利用城市污泥生产复合有机肥的方法
【专利摘要】本发明提供了一种利用城市污泥生产复合有机肥的方法，该方法采用天然脱水剂代替传统使用的聚丙烯酰胺实现半絮凝，可缓解城市污泥在絮凝过程中形成不溶物的缺陷，且能减少传统脱水剂带来的毒副作用；加入磷酸溶解性材料和金属钝化材料，接入包含光合菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌的复合菌作为起爆剂，进一步软化污泥，释放有效养分；最后采取翻堆摊晾或烘干的方式制成有机肥的成品，该制成成品的方式可以减少有益菌的损耗，保证成品的品质。
【专利说明】利用城市污泥生产复合有机肥的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生产有机肥的方法，具体涉及一种利用城市污泥生产复合有机肥的方法。
【背景技术】
[0002]污泥中含有大量有机质、氮、磷等植物营养成分，其中有机质含量高达20%_40%，是一种极具利用价值的废弃资源。
[0003]目前国内外污泥处置主要有焚烧、卫生填埋、投海和农业利用等几种方式，但是基于经济和环境的压力以及资源化考虑，海洋投放已逐渐被禁止；填埋由于占地多，渗透液容易污染地下水，后续管理费用高等问题，其应用也受到限制；目前农用和焚烧已成为污泥处置的两种主要方式。
[0004]从国外的发展趋势来看，有效利用污泥呈上升趋势。欧洲污泥的有效利用率已从1990年的48%提高到了 1998年的52%，美国预计到2010年污泥有效利用率达70%，并以每年20%的速度递增。中国目前污泥的有效利用率仅20%左右，技术基本停留在简单堆肥、烘干处理上，往往存在结块硬化，遇潮霉变，生物活性不高，安全性低等缺点。
[0005]污泥是一种十分细微的胶状结构，如果含水量低于30%，很容易硬化，再软化分解就十分困难了。通常采用的物理烘干方法可以使污泥含水量降至20%以下，虽然达到了减量稳定的目的，但污泥已成为不可再吸收利用的坚硬土粒。
[0006]污泥中含有大量的病原菌，若不进行无害化处理施入土壤，会带来后续的潜在安全隐患。通常的措施是高温堆肥消毒，但一旦施入土壤，接触水分变湿的过程中又容易滋生有害菌，带来自身及土壤的霉变。
[0007]污泥中含有大量的重金属，包括铬、铜、锌、铝等，这些重金属进入土壤以致作物积累到一定程度必然带来一些环境危害，目前还没有成熟的重金属提取分离技术，常用的主要是一些钝化材料，如粉煤灰、草炭、磷矿粉等。
【发明内容】
[0008]为解决上述问题，本发明提供了一种利用城市污泥生产复合有机肥的方法。该方法可以较好的解决污泥资源化利用中的软化、霉变以及重金属污染等问题。
[0009]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0010]本发明提供的利用城市污泥生产复合有机肥的方法，包括如下步骤:
[0011]I)将城市污泥置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后进行脱水；
[0012]2)将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置，加入锯末、玉米秸杆粉，麦麸、玉米芯、鸡粪进行调制，使C/N为25~30/1，再加入3%磷酸溶解性材料、3%重金属钝化材料和5%的包含光合菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌的复合菌进行发酵，发酵时间为5~6天，每天翻堆一次，堆温≥55°C保持3~6天。[0013]3)经翻堆摊晾或烘干，使水分< 18%，粉碎制成成品。
[0014]上述步骤2)优选为:将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置，加入锯末、玉米秸杆粉，麦麸、玉米芯、鸡粪进行调制，使C/N为27/1，再加入3%磷酸溶解性材料、3%重金属钝化材料和5%的包含光合菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌的复合菌进行发酵，发酵时间为6天，每天翻堆一次，堆温≤55°C保持4天。
[0015]本发明使用的光合菌包括但不限于蓝细菌、紫细菌。
[0016]本发明使用的放线菌包括但不限于间型霉素、瑞斯托菌素、此诺卡氏菌。
[0017]本发明使用的乳酸菌包括但不限于德式乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸链球菌、肠膜明串珠菌。
[0018]本发明使用的酵母菌包括但不限于汉逊酵母、假丝酵母、白地霉。
[0019]办发明使用的芽孢杆菌包括但不限于苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌。
[0020]本发明加入的光合菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌的复合菌能快速分解有机质，具有添加量少、强力降解蛋白质、发酵时间短、成本低、发酵温度受限小等优点，此发酵菌种能有效杀死发酵物中的有害菌、虫、虫卵、草籽并降解抗生素残留等。且上述复合菌是经筛选过的能杀灭植物致病菌促进植物的有益生长的菌种。本发明采用直接翻堆摊晾或烘干，粉碎制成有机肥成品的方式可以最大限度的保护菌种活性，有利于营养物质的释放以便植物充分吸收。
