[0001]
本发明属于固体废物利用技术领域，具体涉及一种利用城市污泥热解固废制备的林业用肥及其制备方法，使其中有效磷、钙、镁等养分得到资源化回收利用，并添加磷素活化剂，提高磷的利用率，且制成的复合肥料中重金属含量符合gb 38400-2019《肥料中有毒有害物质的限量要求》，为污泥热解固废的高附加值利用提供有效的途径。
背景技术：
[0002]
我国城镇污水处理率从1998年的不足16.2％飙升至2017年底的95.0％，环 境效益显著，但“重水轻泥”问题突出，对污泥处理处置设施的建设重视不够、 投资不足，造成大量的城镇污泥未得到有效处置，污泥问题凸显。截止目前我 国已建成污水处理厂已超过4000余座，年产生含水量80％的污泥5000余万吨。 预计，到2020年每年产生约6000万吨的含水污泥(80％含水率计)。目前，污 泥处置方式主要是土地利用、建材利用和填埋，处置率较低，并未得到资源化 利用。
[0003]
污水中含有大量有机质以及氮、磷、钾等元素，其中约有20％-30％的氮转 入污泥中，磷约为90％，一些污水厂产生的污泥中氮、磷、钾含量甚至高于农 家肥。污泥热解技术是在无氧环境下，将污泥无害化、减量化、稳定化、资源 化处理的技术，能有效抑制二噁英气体的产生，且能将重金属固化在残渣中， 避免对环境造成二次污染；同时，污泥热解固废中含有效的磷、钙、镁、硅等 养分。从资源角度考虑，在磷矿资源紧缺的情况下，污泥中磷资源的二次利用 将对我国磷资源的可持续发展尤为重要。
[0004]
技术实现要素：
[0005]
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供利用一种城市污泥热解固废制备的林业用肥及其制备方法，使城市污泥中含有的有效磷、钙、镁、硅等养分得到二次利用，实现污泥的资源化和高值化利用。
[0006]
本发明的目的是这样实现的：一种利用城市污泥热解固废制备的林业用肥，所述林业用肥用于园林绿化、沙土和荒漠化土壤造林中，所述肥料为氮磷钾养分含量在25%~40%的中低浓度复合肥料，按重量份包括以下组分制备而成：污泥热解固体废渣30~50份，氮肥20~40份，磷肥8~20份，钾肥10~20份，粘结剂4~8份，固体填料2~10份，磷素活化剂0.3~1份；制得林业肥的水分含量为林业用肥总重量的1~5%。
[0007]
所述污泥热解固体废渣为城市污水处理厂脱水污泥在800~1200℃下热解反应后剩余的固体废渣。
[0008]
所述氮肥选自颗粒尿素、脲醛、硝磷铵、硫酸铵、氯化铵中的一种或几种的任意比混合物。
[0009]
所述磷肥选自磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、过磷酸钙中的一种或几种的任意比
混合物。
[0010]
所述钾肥选自氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种的任意比混合物。
[0011]
所述粘结剂选自质量浓度为含p2o
5 25~45%的磷酸或磷酸萃余酸或者质量浓度为20~40%的硫酸中的一种或几种的任意比混合物。
[0012]
所述固体填料为选自苦土、膨润士、高岭土、凹凸棒土的一种或几种。
[0013]
所述磷素活化剂为二元、三元或多元羧酸的共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、解磷菌、edta中的一种或几种。
[0014]
一种所述的利用城市污泥热解固废制备的林业用肥的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤1）、原料及热解固废处理：按配方确定量将城市污泥热解固体废渣、颗粒状的氮肥、磷肥和钾肥分别粉碎至细度在80~120目备用；步骤2）、造粒：将步骤1）粉碎后的污泥热解固体废渣、氮肥、磷肥和钾肥、磷素活化剂、固体填料分别计量加入造粒机内，喷入粘结剂，使物料不断团粒成球；步骤3）、干燥：将步骤2）制备的颗粒料输送至干燥机中进行干燥，控制干燥温度不超过60℃，干燥至颗粒料中游离水含量在1~5%；步骤4）、冷却：将干燥后的颗粒料输送至冷却机冷却，使颗粒料温度冷却至45℃以下；步骤5）、筛分：将冷却后的颗粒料输送至筛分机，筛去粒度不符合要求的颗粒，得到粒度在2~4mm之间的复合肥料。
[0015]
所述造粒机是指常规的盘式造粒机或转鼓造粒机；所述干燥机、冷却机、筛分机及其相关的物料输送、计量设备均选用常规的复合肥料生产设备。
[0016]
本发明利用城市污泥热解固体废渣制成林业用的中低浓度复合肥料，使其中的有效磷、钙、镁等养分得到资源化利用，变废为肥，且制成的复合肥料中重金属含量符合gb 38400-2019《肥料中有毒有害物质的限量要求》，为污泥热解固废的高附加值利用提供有效的途径；同时添加磷素活化剂，提高磷的利用率；可用作园林绿化、沙土和荒漠化土壤造林用肥，成本低，肥效好。
具体实施方式
[0017]
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应理解为本发明的范围权限仅限于以下的实例。
[0018]
