专利名称：用污泥、树枝落叶和矿化垃圾制备栽培土的方法
技术领域：
用污泥、树枝落叶和矿化垃圾制备栽培土的方法，涉及一种城市生活污水厂污泥、树枝落叶和矿化垃圾的堆肥工艺。属于城市废弃物的处理处置、环保、园林绿化或城市管理技术领域。
现有技术随着城市化的快速进展，城市以及周边可利用的土地越来越少。相反城市生活污水厂污泥、树枝落叶和矿化垃圾不断增加。城市生活污水厂污泥、树枝落叶等园林植物废弃物以及生活垃圾填埋场常年垃圾填埋产生的矿化垃圾都是城市有机废弃物的重要组成部分，它们的处理处置问题一直是城市发展中需要迫切解决的难题。
目前，针对污泥和矿化垃圾的处理处置已经给予比较多的关注和研究，也有过将两者作为土地利用的报道，但并没有达到将其制成栽培土的目标。城市绿化或园林每年修剪的树枝和自然脱落的落叶的量也在逐年增加，传统的焚烧处理会污染空气并引起火灾而已经不被许可，作为垃圾送填埋场处理会增加处理成本。事实上，树枝落叶一般比较清洁，盐份含量低，C/N比高，养分含量丰富，是一种土地利用价值非常高的有机废弃物，将树枝落叶焚烧或填埋处理是资源的浪费。虽然城市生活污水厂污泥、树枝落叶和矿化垃圾都有一定的利用价值，但是它们单独利用也存在各自缺陷，因此也限制了这三种废弃物土地利用率，造成三种废弃物处理处置难的现状。
发明内容
本发明的目的在于提供一种处理树枝落叶的方法，具体是将其制成栽培土，用本发明的方法处理树枝落叶能变废为宝。
为了达到上述目的，本发明在长期和充分研究城市生活污水厂污泥、树枝落叶和矿化垃圾的特性过程中发现，虽然它们都有一定的土地利用价值，但是它们单独使用都存在明显的弊端。实验证明将C/N比高、盐份含量低的树枝落叶和C/N低、透气性差的生活污水厂污泥进行堆肥，可以不用添加其它材料，并且可以根据两者配比的不同研制不同的堆肥产品；生产适合不同用途的生活污水厂污泥堆肥产品，减少单纯生活污水厂污泥堆肥的潜在污染或盐分的毒害。但由于其堆肥产品容重太小，如果单独使用不能固定规格较大的植物，必须和其它容重相对偏高的物质如自然土壤一起混合使用，否则不适合大面积的绿地推广应用，也不能做到不使用自然土壤，不能彻底解决城市土壤来源紧张的问题。而矿化垃圾有机质含量比较高，速效养分比较低，而且粒径比较粗，单独使用不利于保水保肥，但是其容重和自然土壤相当，透水性比较好。通过矿化垃圾和生活污水厂污泥和树枝落叶堆肥产品的合理配比，可以根据植物生长习性的不同或对土壤理化性质参数的不同要求，配置成营养丰富、pH偏酸性、通气透水性好，保水保肥能力强，盐分和容重等各种理化指标适中的合适植物生长的栽培材料，并且能将生活污水厂污泥等材料中的重金属、氮、磷等潜在的污染物质在国家控制标准范围内，完全可以取代自然土壤进行大面积的绿化植物种植，缓解城市土壤的危机。
具体步骤如下第一步制备树枝落叶和污泥堆肥考虑到生活污水厂污泥堆肥需要比较蓬松的添加剂，因此，先将树枝落叶粉碎到粒径为1～3cm，并测定树枝落叶的含水量和C/N比。然后测定生活污水厂污泥(一般指脱水后含水量在80～85％左右)的含水量和C/N比。接着将树枝落叶填加入污泥中混合均匀，树枝落叶的填加量是污泥重量的30～90％(指烘干重)，树枝落叶的填加量根据不同用途进行调节如果需要肥效比较高，树枝落叶的重量控制在30％左右；如果需要肥效、盐分相对较低但清洁度比较好的堆肥可以增加树枝落叶的填加量到50％，最高可以增加到90％。