一种含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥及其制备方法与流程

本发明属于自废水、污水淤渣、海水淤泥、软湖泥或类似物制成的肥料领域，具体涉及一种含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥及其制备方法。

背景技术

近年来，城市人口规模迅速的增加，导致煤气化工程的急剧增加，而煤气化工程中，煤炭部分氧化后在高温反应下形成的固体废弃物气化炉渣的量也急剧增多。并且人口增加，使水的使用量增加，从而使得产生的污水量增多，污水在处理的过程中会生成污泥。而现目前污泥和气化炉渣的处理均是通过填埋的方式，而填埋会对环境造成二次污染。而污泥和气化炉渣内均存在一部分植物生长所需的元素，因此为了使污泥和气化炉渣发挥二次效用，对将其制成复合微生物肥进行了研究。

技术实现要素：

本发明意在提供一种含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥及其制备方法，以解决现有技术污泥和气化炉渣未进行二次使用，导致环境被污染的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥，原料包括以下质量份的成分：陶粒25-40份、污泥150-180份、秸秆40-60份、微生物菌剂1-2份、尿素1-1.5份、磷酸铵0.5-1份。

本发明还提供另一基础方案，含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)陶粒制备：

制备陶粒，并选取直径小于或等于3mm的陶粒备用；

(2)拌料：

将备用的陶粒加入污泥内，并向污泥内加入秸秆搅拌均匀，形成混合物备用；

(3)堆肥：

将混合物进行堆肥发酵，堆肥发酵时间为5-9天，形成腐熟料备用；

(4)拌菌：

向腐熟料内加入微生物菌剂、尿素、磷酸铵并混合均匀形成半成品；

(5)成型：

将半成品进行造粒、烘干，形成复合微生物肥成品。

本技术方案的有益效果：

利用污泥制备复合微生物肥，能够对污泥进行二次利用，从而减少环境的污染。通过加入秸秆能够为复合微生物肥提供氮、磷、钾、钙、镁等元素，使得制备的复合微生物肥各营养元素丰富。通过对各原料的配比，能够使得制备的复合微生物肥的各元素含量配比佳，适宜植物的生长。在制备过程中利用未冷却的陶粒与污泥和秸秆搅拌，并进行堆肥，能够为堆肥提供较高的温度环境，从而促进堆肥发酵，缩短堆肥时间，提升制备的效率。

进一步，各原料的质量份为：陶粒35份、污泥170份、秸秆50份、微生物菌剂1.5份、尿素1.3份、磷酸铵0.8份。

有益效果：通过实验证明，该配比下的各原料制备的复合微生物肥的各营养元素丰富，使用时投放量少、效果佳。

进一步，各原料的质量份为：陶粒25份、污泥150份、秸秆40份、微生物菌剂1份、尿素1份、磷酸铵0.5份。

有益效果：通过实验证明，该配比下的各原料制备的复合微生物肥的营养元素丰富。

进一步，各原料的质量份为：陶粒40份、污泥180份、秸秆60份、微生物菌剂2份、尿素1.5份、磷酸铵1份。

有益效果：通过实验证明，该配比下的各原料制备的复合微生物肥，使用时投放量少、效果佳。

进一步，所述微生物菌剂为枯草芽孢杆菌。

有益效果：能够有效的抑制腐熟料中的致病菌和内源性感染菌的繁殖。

进一步，所述陶粒包括以下质量份的原料：气化炉渣60份、胶合剂4份、助剂6份。

有益效果：能够对气化炉渣进行利用，实现废物利用，并起到环保的作用。

进一步，所述步骤(1)中陶粒的制备方法包括以下步骤：

步骤一，对气化炉渣进行破碎并筛分，使得气化炉渣的粒径小于2-4mm，并将气化炉渣与胶合剂和助剂进行混合，形成混合物料；

步骤二，将形成的混合物料与水混合，水与混合物料的重量比为1:1.5，并利用造粒机将混合物料制成生料；

步骤三，对生料进行烘干；

步骤四，将烘干后的生料利用煅烧装置进行煅烧，煅烧的时间为1-1.5h，形成陶粒半成品；

步骤五，对陶粒半成品进行筛选，选取粒径小于或等于3mm的陶粒半成品备用；

步骤六，将筛选后剩下的陶粒半成品进行冷却，从而形成陶粒成品。

有益效果：在未对陶粒半成品进行冷却前，便对陶粒进行筛分，能够实现对加入污泥内的陶粒温度较高，从而使得混合后的混合物的温度较高，从而能够实现高温堆肥发酵，提升堆肥发酵速度。

