本发明属于环保领域，具体涉及一种高氮林木基肥及其生产方法。
背景技术：
：污水经活性污泥法处理后，在二次沉淀池中沉淀的物质称为活性污泥，其中排放的部分称为剩余活性污泥。石化剩余活性污泥除含有微生物、寄生虫、悬浮物质和少量有毒有害重金属及其他有害化学物质之外，还含有一些氮、磷等营养物质。石化剩余活性污泥属于工业固废，对石化剩余活性污泥进行最后处置是一个十分复杂的问题。我国对工业固废的处理、处置原则是“无害化、减量化、资源化”。近年来，世界各国围绕如何处理和有效地利用脱水污泥进行了大量的研究和实践工作，迄今采用的污泥处置方式有焚烧、填埋、排海、土地利用等。但也存在不少问题：(1)含水量高，达到70％-80％，焚烧能耗增加，处理运行费用较高，直接填埋很可能透过地表，进入地下深层，污染地下水。(2)微生物、病原体含量高，若没有处理直接填埋或排海，很可能污染土地、空气和水源。(3)含有重金属等成分如汞、铬、砷等，未经处理直接进行土地利用很容易污染土壤，造成耕地的不可逆退化，严重污染环境。废弃菌糠是栽培食用菌后的废渣，其中含有大量的粗纤维、木质素和菌丝体，并含有丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素和微量元素。传统上废弃菌糠处理的方法主要是简易堆置和燃烧，但由于废弃菌糠容易滋生微生物，不仅成为周边食用菌生产的主要杂菌污染源，还可能会造成潜在的生物安全风险；将产生的大量废弃菌糠随意堆置，不仅侵占大量土地，而且会成为周边水、土壤、大气污染的主要源头；另外，废弃菌糠的燃烧既污染空气，又浪费了废弃菌糠中所富含的生物质能量和有用物质。电厂燃煤发电产生的烟气中含有二氧化硫，为减少环境污染，不少公司采用氨法脱硫方法进行脱硫处理。主要是利用氨与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸铵，亚硫酸铵与高压空气进行氧化反应生成硫酸铵，进一步处理得副产硫酸铵产品。副产硫酸铵因含少量煤灰颜色发黄或灰白，总氮含量≥18.0％。符合《DL/T808-2002火电厂氨法脱硫生产的副产硫酸铵产品》，可以作为氮肥施用，但产品外观及质量较市售硫酸铵偏差，推广应用困难。技术实现要素：针对上述多种问题，本发明提供了一种绿色环保、经济效益高的高氮林木基肥及其生产方法。本发明所述的高氮磷木基肥，以质量百分比计，其原料组成为：石化剩余活性污泥40％-60％，电厂副产硫酸铵15％-25％，废弃菌糠10％-25％，复合钝化剂1.5％-2.5％，大豆乳清糖浆1％-10％，麸皮0.5％-2％，发酵菌剂0.05％-0.2％，矿物质原料1％-3％。本发明中，石化剩余活性污泥是石化污水厂经污泥法处理后的排放的多余污泥，石化剩余活性污泥含水量70wt％-80wt％，含碳量≥55wt％(干基)，含氮量≥6.5wt％(干基)。废弃菌糠是栽培食用菌后的废渣，其中含有大量的粗纤维、木质素和菌丝体，并含有丰富的蛋白质、氨基酸、碳水化合物、维生素和微量元素，可在食用菌栽培公司购买。废弃菌糠指标：干物质≥80wt％，含碳量≥65wt％(干基)，含氮量≥1.2wt％(干基)。其中，石化剩余活性污泥提供植物生长所需氮、磷、钾及有机质。电厂副产硫酸铵提供氮元素。废弃菌糠含粗纤维、木质素和菌丝体，并含有蛋白质、氨基酸、碳水化合物，都是植物生长所需营养物质，并且废弃菌糠疏松透气，富含的有机质可在发酵过程中快速分解成具有良好通气、蓄水能力的腐殖质，施用后可增强土壤的透气性，避免土壤板结现象。复合钝化剂是土壤重金属污染治理方法之一，通过向土壤中添加钝化剂，可以使重金属向稳定态转化，以降低其迁移能力，从而达到降低其生物有效性。本发明中复合钝化剂主要作用是可将肥料及土壤中的重金属由高活性状态转化为低活性状态，减少对植物的有害影响。本发明所述的复合钝化剂，以质量百分比计，其原料组成为：粉煤灰20％-40％，沸石粉40％-65％，米糠粉5％-25％。其中，粉煤灰是一种碱性钝化剂，具有多孔性和很大的表面积，因而有比其他钝化材料更强的吸附能力，同时粉煤灰的加入可促进腐殖质形成，固相大分子量腐殖质能吸附固定重金属，降低其迁移性和有效性。