实施例1：一种利用城市污泥热解固废制备的林业用肥，其物质组成为以下千克数：污泥热解固体废渣300千克，氮肥300千克，磷肥130千克，钾肥170千克，粘结剂50千克，固体填料50千克，磷素活化剂3千克；制得林业肥的水分含量为2%。
[0019]
其中污泥热解固体废渣为含水80%的脱水污泥经过预处理，烘干后进入热解气化炉，在1100℃下热解气化生成的固体残渣。
[0020]
本实施例的氮肥选用尿素，也可以选用尿素、脲醛、硝磷铵、硫酸铵、氯化铵中的一种或几种的任意比混合物；磷肥选用磷酸一铵和钙镁磷肥混合物，其中，磷酸一铵110千克，钙镁磷肥20千克，也可以选用磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、过磷酸钙中的一种或几种的任意比混合物；钾肥选用氯化钾，也可以选用氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种的任
意比混合物。所述粘结剂选用含p2o
5 30%的磷酸，也可以选用质量浓度为含p2o
5 25~45%的磷酸或磷酸萃余酸或者质量浓度为20~40%的硫酸中的一种或几种的任意比混合物。所述固体填料选用按照1:1比例的苦土与膨润士，也可以选用苦土、膨润士、高岭土、凹凸棒土的一种或几种；所述磷素活化剂选用三元羧酸的共聚物，也可以为二元或三元羧酸或多元羧酸的共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、解磷菌、edta中的一种或几种。
[0021]
将城市污泥热解固体废渣、颗粒状的氮肥、磷肥和钾肥分别粉碎至细度在100目；粉碎后的污泥热解固体废渣、氮肥、磷肥和钾肥、磷素活化剂、固体填料分别计量加入造粒机内，喷入含p2o
5 30%的粘结剂进行造粒，后进行干燥、冷却、筛分和包装。
[0022]
其中磷素活化剂为采用cn106749900b专利技术，以衣康酸、马来酸酐、丙烯酸为单体，采用自由基共聚合制备而得的三元聚合物，在造粒过程中加入；固体填料为苦土与膨润士按照1:1的比例加入。
[0023]
本实施例1制得氮磷钾养分含量分别为15-7-10的颗粒复合肥料a。同时，按照上述各物料用量，不加磷素活化剂，制得15-7-10的普通颗粒复合肥料b。按照土壤样品采集、处理和贮存的方法，制得过2mm筛的风干土壤样品。将颗粒肥料a、b粉碎，分别称取1g与200g风干土充分混匀装入培养容器中，加蒸馏水至田间持水量，置于25℃恒温培养箱，每个处理重复3次，在培养1、7、14、28d后取样分析土壤中有效磷含量。复合肥料a在土壤中的有效磷含量较复合肥料b高3%~8%。
[0024]
实施例2：一种利用城市污泥热解固废制备林业用肥的方法，其物质组成为以下千克数：污泥热解固体废渣450千克，氮肥165千克，磷肥175千克，钾肥120千克，粘结剂70千克，固体填料20千克，磷素活化剂5千克；制得林业肥的水分含量为3%。
[0025]
其中污泥热解固体废渣为含水80%的脱水污泥经过预处理，烘干后进入热解气化炉，在850℃下热解气化生成的固体残渣。
[0026]
本实施例的氮肥选用尿素，也可以选用尿素、脲醛、硝磷铵、硫酸铵、氯化铵中的一种或几种的任意比混合物；磷肥选用磷酸二铵和过磷酸钙，其中，磷酸二铵130千克，钙镁磷肥45千克，也可以选用磷肥选用磷酸一铵、磷酸二铵、钙镁磷肥、过磷酸钙中的一种或几种的任意比混合物；钾肥选用硫酸钾，也可以选用氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或几种的任意比混合物；所述粘结剂选用质量浓度为 25%的硫酸，也可以选用质量浓度为含p2o
5 25~45%的磷酸或磷酸萃余酸或者质量浓度为20~40%的硫酸中的一种或几种的任意比混合物；所述固体填料选用按照1:1比例的凹凸棒土与膨润士，也可以选用苦土、膨润士、高岭土、凹凸棒土的一种或几种；所述磷素活化剂选用解磷菌，也可以为二元或多元羧酸的共聚物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、解磷菌、edta中的一种或几种。
[0027]
将城市污泥热解固体废渣、颗粒状的氮肥、磷肥和钾肥分别粉碎至细度在100目；粉碎后的污泥热解固体废渣、氮肥、磷肥和钾肥、磷素活化剂、固体填料分别计量加入造粒机内，喷入含25% h2so
4 的粘结剂进行造粒，后进行干燥、冷却、筛分和包装。
[0028]
其中磷素活化剂为解磷菌，有效活菌数大于100亿/g，在造粒过程中加入；固体填料为凹凸棒土与膨润士按照1:1的比例加入。
[0029]
本实施例2制得氮磷钾养分含量分别为10-9-6的颗粒复合肥料c。同时，按照上述各物料用量，不加磷素活化剂，制得10-9-6的普通颗粒复合肥料d。按照土壤样品采集、处理和贮存的方法，制得过2mm筛的风干土壤样品。将颗粒肥料c、d粉碎，分别称取1g与200g风干
土充分混匀装入培养容器中，加蒸馏水至田间持水量，置于25℃恒温培养箱，每个处理重复3次，在培养1、7、14、28d后取样分析土壤中有效磷含量。复合肥料c在土壤中的有效磷含量较复合肥料d高4%~10%。
[0030]
实施例1-2制得产品的有效养分及重金属含量见附表3。
ꢀꢀꢀ
。