加入聚丙烯酸酯和馬來酸，不斷攪拌至溶解，完成后加入工業(yè)棕櫚油、羥乙基纖維素以及木質(zhì)磺酸鈉，保溫并以200?250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌復(fù)配1.5?2h后起泡成為粘稠狀的液體，最后混合水泥和石膏粉，超微粉碎過80?120目篩，加入前述總料中攪拌消泡后成為均一的乳劑即得。
[0007]—種城市淤泥制備有機(jī)肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(1)將城市游泥放入攪拌機(jī)高速攪拌，然后在轉(zhuǎn)速200?300r/min的離心機(jī)上離心，去除表層青液及下層大顆粒殘?jiān)Ａ糁虚g稀泥；
(2)將蛭石粉碎成過20?40目篩的粉劑，混合交聯(lián)劑加入到(1)所述的稀泥中，攪拌混勻，然后在90?115°C條件下烘干，進(jìn)而粉碎成粒徑0.5?1_粒徑的顆粒劑；
(3)將EM菌劑與30倍其重量份的水混合稀釋，加入(2)所述的顆粒劑，常溫下攪拌吸附2-4h，完成后過濾得改性顆粒劑；
(4)混合干牛糞、玉米芯及其它以下未涉及的剩余成分，適量加水球磨至糊狀材料，拌入(3)所述的改性顆粒，混合均勻后通過噴漿造粒制成粒徑0.5?0.7cm的球狀即可。
[0008]檢測城市荷塘的淤泥有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到9.6%以上，高于一般土壤近2.5倍，其中的粘土礦質(zhì)含量比較高，通過對(duì)城市淤泥的了解，重點(diǎn)對(duì)其利用的是其較高的有機(jī)質(zhì)含量，松散多孔性的結(jié)構(gòu)，同時(shí)細(xì)微的土壤結(jié)構(gòu)使得其具備一定的天然吸附特性，發(fā)明是將淤泥從河道等撈出后攪拌機(jī)攪拌，然后離心表層的稀土黏土部分，過濾掉下層大顆粒的石英砂顆粒及雜質(zhì)，將發(fā)明特制的粘結(jié)劑加入上層的稀土壤中，充分粘結(jié)后烘干成固體塊狀，再重新粉碎過40?60目篩的微小顆粒劑，具有很強(qiáng)的吸附性能，同時(shí)自身是一種多孔的顆粒，其含有的豐富有機(jī)質(zhì)有利于微生物的附著生長，然后作為一個(gè)整體制成微生物肥料，有利于微生物的活性，持久保持微生物的活力，材料本身來源是適于微生物生長的城市、河道的淤泥，所以很適于微生物的生長繁殖，微生物不易變異，用于微生物肥料，能大大延長肥料的作用時(shí)間。
[0009]發(fā)明對(duì)于粘結(jié)劑的選擇尤為重視，由于河道淤泥較稀，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，相互間的粘滯效果差，發(fā)明采用水泥、石灰作為基本固化的載體，其他選用的高爐礦渣和脫硫石膏效果均不如前者，高分子固化材料選用聚丙烯酸酯和聚乙烯醇作為對(duì)比加入，發(fā)現(xiàn)聚丙烯酸酯的效果更好。
[0010]固化原理為固化材料通過一系列的吸水、水解、水化反應(yīng)，在淤泥顆粒的表面產(chǎn)生凝膠類物質(zhì)(水化硅酸鈣)，形成不可逆的硬化殼，使之具有一定的穩(wěn)定性，同時(shí)，具有凝膠性質(zhì)的水化產(chǎn)物在淤泥顆粒之間形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生形狀復(fù)雜的空隙。
[0011]在水泥化的膠體中Ca(0H)2和Ca2+、0H—共存，而構(gòu)成淤泥的黏土中通常帶有Na+和K+，析出的Ca2+會(huì)與之吸附交換使得水泥化的生成物Ca(0H)2具有強(qiáng)烈的吸附活性，而這能進(jìn)一步的使各成分間緊密相連，形成鏈狀結(jié)構(gòu)，成為穩(wěn)定的聯(lián)結(jié)。水泥土的強(qiáng)度主要來自水泥水化所產(chǎn)生的水化硅酸鈣等水化物的膠結(jié)作用，在水泥土孔隙水中Ca(0H)2不飽和的情況下，土質(zhì)對(duì)OH—，CaO，Ca2+的吸收將降低水化硅酸鈣的生成量，致使水泥強(qiáng)度降低，使用水泥和石膏粉的組合正好彌補(bǔ)相互的缺陷，達(dá)到較為完美的結(jié)果。