沸石粉颗粒表面可形成水合氧化物覆盖层，表面呈负电性，有利于络合吸附重金属离子，是目前发现的天然矿物中比表面积最大、吸附性能最好的矿物。米糠粉是稻谷外面的壳，在稻谷加工过程中脱掉后粉碎而成，米糠粉含有高浓度农作物容易吸收的磷元素，还有丰富的维生素B群，适宜微生物的繁殖生长，主要起营养物质作用和载体作用。由于生产高氮林木基肥检测原料指标中砷、铬含量指标较高，所以选择钝化作用最好的沸石粉为主要原料，粉煤灰与沸石粉同属碱性钝化剂，起效果叠加作用。粉煤灰和沸石粉用量过大导致土壤碱性增加，不利于植物生长，用量过小对重金属钝化作用不明显，重金属离子被植物吸收，危害植物生长。米糠粉用量过大导致粉煤灰和沸石粉含量过小，影响对重金属的钝化作用，用量过小起不到载体作用。大豆乳清糖浆是大豆经脱皮、提取油脂、提取分离蛋白和豆渣，得到的一种副产品，浓度为30wt％，含乳清蛋白和糖分，70wt％左右是水分，可以给菌种生长提供营养物质，是发酵菌剂很好的增殖物质。麸皮给菌种繁殖前期提供营养物质。发酵菌剂主要包括枯草芽孢杆菌、光合菌群、双歧杆菌和高温纤维素分解菌、高温放线菌等，在发酵过程中将物料中的碳、氮、磷、钾、硫等分解矿化，形成简单有机物，给植物提供营养物质。矿物质原料主要包括磷、钾元素，调整肥料中的氮、磷、钾比例，促进植物生长。本发明所述的矿物质原料为磷肥和钾肥混合物，为了平衡氮磷钾含量，磷肥与钾肥的质量比为1:1.8-3.0，比例过大导致钾元素不足，影响植物的呼吸作用和光合作用；比例过小导致堆肥产品磷元素不足，影响植物的多种代谢过程，生长缓慢，植株矮小。添加矿物质主要提供植物所需的磷肥和钾肥。所述的磷肥为过磷酸钙或钙镁磷肥或磷矿粉或重过磷酸钙或其混合物；所述的钾肥为硫酸钾或氯化钾或其混合物。碳是细菌生长的能源，氮则被细菌用来进行细菌细胞的繁殖，碳氮比是影响发酵效果的主要因素之一，石化剩余活性污泥与废弃菌糠采用本发明所述的配比可以调整碳氮比至适宜比例，使得后期生产过程中堆肥发酵充分。复合钝化剂用量过大造成资源浪费，用量过小钝化效果不明显；麸皮提供菌种生长前期营养物质，促进发酵堆肥，用量过大浪费物料，用量过小导致菌种生长缓慢，影响堆肥；发酵菌剂为购买菌种，添加比例依据产品说明而定。本发明所述的高氮磷木基肥的具体生产方法为：(0)备料按比例称取各原料，备用；(1)原料处理将石化剩余活性污泥干燥；将废弃菌糠进行粉碎；(2)物料混合将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I；将麸皮和发酵菌剂混合均匀成物料II；将物料II与物料I逐级混匀，得混合料；(3)高温腐熟将混合均匀的混合料垛堆保温发酵；发酵堆温度为50℃-70℃，每2-4天翻堆1次，共翻堆3-5次；(4)后置腐熟将高温发酵后的物料静置发酵5-7天；(5)物料干燥将后置腐熟后的物料干燥至含水量低于25wt％；(6)物料调剂将后置腐熟物料与电厂副产硫酸铵混合均匀，再添加矿物质原料混合均匀，即可得到高氮林木基肥。石化剩余活性污泥可以采用自然晾晒的方式，利用太阳能蒸发自然脱水，控制污泥的含水率55wt％-70wt％。含水率55wt％-70wt％是最适宜菌种发酵生长的水分范围，水分过大发酵堆体透气性差，升温过程缓慢，水分过小，影响菌种生长繁殖。将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I。大豆乳清糖浆主要作用就是调整物料I的水分，水分低，增加大豆乳清糖浆添加比例，水分大，减少大豆乳清糖浆比例。调整物料I的水分过大，会堵塞堆肥物料间隙，影响堆体通透性，易形成厌氧状态，并产生臭气，养分损失大；水分过小，影响微生物生长繁殖，堆肥速度慢，因此，调整物料I混合水分控制50wt％-75wt％。如前所述，碳氮比是影响发酵效果的主要因素之一，碳是细菌生长的能源，氮则被细菌用来进行进行细菌细胞的繁殖，碳氮比过大或过小都导致发酵升温减慢，堆肥不充分，因此，本发明中物料I的碳氮比18-32。