专利名称：一种利用机械草浆生产回用水絮凝污泥制备生物有机肥料的方法
技术领域：
本发明属于机械制浆和肥料领域，具体涉及机械草浆生产回用水絮凝污泥的资源化利用及其生物有机肥料的制备。
背景技术：
我国是农业大国，肥料在我国的农业生产中发挥着重要的作用，同时化学肥料的大量使用也造成了环境破坏、土壤肥力下降、农产品质量下降等问题。秸杆机械法清洁制浆过程中生产用水要循环利用，经过絮凝处理产生的絮凝污泥中含有大量有机质(纤维素、 半纤维素、木质素、粗蛋白、糖类等)，由于制浆过程中没有添加任何化学物质，可以采用固 态发酵技术和微生物混合培养技术生产生物有机肥料，将污泥中的有机质降解，为农作物提供营养元素以促进农作物的生长、提高产量，其含有的纤维素、半纤维素等有机质还能够在一定程度上改善土壤环境。因此利用该污泥生产肥料是污泥资源化利用的有效途径之
O中国专利CN 101723720A(公布日2010年6月9日)中公开了一种利用造纸污泥制备生物有机肥的方法，原料为55-65%的造纸污泥、30-40%的辅料、2-3%的菌种原液和2-3%的糖蜜，经过发酵、造粒得到生物有机肥产品。但是，造纸污泥(特别是来源于废报纸和杂志制浆的脱墨污泥)中含有Cu、Pb、Cr等重金属元素，虽然他们的含量低，但在土壤中会造成积累和污染。采用碱法造纸所产生的污泥也含有较多的盐类物质，因此，利用造纸污泥生产肥料或土壤改良剂对环境的长期影响还有待进一步研究。中国专利CN 1537830A(
公开日2004年10月20日)中公开了一种利用造纸制浆黑液生产肥料的方法，它以KOH碱法造纸制浆黑液处理植物性材料，使黑液中的残碱(KOH)和植物性材料反应，制成肥料。但是，KOH的价格远比NaOH的价格高，因此利用KOH碱法制浆成本高难以得到实际应用；本发明所用机械制浆污泥含有大量有机质(纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、糖类等)、未添加任何化学物质，利用此污泥发酵所制备的生物有机肥对环境无污染且能够改善土壤环境、提高土壤肥力。
发明内容
本发明的目的是针对我国目前机械制浆污泥未能得到安全有效利用的问题，提供一种机械制浆污泥资源化利用方法，以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，该絮凝污泥的主要成分为纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、糖类、无机盐等，通过添加腐植酸、微量元素调节营养比例(满足微生物的营养需求)，接入微生物复合菌种进行堆肥发酵，并通过造粒制成颗粒生物有机肥料。本发明实现了机械制浆污泥固体废弃物的资源化利用，不仅为绿色生态农业的发展提供了经济的生物有机肥料，而且使机械制浆真正达到零排放，实现清洁生产的目的。
本发明的整体技术构思是一种利用机械草浆生产回用水絮凝污泥制备生物有机肥料的方法，该方法由下列工艺步骤组成(I)机械草浆生产回用水絮凝污泥制备采用秸杆机械法清洁制浆技术制备机械草浆过程中生产用水中的悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质经过无机、有机高分子絮凝剂和吸附剂处理形成絮凝污泥。(2)基质的配制以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，通过添加腐植酸、微量元素调节营养比例，满足微生物的营养需求。(3)复合菌种的制备枯草芽孢杆菌、浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌组成根据协同作用按一定比例混合，制成复 合菌种。(4)堆肥发酵将复合菌种接入基质中堆肥发酵，定期翻堆、喷水以维持一定的温度和湿度。(5)造粒采用挤压造粒的方法进行造粒。本发明的具体工艺步骤及工艺条件(I)机械草浆生产回用水絮凝污泥制备采用秸杆机械法清洁制浆技术制备机械草浆过程中生产用水中的悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质经过聚合氯化铝(50-200mg/L)、聚丙烯酰胺(5_40mg/L)、硅藻土(O. 5_4g/L)处理形成絮凝污泥，絮凝污泥脱水后作为制备生物有机肥料基质。(2)基质的配制以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，添加10-30%腐植酸、O. 2-1%微量元素(含有硼砂、氯化锌、钥酸铵、硫酸锰、硫酸铜，其质量比例为30-50 25-35 6-14 6-14 8-20)。(3)复合菌种的制备将枯草芽孢杆菌、浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、放线菌组成，其质量比为30-50 15-25 15-25 25-35 15-25 15-25。(4)堆肥发酵将复合菌种按2-15%的比例接入基质中，按宽2m、高O. 8m进行堆肥发酵，维持温度在45-65°C之间、湿度在50-75%之间、pH在6. 0-9. O之间；每隔1_2天翻堆、取样测定，腐熟后停止发酵。(5)造粒采用挤压造粒的方法进行造粒，粒径在O. 2-0. 4cm。本发明所取得的技术进步在于I、秸杆机械法清洁制浆过程中由于制浆过程中没有添加化学物质，生产用水经过絮凝处理后除去了其中绝大部分悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质，可循环利用，产生的絮凝污泥中含有大量有机质(纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、糖类等)，可以采用固态发酵技术和微生物混合培养技术生产生物有机肥料。2、解决机械制浆污泥的排放及资源化利用问题。3、利用复合微生物将机械制浆污泥中的有机质进行降解，以利于农作物的吸收利用，促进农作物的生长。实施例以下结合实施例对本发明作进一步描述。实施例I :