[0012]高分子增稠劑羥乙基纖維素加入到粘結(jié)劑中會(huì)產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合，具有粘合成膜，增稠、保護(hù)劑等的作用，粘結(jié)土壤顆粒，減少土壤的吸附水;助固化劑是用來減少粘結(jié)中的樹脂添加劑飽和性質(zhì)，增加不飽和性質(zhì)的樹脂，增添彼此交聯(lián)特性，分別篩選了馬來酸、胡馬酸、碳酸鈉、硫酸鋁鉀等作為實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)馬來酸的效果最佳。
[0013]本發(fā)明的有益效果:對(duì)城市的淤泥進(jìn)行處理應(yīng)用于肥料，是一種很好的天然泥土改良劑，尚含量的有機(jī)質(zhì)有利于提尚作物的生長，同時(shí)稀泥自身是一種疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以給微生物提高良好的生存環(huán)境，發(fā)明中的肥料未經(jīng)堆積發(fā)酵就以進(jìn)入土壤，其可以自行在微生物的作用下發(fā)酵，被植物直接利用，發(fā)酵后的肥料在雨水的沖刷下不利于釋放，效率大大降低，本發(fā)明很好的解決了這個(gè)問題。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
一種城市淤泥制備有機(jī)肥料，其特征在于，由以下重量份(Kg)的原料制成:城市淤泥65、蛭石5、EM菌劑6、玉米芯30、干牛糞25、雞糞16、果蔬廢渣50、廢紙8、粗制面粉40、交聯(lián)劑6和適量的水；
所述的交聯(lián)劑由以下重量份的原料制成:水泥6、石膏粉12、馬來酸4、木質(zhì)磺酸2、聚丙烯酸酯16、工業(yè)棕櫚油10、羥乙基纖維素1、乙醇10、丙酮5和水100;制備方法是:將乙醇、水和丙酮混合加入到反應(yīng)釜中，加熱至75?90°C保溫，然后加入聚丙烯酸酯和馬來酸，不斷攪拌至溶解，完成后加入工業(yè)棕櫚油、羥乙基纖維素以及木質(zhì)磺酸鈉，保溫并以200?250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌復(fù)配1.5?2h后起泡成為粘稠狀的液體，最后混合水泥和石膏粉，超微粉碎過80?120目篩，加入前述總料中攪拌消泡后成為均一的乳劑即得。
[0015]—種城市淤泥制備有機(jī)肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟:
(1)將城市游泥放入攪拌機(jī)高速攪拌，然后在轉(zhuǎn)速200?300r/min的離心機(jī)上離心，去除表層青液及下層大顆粒殘?jiān)?，保留中間稀泥；
(2)將蛭石粉碎成過20?40目篩的粉劑，混合交聯(lián)劑加入到(1)所述的稀泥中，攪拌混勻，然后在90?115°C條件下烘干，進(jìn)而粉碎成粒徑0.5?1_粒徑的顆粒劑；
(3)將EM菌劑與30倍其重量份的水混合稀釋，加入(2)所述的顆粒劑，常溫下攪拌吸附2-4h，完成后過濾得改性顆粒劑；
(4)混合干牛糞、玉米芯及其它以下未涉及的剩余成分，適量加水球磨至糊狀材料，拌入(3)所述的改性顆粒，混合均勻后通過噴漿造粒制成粒徑0.5?0.7cm的球狀即可。