同时使树枝落叶和污泥混合后的C/N为25～30，水分为40～60％，最后在挡雨的地方进行堆肥，堆肥高度为130cm，堆肥体积2～10立方米，在开始堆肥的前15天内每3天翻一次堆，以后每7天翻一次堆，30～45天腐熟，制得树枝落叶和污泥堆肥；第二步栽培土的制备在第一步制得的树枝落叶和污泥堆肥中加入矿化垃圾，矿化垃圾的填加量是树枝落叶和污泥堆肥重量的1～4倍重量，其中污泥的含量为堆肥和矿化垃圾总重量的10～20％(虽然城市生活污水厂污泥的肥效比较高，但毕竟含有重金属等污染物质，其填加量也不是越高越好的，为了保证混合后的栽培土能达到肥沃自然土壤的理化指标而不产生污染或盐分毒害，一般污泥占整个混合物中的量不超过20％)，混合均匀制成栽培土，经测定pH为6.0～7.8，有机质含量＞20g/Kg，通气性＞10％，盐分为0.3～1.2mS/cm，容重为0.3～1.3Mg/m3，CEC＞20C mol(+)/Kg，水解性氮含量大于50mg/Kg，有效磷含量大于5mg/Kg，速效钾大于70mg/Kg的完全符合上海市地方标准《园林栽植土质量标准》(DBJ08-231-98)有关花坛土、花境土、树坛土、草坪土、容器土、保护地栽植土、屋顶栽植土和国家标准《城市绿地草坪建植与管理技术规程，第1部分城市绿地草坪建植技术规程》(GB/T19535.1-2004)中对床土的质量要求的栽培土。
本发明具有如下的优点和效果1.由于生活污水厂污泥单独堆肥需要添加疏松的膨胀剂，而蓬松的树枝落叶堆肥C/N比较高，需要额外添加氮源，两者的综合利用正好解决彼此存在的问题，因此本发明第一步的堆肥工艺不需要增加额外材料和费用，降低了成本。
2.由于生活污水厂污泥本身养分丰富，但是盐份含量高，污染物质含量相对较高，而树枝落叶盐分含量低，只要没有被污染，本身污染物含量低，因此本发明的树枝落叶和污泥堆肥的物化性能可以达到栽培土的要求。
3.由于在分量较轻的第一步的堆肥中添加了容重大于1.0Mg/m3的矿化垃圾，因此本发明制得的栽培土速效养分高，粒径与自然土接近，保水保肥能力强，不但能适合种植草坪、草花或低矮的灌木，而且能种植大型的植物。
4.本发明将三种城市有机废弃物综合利用，研制成可以完全替代自然土壤的适合实际应用的人工栽培土壤，不但改变了树枝落叶处置难的现状，不破坏生态环境质量，而且有利于保护有限表土资源，促进废弃物的循环利用，具有可贵的经济和社会效应。
具体实施例方式
实施例1先将比较干燥的树枝落叶粉碎到粒径为2～3cm(适合堆肥的粒径大小)并测定树枝落叶的含水量为15.85％和C/N比67.83。然后，测定生活污水厂污泥的含水率，为80.34％，C/N比为12.13。接着按重量比将30％树枝落叶(指烘干重)和70％的生活污水厂污泥(指烘干重)混合均匀。同时使树枝落叶和污泥混合后的C/N约为25，水分含量约为60％，最后在挡雨的地方进行堆肥，堆肥高度为130cm，堆肥体积2～10立方米，在开始堆肥的前15天内每3天翻一次堆，以后每7天翻一次堆，30～45天腐熟，制得树枝落叶和污泥堆肥。
在上述制得的树枝落叶和污泥堆肥中加入老港垃圾填埋场的矿化垃圾，按1∶4的重量比例混合，得到的栽培土分别用下面的中华人民共和国林业行业标准进行检测，分别是pH值用中华人民共和国林业行业标准LY/T1239-1999方法测定；电导率用LY/T1251-1999方法测定；有机质用中华人民共和国林业行业标准LY/T1237-1999方法测定；容重和通气孔隙度用中华人民共和国林业行业标准LY/T1215-1999方法测定；水解性氮用中华人民共和国林业行业标准LY/T1229-1999测定；有效磷用中华人民共和国林业行业标准LY/T1233-1999测定；速效钾用中华人民共和国林业行业标准LY/T1236-1999测定；阳离子代换量(CEC)用中华人民共和国林业行业标准LY/T1243-1999方法测定)，所得的各项指标分别为pH为7.8，EC为1.02mS/cm左右，有机质含量为50.84g/Kg，通气性为12.7％，容重为1.28Mg/m3，CEC为34.12C mol(+)/Kg，水解性氮含量为327.91mg/Kg，有效磷的含量为15.24mg/Kg，速效钾为158.28mg/Kg，将三种原料制备的栽培土取代自然土壤直接用于绿化工程建设和盐碱土改良，该栽培土种植的高羊茅、香樟显示出较好的种植效果。