由于物料II与物料I质量相差较大，因此本发明采用逐级混匀的方式对两者进行混合。高温腐熟过程中，可以将混合均匀的混合料堆成底2-4米，高1-1.5米的长条梯形，再在其表面遮盖草毡子开始保温发酵。发酵堆温度为50℃-70℃，每2-4天翻堆1次，共翻堆3-5次。发酵堆温度达到50℃以上时可以杀死肥料中的病原体和寄生虫。温度过大会杀灭部分发酵菌剂，温度过小堆肥中的病原体和寄生虫依然存在，影响肥料使用效果。每2-4天翻堆一次是为了保持堆体的高温发酵状态，本发明中不另外加热保温，减少能耗。翻堆间隔短容易造成高温时间短，发酵不充分，翻堆间隔过长，堆体温度易过高，造成发酵用菌剂死亡。翻堆次数过少，高温发酵未完成，堆体温度易上升过高，翻堆次数过多高温发酵完成后堆体温度不再升高，翻堆已无意义。后置腐熟是高温腐熟的补充发酵过程，将一些高温腐熟中未分解的有机物进一步分解，变成腐殖酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到完全成熟的堆肥产品。后置腐熟时间过短，达不到完全腐熟，堆肥产品使用价值降低，时间过长，对产品使用价值没有影响，主要是增加堆肥时间和场地占用，增加人工成本。由于含水量过大易导致部分微生物继续繁殖，消耗营养物质，减少堆肥产品利用价值，含水量过小，对产品质量影响不大，不过需要进行烘干等措施处理，增加堆肥成本。因此，发明需要将后置腐熟后的物料干燥至含水量低于25wt％。本发明利用石化剩余活性污泥、废弃菌糠与电厂副产硫酸铵生产高氮林木基肥的方法的有益效果是：(1)实现多资源综合利用，石化剩余活性污泥含有较高的氮元素和其他有机物，是植物很好的氮元素资源。废弃菌糠富含有机质和多种矿物质元素，属速效养分，并在发酵过程中产生丰富的腐殖质，易被植物吸收利用。大豆乳清糖浆给菌种发酵提供能量物质。(2)解决了石化剩余活性污泥与废弃菌糠占用土地和污染环境的问题，使得石化剩余活性污泥和废弃菌糠无害化、减量化和资源化。(3)电厂副产硫酸铵及矿物质原料添加生成高氮林木基肥，调整肥料中的氮磷钾比例更合理，提高肥料的矿物质元素含量，且成品pH偏酸性，更适用于碱性土壤中的林木基肥。(4)堆肥发酵过程添加复合钝化剂，并经高温腐熟，更进一步对石化剩余活性污泥中的重金属活性进行钝化，不产生二次污染，减少对环境的危害。(5)高氮林木基肥生产中添加电厂副产硫酸铵，解决了电厂副产硫酸铵推广应用难的问题。附图说明图1为本发明所述一种石化剩余活性污泥、废弃菌糠与电厂副产硫酸铵生产高氮林木基肥的工艺流程图。具体实施方式以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例1一种高氮林木基肥，以质量百分比计，其原料组成为：石化剩余活性污泥40％、电厂副产硫酸铵20％、废弃菌糠25％、复合钝化剂2.5％、大豆乳清糖浆10％、麸皮0.5％、发酵菌剂0.2％和矿物质原料1.8％。所述的复合钝化剂，以质量百分比计，其原料组成为：粉煤灰20％、沸石粉55％、米糠粉25％。所述的矿物质原料为磷肥和钾肥混合物，且磷肥与钾肥的质量比为1:1.8。所述的磷肥为过磷酸钙；所述的钾肥为硫酸钾。所述的高氮林木基肥的生产方法，其具体步骤为：(0)备料按比例称取各原料，备用；(1)原料处理将石化剩余活性污泥干燥；将废弃菌糠进行粉碎；石化剩余活性污泥干燥后的含水率为55wt％。(2)物料混合将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I；将麸皮和发酵菌剂混合均匀成物料II；将物料II与物料I逐级混匀，得混合料；其中，物料I的水分控制在50wt％，碳氮比为18。(3)高温腐熟将混合均匀的混合料垛堆保温发酵；发酵堆温度为50℃，每4天翻堆1次，共翻堆3次；(4)后置腐熟将高温发酵后的物料静置发酵5天；(5)物料干燥将后置腐熟后的物料干燥至含水量为20wt％；(6)物料调剂将后置腐熟物料与电厂副产硫酸铵混合均匀，再添加矿物质原料混合均匀，即可得到高氮林木基肥。