进一步，所述步骤(2)中使用的秸秆的长度为3-5cm。

有益效果：使用的秸秆尺寸较小，便于秸秆的腐化、发酵。

进一步，所述步骤(3)中堆肥的温度为60-75℃。

有益效果：能够使得堆肥的效果佳。

附图说明

图1为本发明中的拌料装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：搅拌桶1、陶粒进料口11、污泥进料口12、出料口13、导向罩14、转轴2、主动轮21、从动轮22、传送带23、转动轴3、切割轮31、导流罩4、连接杆41、搅拌轴5、空腔51、搅拌杆52、转动齿轮521、传动齿轮522、螺旋叶片523、限位圈53、滑槽54、挡料板6、通孔61、出料桶7、滑板71、导料口72、排料口73、推杆74、导块75、主动齿轮8、从动齿轮81。

一种含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥，原料包括以下成分：陶粒、污泥、秸秆、微生物菌剂、尿素、磷酸铵；其中陶粒的原料包括以下成分：气化炉渣、胶合剂、助剂，其中微生物菌剂为枯草芽孢杆菌，胶合剂为黏土、助剂为二氧化硅。

本发明的各参数如表1所示：

表1

现以实施例1为例对含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥的制备方法进行说明。

含有气化炉渣和污泥的复合微生物肥的制备方法，包括以下步骤：

(1)陶粒制备：

陶粒的制备包括以下步骤：

步骤一，对气化炉渣进行破碎并筛分，选取粒径小于3mm的气化炉渣和胶合剂和助剂进行混合，形成混合物料；

步骤二，将形成的混合物料与水混合，并利用造粒机将混合物料制成生料；

步骤三，利用烘干机生料进行烘干；

步骤四，将烘干后的生料利用煅烧装置进行煅烧，煅烧的时间为1.3h，形成陶粒半成品；

步骤五，对陶粒半成品进行筛选，选取粒径小于或等于3mm的陶粒半成品备用；

步骤六，将筛选后剩下的陶粒半成品进行冷却，从而形成陶粒成品。

(2)拌料：

将搅拌装置对污泥170kg、秸秆50kg以及备用的35kg陶粒混合均匀，形成混合物备用；

(3)堆肥：

由于使用的陶粒在未冷却时温度较高，因此会使得混合物保持较高的温度，将混合物放置在堆肥用的空间内，并利用温度检测仪检测密封盖内部的温度，低于65℃时，向密封盖内通入热气，提高堆肥的环境温度；当温度高于65℃时，将对堆肥空间进行透气、降温；使得混合物堆肥发酵的温度始终保持在65℃；堆肥发酵时间为7天，形成腐熟料备用；在堆肥发酵的过程中，将堆肥发酵装置与制备陶粒的煅烧装置连通，将煅烧装置在煅烧生料的过程中产生的热量导入堆肥发酵装置内，为堆肥发酵提供热量，既提高堆肥发酵的效率，又对煅烧的余热进行了利用，提高了资源的利用率；

(4)拌菌：

向腐熟料内加入1.5kg枯草芽孢杆菌、1.3kg尿素、0.8kg磷酸铵并混合均匀形成半成品；

(5)成型：

将半成品进行利用造粒机进行造粒，再利用烘干机烘干，形成复合微生物肥成品。

步骤(2)中使用的拌料装置，如图1所示，包括搅拌桶1，搅拌桶1顶部内壁设置有呈倒置的圆台状的导向罩14，搅拌桶1内位于导向罩14的下方转动连接有四根贯穿搅拌桶1的转轴2，四根转轴2按照两行两列排布，且下部的转轴2上均固定有主动轮21，上部的转轴2上均固定有从动轮22，同一列的主动轮21和从动轮22外设有传送带23，传送带23的外壁上设有若干破碎齿。搅拌桶1外壁上设有驱动电机，驱动电机的输出轴与位于下部的其中一根转轴2通过联轴器连接，且下部的两根转轴2通过齿轮传动。