(I)机械草浆生产回用水絮凝污泥制备采用秸杆机械法清洁制浆技术制备机械草浆过程中生产用水中的悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质经过聚合氯化铝(50mg/L)、聚丙烯酰胺(40mg/L)、硅藻土(O. 5g/L)处理形成絮凝污泥，絮凝污泥脱水后作为制备生物有机肥料基质。(3)基质的配制以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，添加10%腐植酸、I %微量元素(含有硼砂、氯化锌、钥酸铵、硫酸锰、硫酸铜，其质量比例为30 : 35 : 6 : 6 : 20)。(3)复合菌种的制备将枯草芽孢杆菌、浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、放线菌组成，其质量比为30 25 15 35 15 25。(4)堆肥发酵将复合菌种按2%的比例接入基质中，按宽2m、高O. 8m进行堆肥发酵，维持温度在45-65°C之间、湿度在50-75%之间、pH在6. 0-9. O之间；每隔1_2天翻堆、取样测定，腐熟后停止发酵。 (5)造粒采用挤压造粒的方法进行造粒，粒径在O. 2cm。实施例2:(I)机械草浆生产回用水絮凝污泥制备采用秸杆机械法清洁制浆技术制备机械草浆过程中生产用水中的悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质经过聚合氯化铝(200mg/L)、聚丙烯酰胺(5mg/L)、硅藻土(4g/L)处理形成絮凝污泥，絮凝污泥脱水后作为制备生物有机肥料基质。(2)基质的配制以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，添加30%腐植酸、O. 2%微量元素(含有硼砂、氯化锌、钥酸铵、硫酸锰、硫酸铜，其质量比例为50 : 25 : 14 : 6 : 20)。(3)复合菌种的制备将枯草芽孢杆菌、浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、放线菌组成，其质量比为50 15 25 25 25 15。(4)堆肥发酵将复合菌种按15%的比例接入基质中，按宽2m、高O. 8m进行堆肥发酵，维持温度在45-65°C之间、湿度在50-75%之间、pH在6. 0-9. O之间；每隔1_2天翻堆、取样测定，腐熟后停止发酵。(5)造粒采用挤压造粒的方法进行造粒，粒径在O. 4cm。实施例3 (I)机械草浆生产回用水絮凝污泥制备采用秸杆机械法清洁制浆技术制备机械草浆过程中生产用水中的悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质经过聚合氯化铝(100mg/L)、聚丙烯酰胺(20mg/L)、硅藻土(2g/L)处理形成絮凝污泥，絮凝污泥脱水后作为制备生物有机肥料基质。(4)基质的配制以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，添加20%腐植酸、O. 5%微量元素(含有硼砂、氯化锌、钥酸铵、硫酸锰、硫酸铜，其质量比例为40 30 10 10 15)。(3)复合菌种的制备将枯草芽孢杆菌、浸麻类芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、放线菌组成，其质量比为40 20 20 30 20 20。(4)堆肥发酵将复合菌种按8%的比例接入基质中，按宽2m、高O. 8m进行堆肥发酵，维持温度在45-65°C之间、湿度在50-75%之间、pH在6. 0-9. O之间；每隔1_2天翻堆、取样测定，腐熟后停止发酵。
(5)造粒采用挤压造粒的方法进行造粒，粒径在O. 3cm。
权利要求
1.一种利用机械草浆生产回用水絮凝污泥制备生物有机肥料的方法其特征在于以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，通过添加腐植酸、糖蜜及微量元素调节营养比例，接入微生物复合菌种进行堆肥发酵，并通过造粒制成颗粒生物有机肥料。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述机械草浆生产回用水絮凝污泥的制备采用秸杆机械法清洁制浆技术制备机械草浆过程中生产用水中的悬浮物、溶解性胶体物质和部分溶解性物质经过聚合氯化铝(50-200mg/L)、聚丙烯酰胺(5_40mg/L)、硅藻土(O. 5-4g/L)处理形成絮凝污泥，絮凝污泥脱水后作为制备生物有机肥料基质。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，添加10-30%腐植酸、O. 2-1%微量元素(含有硼砂、氯化锌、钥酸铵、硫酸锰、硫酸铜，其质量比例为 30-50 25-35 6-14 6-14 8-20)
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述复合菌种的由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、浸麻类芽抱杆菌(Bacillus macerans)、巨大芽抱杆菌(Bacillus megaterium)、腊状芽抱杆菌(Bacillus cereus)、胶质芽抱杆菌(Bacillusmucilaginosus)、放线菌(Actinomyces sp.)组成,其质量比为30-50 : 15-25 : 15-25 : 25-35 15-25 15-25 ；
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于接入2-15%的复合菌种、堆肥温度在45-65°C之间、湿度在50-75%之间、pH在6. 0-9. O之间。
(5)造粒采用挤压造粒的方法进行造粒，粒径O. 2-0. 4cm。
全文摘要
本发明涉及一种利用机械草浆生产回用水絮凝污泥制备生物有机肥料的方法，以机械草浆生产回用水絮凝污泥为主要原料，通过添加腐植酸、微量元素调节营养比例，接入微生物复合菌种进行堆肥发酵，并通过造粒制成颗粒生物有机肥料。本发明所生产的生物有机肥料含有大量的有机质和有益微生物，可提高农作物对氮、磷、钾的利用率，促进农作物的生长、提高产量，并能够改善土壤生态环境，有利于农业的可持续发展。本发明利用机械制浆过程所形成的污泥制备生物有机肥料，其生产工艺简单、成本低，不仅能够解决固体废弃物的排放问题，还可提供生物有机肥料获得经济效益。
文档编号C05G1/00GK102838392SQ20111025718
公开日2012年12月26日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者苏河山, 张鹏, 谢志琪, 唐怡聪, 陈毅明 申请人:北京创源基业自动化控制技术研究所