[0021]城市污泥经本发明提供的方法处理后，其中病原菌消失，有机物腐殖质化，重金属稳定性提高，植物可利用形态养分增加，其C/N比、物理性状、无害化程度、溶解度、养分平衡都得到了很大的改善。
【具体实施方式】
[0022]以下实施例用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的前提下，对本发明所作的修饰或者替换，均属于本发明的范畴。
[0023]实施例1
[0024]首先将城市污泥(液态污泥的含水量为95.5%—97.0%，pH6.5—7.1，富含有机物，以干物质含量计，全氮、全磷、全钾的平均值分别为4.17%、1.20%,0.45%)置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后置脱水房中进行脱水；将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置进行调质，其配方比例为:污泥60%，尿素7%，氯化钾4%，二铵1%，锯末5%，玉米秸杆粉8%，玉米芯7%，使C/N为30/1，加入3%磷酸中和材料(烘干鸡粪)和3%重金属钝化材料(腐殖酸粉、粉煤灰、草炭土混合物)，并加入5%的VT菌作为起爆剂进行发酵，发酵时间为6天，每天翻推一次，堆温> 55°C保持4天。经翻堆摊晾或烘干，使水分< 18%，粉碎制成有机肥。产品规格为:氮磷钾总含量>10%，其中N = P2O5:K20=5:2:3 ;有机质 >53% ；VT 活菌数≤ 4X IO7 ；PH<6.5 ;含水量≤ 18%。
[0025]实施例2
[0026]首先将城市污泥(液态污泥的含水量为95.5%—97.0%，pH6.5—7.1，富含有机物，以干物质含量计，全氮、全磷、全钾的平均值分别为4.17%、1.20%,0.45%)置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后置脱水房中进行脱水；将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置进行调质，其配方比例为:污泥60%，尿素7%，氯化钾4%，二铵1%，锯末5%，玉米秸杆粉8%，玉米芯7%，使C/N为30/1，加入3%磷酸中和材料(烘干鸡粪)和3%重金属钝化材料(腐殖酸粉、粉煤灰、草炭土混合物)，并加入5%的含有蓝细菌(5 X 106CFU/g)、瑞斯托菌素(I X 107CFU/g)、乳酸链球菌(3 X 106CFU/g)、汉逊酵母(4X107CFU/g)、枯草芽孢杆菌(6X107CFU/g)的复合菌作为起爆剂进行发酵，发酵时间为5天，每天翻推一次，堆温>55°C保持4天。经翻堆摊晾或烘干，使水分< 18%，粉碎制成有机肥。产品规格为:氮磷钾总含量>10.5%，其中NiP2O5:K20=5:2:3 ;有机质>57% ;复合活菌数≥ 7X IO7 ；PH<6.5 ;含水量≤ 18%。
[0027]实施例3
[0028]首先将城市污泥(液态污泥的含水量为95.5%—97.0%，pH6.5—7.1，富含有机物，以干物质含量计，全氮、全磷、全钾的平均值分别为4.17%、1.20%,0.45%)置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后置脱水房中进行脱水；将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置进行调质，其配方比例为:污泥60%，尿素7%，氯化钾4%，二铵1%，锯末5%，玉米秸杆粉8%，玉米芯7%，使C/N为26/1，加入3%磷酸中和材料(烘干鸡粪)和3%重金属钝化材料(腐殖酸粉、粉煤灰、草炭土混合物)，并加入5%的含有蓝细菌(5 X 106CFU/g)、瑞斯托 菌素(I X 107CFU/g)、乳酸链球菌(3 X 106CFU/g)、汉逊酵母(4X107CFU/g)、枯草芽孢杆菌(6X107CFU/g)的复合菌作为起爆剂进行发酵，发酵时间为6天，每天翻推一次，堆温> 55°C保持4天。经翻堆摊晾或烘干，使水分< 18%，粉碎制成有机肥。产品规格为:氮磷钾总含量>16%，其中N = P2O5:K20=5:2:3 ;有机质>62% ;复合活菌数≥ IlXlO7 ；PH<6.5 ;含水量≤ 18%。
[0029]实施例4