搅拌桶1内位于右部的转轴2右侧固定有安装块，安装块上转动连接有转动轴3，转动轴3底部固定有扇形的切割轮31，切割轮31在转动的过程中可位于两个传送带23之间的间隙的下方，因此能够实现穿过两根传送带23的秸秆位于传送带23下方时，通过切割轮31转动进行切割。转动轴3与右侧的转轴2之间通过皮带传动，且传动方式为半交叉传动。

搅拌桶1底部转动连接有一端贯穿搅拌桶1且延伸至搅拌桶1外的搅拌轴5，搅拌桶1内位于搅拌轴5的上方设有与其同轴的导流罩4，导流罩4呈圆台状，导流罩4上设有多个条形孔，条形孔的长度为4cm，宽度为2cm，导流罩4与搅拌轴5的上部之间固定有多根连接杆41，因此能够实现被切割后的秸秆均匀的撒在搅拌桶1内。

搅拌轴5的下部设有空腔51，搅拌轴5的下部转动连接有四根贯穿搅拌轴5且一端位于空腔51内的搅拌杆52，四根搅拌杆52从上至下依次设置，且交错设置在搅拌轴5的左右两侧，四根搅拌杆52位于空腔51内的一端上均固定有相互啮合的传动齿轮522；搅拌杆52位于搅拌桶1内的部分上设有螺旋叶片523。搅拌轴5的内壁位于上部的搅拌杆52上方固定有限位圈53，限位圈53的下表面设有与轮齿，上部的搅拌杆52位于搅拌轴5的左侧，且上部的搅拌杆52的左端部固定有与限位圈53下表面的轮齿啮合的转动齿轮521。

搅拌桶1的右侧壁上设有污泥进料口12和陶粒进料口11，且污泥进料口12位于陶粒进料口11的下方。搅拌桶1的底部还设有传动电机，传动电机的输出轴上固定有主动齿轮8，搅拌轴5上设有与主动齿轮8啮合的从动齿轮81。搅拌桶1的底部还设有出料口13，搅拌轴5位于搅拌桶1内的部分固定有圆形的挡料板6，挡料板6的底部与搅拌桶1的底部相抵，挡料板6上设有通孔61，通孔61为弧形孔，在搅拌轴5带动挡料板6转动的过程中，通孔61可与出料口13相连通，从而实现出料。

搅拌桶1底部还固定有开口朝下的出料桶7，出料桶7内滑动连接有滑板71，出料桶7顶部设有与出料口13连通的导料口72，出料桶7内位于滑板71的上方还设有排料口73，排料口73内设有密封盖。滑板71的底部固定有推杆74，推杆74的底部设有导块75，搅拌轴5底部的外壁上设有与导块75构成圆柱凸轮的滑槽54，滑槽54呈螺旋状。

在进行拌料的过程中，启动驱动电机和传动电机通过污泥进料口12向搅拌桶1内逐渐加入污泥，通过陶粒进料口11向搅拌桶1内逐渐加入陶粒，在加入污泥和陶粒的过程中，将秸秆从搅拌桶1的顶部送入，秸秆沿着导向罩14滑动并进入两个传送带23之间，通过驱动电机带动转轴2转动，并通过两根转轴2通过齿轮传动，左侧的转轴2顺时针转动，右侧的转轴2逆时针转动，从而实现两个传送带23带动秸秆向下移动，并通过破碎齿挤破秸秆，便于秸秆的剪切。

秸秆向下传送的过程中，通过皮带传动，使得转动轴3转动，从而实现切割轮31转动，由于切割轮31为扇形，因此能够使得有一定长度的秸秆位于传送带23下方后，切割轮31与秸秆接触并实现秸秆的切割，可以根据实际的需要设置不同圆心角的切割轮31，从而使得转动轴3轮空的时间间隔不同，因此能够实现切割轮31对秸秆进行切割的时间间隔不同，从而实现转动轴3转动一圈切割轮31对秸秆切割下的长度不同，本实施例中需要秸秆的长度为3cm。