[0016]使用本發(fā)明的一種城市淤泥制備有機(jī)肥料用于農(nóng)作物種植的試驗(yàn)，選擇5畝水稻田，將本發(fā)明肥料按每畝150?200kg作為基肥釋放到田間，對(duì)照組的5畝水稻田不做任何處理，其它養(yǎng)護(hù)條件及水肥管理均相同，結(jié)果證實(shí):實(shí)驗(yàn)組的水稻長勢更好，減少后期化學(xué)肥料的使用量，水稻的抗逆性也有所提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市淤泥制備有機(jī)肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成:城市淤泥60?75、輕石4?8、EM菌劑6?8、玉米芯30?45、干牛奠20?25、雞奠10?16、果蔬廢渣40?50、廢紙8?12、粗制面粉40?55、交聯(lián)劑5?8和適量的水； 所述的交聯(lián)劑由以下重量份的原料制成:水泥4?6、石膏粉12?18、馬來酸3~6、木質(zhì)磺酸1?3、聚丙烯酸酯15?20、工業(yè)棕櫚油10?15、羥乙基纖維素1?3、乙醇10?14、丙酮3~6和水100;制備方法是:將乙醇、水和丙酮混合加入到反應(yīng)釜中，加熱至75?90°C保溫，然后加入聚丙烯酸酯和馬來酸，不斷攪拌至溶解，完成后加入工業(yè)棕櫚油、羥乙基纖維素以及木質(zhì)磺酸鈉，保溫并以200?250r/min的轉(zhuǎn)速攪拌復(fù)配1.5?2h后起泡成為粘稠狀的液體，最后混合水泥和石膏粉，超微粉碎過80?120目篩，加入前述總料中攪拌消泡后成為均一的乳劑即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種城市淤泥制備有機(jī)肥料的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟: (1)將城市游泥放入攪拌機(jī)高速攪拌，然后在轉(zhuǎn)速200?300r/min的離心機(jī)上離心，去除表層青液及下層大顆粒殘?jiān)Ａ糁虚g稀泥； (2)將蛭石粉碎成過20?40目篩的粉劑，混合交聯(lián)劑加入到(1)所述的稀泥中，攪拌混勻，然后在90?115°C條件下烘干，進(jìn)而粉碎成粒徑0.5?1_粒徑的顆粒劑； (3)將EM菌劑與30倍其重量份的水混合稀釋，加入(2)所述的顆粒劑，常溫下攪拌吸附2-4h，完成后過濾得改性顆粒劑； (4)混合干牛糞、玉米芯及其它以下未涉及的剩余成分，適量加水球磨至糊狀材料，拌入(3)所述的改性顆粒，混合均勻后通過噴漿造粒制成粒徑0.5?0.7cm的球狀即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市淤泥制備有機(jī)肥料及其制備方法，由以下重量份的原料制成：城市淤泥、蛭石、EM菌劑、玉米芯、干牛糞、雞糞、果蔬廢渣、廢紙、粗制面粉、交聯(lián)劑和適量的水；對(duì)城市的淤泥進(jìn)行處理應(yīng)用于肥料，是一種很好的天然泥土改良劑，高含量的有機(jī)質(zhì)有利于提高作物的生長，同時(shí)稀泥自身是一種疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以給微生物提高良好的生存環(huán)境，發(fā)明中的肥料未經(jīng)堆積發(fā)酵就以進(jìn)入土壤，其可以自行在微生物的作用下發(fā)酵，被植物直接利用，發(fā)酵后的肥料在雨水的沖刷下不利于釋放，效率大大降低，本發(fā)明很好的解決了這個(gè)問題。
【IPC分類】C05F17/00, C05G3/00
【公開號(hào)】CN105439711
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510911341
【發(fā)明人】唐旺全, 邢建生, 周浩, 王長才
【申請(qǐng)人】馬鞍山科邦生態(tài)肥有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日