[0030]首先将城市污泥(液态污泥的含水量为95.5%—97.0%，pH6.5—7.1，富含有机物，以干物质含量计，全氮、全磷、全钾的平均值分别为4.17%、1.20%,0.45%)置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后置脱水房中进行脱水；将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置进行调质，其配方比例为:污泥60%，尿素7%，氯化钾4%，二铵1%，锯末5%，玉米秸杆粉8%，玉米芯7%，使C/N为32/1，加入3%磷酸中和材料(烘干鸡粪)和3%重金属钝化材料(腐殖酸粉、粉煤灰、草炭土混合物)，并加入5%的含有蓝细菌(5 X 106CFU/g)、瑞斯托菌素(I X 107CFU/g)、乳酸链球菌(3 X 106CFU/g)、汉逊酵母(4X107CFU/g)、枯草芽孢杆菌(6X107CFU/g)的复合菌作为起爆剂进行发酵，发酵时间为4天，每天翻推一次，堆温> 55°C保持3天。经翻堆摊晾或烘干，使水分< 18%，粉碎制成有机肥。产品规格为:氮磷钾总含量>7%，其中NiP2O5:K20=4:3:3 ;有机质>41% ;复合活菌数≥ 3X IO7 ；PH<6.5 ;含水量≤ 18%。
[0031]实施例5
[0032]首先将城市污泥(液态污泥的含水量为95.5%—97.0%，pH6.5—7.1，富含有机物，以干物质含量计，全氮、全磷、全钾的平均值分别为4.17%、1.20%,0.45%)置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后置脱水房中进行脱水；将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置进行调质，其配方比例为:污泥60%，尿素7%，氯化钾4%，二铵1%，锯末5%，玉米秸杆粉8%，玉米芯7%，使C/N为24/1，加入3%磷酸中和材料(烘干鸡粪)和3%重金属钝化材料(腐殖酸粉、粉煤灰、草炭土混合物)，并加入5%的含有蓝细菌(5 X 106CFU/g)、瑞斯托菌素(I X 107CFU/g)、乳酸链球菌(3 X 106CFU/g)、汉逊酵母(4X107CFU/g)、枯草芽孢杆菌(6X107CFU/g)的复合菌作为起爆剂进行发酵，发酵时间为4天，每天翻推一次，堆温> 55°C保持3天。经翻堆摊晾或烘干，使水分< 18%，粉碎制成有机肥。产品规格为:氮磷钾总含量>6%，其中NiP2O5:K20=5:3:2 ;有机质>39% ;复合活菌数 2X IO7 ；PH<6.5 ;含水量 18%。
[0033]实施例6施用效果
[0034]选取同样环境下的6块一亩西瓜试验田，随机选择施用按上述5种实施例制成的有机肥作为试验组1-5及市面上常见的效果较好的肥料作为对照组，首先施用100公斤作为基肥，再追肥60公斤，所种植西瓜品种一致，且实验过程中浇水量和次数保持一致。测量观察西瓜植株品质以及西瓜品质。
[0035]表1:各试验组西瓜品质
[0036]
[0037]
【权利要求】
1.一种利用城市污泥生产复合有机肥的方法，其特征在于，包含以下步骤: 1)将城市污泥置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后进行脱水； 2)将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置，加入锯末、玉米秸杆粉，麦麸、玉米芯、鸡粪进行调制，使C/N为25~30/1，再加入3%磷酸溶解性材料、3%重金属钝化材料和5%的包含光合菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌的复合菌进行发酵，发酵时间为5~6天，每天翻堆一次，堆温<55°C保持3~6天； 3)经翻堆摊晾或烘干，使水分<18%，粉碎制成有机肥。
2.根据权利要求1所述的生产复合有机肥的方法，其特征在于，包含以下步骤: 1)将城市污泥置于污泥浓缩池中，加入1/10污泥浓缩池体积的天然海藻作为脱水剂进行半絮凝，然后进行脱水； 2)将脱水后的污泥转至太阳能浓缩发酵装置，加入锯末、玉米秸杆粉，麦麸、玉米芯、鸡粪进行调制，使C/N为27/1，再加入3%磷酸溶解性材料、3%重金属钝化材料和5%的包含光合菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌的复合菌剂进行发酵，发酵时间为6天，每天翻堆一次，堆温<55°C保持4天。 3)经翻堆摊晾或烘干，使水分<18%，粉碎制成有机肥。
3.根据权利要求1或2所述的生产复合有机肥的方法，其特征在于，所述的光合菌选自蓝细菌或紫细菌。
4.根据权利要求3所述的生产复合有机肥的方法，其特征在于，所述的放线菌选自间型霉素、瑞斯托菌素或此诺卡氏菌。
5.根据权利要求4所述的生产复合有机肥的方法，其特征在于，所述的乳酸菌选自德式乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸链球菌、肠膜明串珠菌。
6.根据权利要求5所述的生产复合有机肥的方法，其特征在于，所述的酵母菌选自汉逊酵母、假丝酵母或白地霉。
7.根据权利要求6所述的生产复合有机肥的方法，其特征在于，所述的芽孢杆菌选自苏云金芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌或多粘类芽孢杆菌。
【文档编号】C05F17/00GK103467146SQ201310404741
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】李季, 彭生平, 康文力 申请人:北京沃土天地生物科技有限公司