秸秆被切割后在重力的作用下掉落，并通过导流罩4进行导流，一部分秸秆通过导流罩4的中部直接落至搅拌桶1的中部，另一部分秸秆沿着导流罩4的侧壁滑动，并且逐渐通过条形孔落至搅拌轴5的外周，还有一部分秸秆沿着导流罩4的边缘落至与搅拌桶1内壁相贴的位置。

传动电机带动搅拌轴5转动，搅拌轴5带动搅拌杆52转动因此实现对污泥、陶粒和秸秆的均匀搅拌，由于上部的搅拌杆52转动时，带动转动齿轮521转动，并且转动齿轮521与限位圈53上的轮齿啮合，因此转动齿轮521带动搅拌杆52发生自转，并通过四个传动齿轮522的传动，使得四根搅拌轴5均发生自转，螺旋叶片523转动，从而使得搅拌更均匀，提高发酵的效果。

搅拌轴5转动的过程中带动挡料板6转动，当挡料板6转动至通孔61与出料口13连通时，刚好使得导块75与滑槽54构成的圆柱凸轮结构实现导块75下移，从而使得导块75带动推杆74下移，实现滑板71下移。滑板71与出料箱构成活塞结构，因此当滑板71下移时，通过导料口72、出料口13和通孔61将搅拌、混合后的混合物料导入出料桶7内。

随着搅拌轴5的转动，出料口13逐渐与通孔61错开，并且此时滑槽54发生转动，从而使得导块75上移，带动滑板71上移，挤压出料桶7上部的混合物料，打开密封盖，使得出料桶7内的混合物料从排料口73排出。

使用该拌料装置对污泥、陶粒和秸秆进行拌料具有以下效果：

1.通过在向搅拌桶1内加入污泥、陶粒和秸秆的过程中便对其进行搅拌，能够使得较少的物料进行搅拌，与将大量的污泥、陶粒和秸秆进行搅拌相比，能够使得搅拌更均匀，从而提高后续工序的发酵效果，从而使得制备的复合微生物肥的肥力更强；

2.通过限位圈53上的轮齿与转动齿轮521的啮合，以及传动齿轮522的相互啮合，能够实现搅拌杆52在搅拌轴5带动下转动的同时，发生自转，从而使得对污泥、陶粒和秸秆更均匀的搅拌，从而能提高发酵效果；

3.通过挡料板6上的通孔61间歇的与出料口13连通，使搅拌桶1内混合后的混合物料从出料口13导出，因此能够避免搅拌桶1内的物料堆积过多导致的混合效果不佳的情况出现；

4.由于污泥具有一定的粘性，不易从出料口13排出，因此通过设置出料桶7，并使出料桶7与滑板71构成活塞桶结构，实现滑板71下移时，产生吸力，将混合后的混合物料吸入出料桶7内，实现混合物料的出料。

实施例2-6与实施例1的不同之处仅在于如表1所示的参数不同。

实验：

对比例1-6的各参数如表2所示：

表2

对比例1与实施例1的区别仅在于未使用本发明提供的搅拌装置进行拌料；对比例2-6与实施例1的区别仅在于如表2所示的参数不同。

现选取生长程度相似且高度为30cm的玉米幼苗260株进行实验，将24株幼苗分为13组，每组20株，向其中的12组分别施撒实施例1-6、对比例1-6提供的肥料，肥料的施撒量为200g/株，对比例7为不施撒任何肥料；记录以下数据：

a、20天后，记录玉米幼苗的平均长高的高度(cm)；

b、50天后，记录玉米幼苗的平均长高的高度(cm)；

现选取生长程度相似且高度为30cm的玉米幼苗260株进行实验，将24株幼苗分为13组，每组20株，向其中的12组分别施撒实施例1-6、对比例1-6提供的肥料，且施撒肥料的频次为每45天/次，且每次的施撒量均为200g/株，对比例7不施撒任何肥料；记录以下数据：

c、从施肥日开始计算，玉米果实的结果时间(天)；

d、每一组收获的玉米果实的重量(kg)；

实验结果如表3所示：

表3

通过实验证明，本申请提供的复合微生物肥能够促进植物的生长，并且肥料的营养保持时间长，同时能够增加产量。并且本申请提供的拌料装置能够使得各原料的搅拌更均匀，从而提高搅拌效果，并提高发酵效果，使得制备的复合微生物肥的上述效果佳。其中实施例1的上述各效果最佳。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。