实施例2先将刚修剪树枝落叶粉碎后将粒径控制在10mm左右，测得树枝落叶的含水量为38.23％和C/N比为87.09。测定生活污水厂污泥的含水率为85.67％，C/N比为15.13。接着按重量比将90％树枝落叶和10％的生活污水厂污泥混合均匀，水分含量在42％左右，然后添加约为重量0..833％的尿素调节树枝落叶和污泥混合后的C/N在30左右，水分约为40％。如实施例1堆肥后和老港垃圾填埋场的矿化垃圾按4∶1的比例混合，得到的栽培土如实施例1进行检测，各项指标分别为pH为7.2，EC为0.58mS/cm左右，有机质含量为90.84g/Kg，通气性为10.7％，容重为0.78Mg/m3，CEC为42.12C mol(+)/Kg，水解性氮含量为427.91mg/Kg，有效磷的含量为18.24mg/Kg，速效钾为138.28mg/Kg，将三种原料制备的栽培土取代自然土壤用于盆栽种植金盏菊、百日草、黑麦草、高羊茅等草和花，取得很好的观赏效果。
将上述实施例1、2的栽培土用于种植丝瓜、青菜、小白菜、莴苣等蔬菜也取得非常好的效果。
权利要求
1.用污泥、树枝落叶和矿化垃圾制备栽培土的方法，其特征在于第一步制备树枝落叶和污泥堆肥先将树枝落叶粉碎到粒径为1～3cm，并测定树枝落叶的含水量和C/N比；然后测定生活污水厂污泥的含水量和C/N比，接着将树枝落叶填加入污泥中混合均匀，树枝落叶的填加量是污泥重量的30～90％，同时使树枝落叶和污泥混合后的C/N为25～30，水分为40～60％，最后在挡雨的地方进行堆肥，堆肥高度为130cm，堆肥体积2～10立方米，在开始堆肥的前15天内每3天翻一次堆，以后每7天翻一次堆，30～45天腐熟，制得树枝落叶和污泥堆肥；第二步栽培土的制备在第一步制得的树枝落叶和污泥堆肥中加入矿化垃圾，矿化垃圾的填加量是树枝落叶和污泥堆肥重量的1～4倍重量，其中污泥的含量为堆肥和矿化垃圾总重量的10～20％，混合均匀，制成栽培土，经检测完全符合上海市地方标准《园林栽植土质量标准》(DBJ08-231-98)有关花坛土、花境土、树坛土、草坪土、容器土、保护地栽植土、屋顶栽植土和国家标准《城市绿地草坪建植与管理技术规程，第1部分城市绿地草坪建植技术规程》(GB/T 19535.1-2004)中对床土的质量要求，该栽培土的pH为6.0～7.8，有机质含量＞20g/Kg，通气性＞10％，盐分为0.3～1.2mS/cm，容重为0.3～1.3Mg/m3，CEC＞20C mol(+)/Kg，水解性氮含量大于50mg/Kg，有效磷含量大于5mg/Kg，速效钾大于70mg/Kg。
全文摘要
用污泥、树枝落叶和矿化垃圾制备栽培土的方法，涉及一种城市生活污水厂污泥、树枝落叶和矿化垃圾的堆肥工艺。先将树枝落叶粉碎到1～3cm，再将其加入污泥中混合均匀，树枝落叶的加入量为污泥重量的30～90％，同时使树枝落叶和污泥混合后的C/N在25～30之间，水分为40～60％，进行堆肥，制得树枝落叶和污泥堆肥；最后在堆肥中加入矿化垃圾，矿化垃圾的填加量是树枝落叶和污泥堆肥重量的1～4倍，制得的栽培土经检测完全符合上海市地方标准和国家标准规定的各种土壤理化性状，可直接做绿化施工、盐碱地改良或花卉盆栽用的栽培土。本发明将三种城市有机废弃物综合利用，不但改变了树枝落叶、污泥和矿化垃圾处置难的现状，而且促进废弃物的循环利用，具有可贵的经济和社会效应。
文档编号C05F17/00GK1958536SQ20061011850
公开日2007年5月9日 申请日期2006年11月20日 优先权日2006年11月20日
发明者方海兰, 吕子文 申请人:上海市园林科学研究所