实施例2一种高氮林木基肥，以质量百分比计，其原料组成为：石化剩余活性污泥60％、电厂副产硫酸铵22％、废弃菌糠10％、复合钝化剂1.55％、大豆乳清糖浆3.4％、麸皮2％、发酵菌剂0.05％和矿物质原料1％。所述的复合钝化剂，以质量百分比计，其原料组成为：粉煤灰40％、沸石粉45％、米糠粉15％。所述的矿物质原料为磷肥和钾肥混合物，且磷肥与钾肥的质量比为1:2.0。所述的磷肥为钙镁磷肥；所述的钾肥为氯化钾。所述的高氮林木基肥的生产方法，其具体步骤为：(0)备料按比例称取各原料，备用；(1)原料处理将石化剩余活性污泥干燥；将废弃菌糠进行粉碎；石化剩余活性污泥干燥后的含水率为70wt％。(2)物料混合将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I；将麸皮和发酵菌剂混合均匀成物料II；将物料II与物料I逐级混匀，得混合料；其中，物料I的水分控制在75wt％，碳氮比为32。(3)高温腐熟将混合均匀的混合料垛堆保温发酵；发酵堆温度为70℃，每2天翻堆1次，共翻堆5次；(4)后置腐熟将高温发酵后的物料静置发酵7天；(5)物料干燥将后置腐熟后的物料干燥至含水量为15wt％；(6)物料调剂将后置腐熟物料与电厂副产硫酸铵混合均匀，再添加矿物质原料混合均匀，即可得到高氮林木基肥。实施例3一种高氮林木基肥，以质量百分比计，其原料组成为：石化剩余活性污泥50％、电厂副产硫酸铵15％、废弃菌糠25％、复合钝化剂2.5％、大豆乳清糖浆2.9％、麸皮2％、发酵菌剂0.1％和矿物质原料2.5％。所述的复合钝化剂，以质量百分比计，其原料组成为：粉煤灰30％、沸石粉65％、米糠粉5％。所述的矿物质原料为磷肥和钾肥混合物，且磷肥与钾肥的质量比为1:3.0。所述的磷肥为磷矿粉；所述的钾肥为硫酸钾。所述的高氮林木基肥的生产方法，其具体步骤为：(0)备料按比例称取各原料，备用；(1)原料处理将石化剩余活性污泥干燥；将废弃菌糠进行粉碎；石化剩余活性污泥干燥后的含水率为60wt％。(2)物料混合将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I；将麸皮和发酵菌剂混合均匀成物料II；将物料II与物料I逐级混匀，得混合料；其中，物料I的水分控制在70wt％，碳氮比为25。(3)高温腐熟将混合均匀的混合料垛堆保温发酵；发酵堆温度为60℃，每3天翻堆1次，共翻堆4次；(4)后置腐熟将高温发酵后的物料静置发酵6天；(5)物料干燥将后置腐熟后的物料干燥至含水量为20wt％；(6)物料调剂将后置腐熟物料与电厂副产硫酸铵混合均匀，再添加矿物质原料混合均匀，即可得到高氮林木基肥。实施例4一种高氮林木基肥，以质量百分比计，其原料组成为：石化剩余活性污泥45％、电厂副产硫酸铵25％、废弃菌糠17.8％、复合钝化剂2％、大豆乳清糖浆6％、麸皮1％、发酵菌剂0.2％和矿物质原料3％。所述的复合钝化剂，以质量百分比计，其原料组成为：粉煤灰25％、沸石粉50％、米糠粉25％。所述的矿物质原料为磷肥和钾肥混合物，且磷肥与钾肥的质量比为1:2.5。所述的磷肥为重过磷酸钙；所述的钾肥为硫酸钾。所述的高氮林木基肥的生产方法，其具体步骤为：(0)备料按比例称取各原料，备用；(1)原料处理将石化剩余活性污泥干燥；将废弃菌糠进行粉碎；石化剩余活性污泥干燥后的含水率为65wt％。(2)物料混合将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I；将麸皮和发酵菌剂混合均匀成物料II；将物料II与物料I逐级混匀，得混合料；其中，物料I的水分控制在75wt％，碳氮比为20。(3)高温腐熟将混合均匀的混合料垛堆保温发酵；发酵堆温度为55℃，每4天翻堆1次，共翻堆5次；(4)后置腐熟将高温发酵后的物料静置发酵7天；(5)物料干燥将后置腐熟后的物料干燥至含水量为22wt％；(6)物料调剂将后置腐熟物料与电厂副产硫酸铵混合均匀，再添加矿物质原料混合均匀，即可得到高氮林木基肥。实施例5一种高氮林木基肥，以质量百分比计，其原料组成为：石化剩余活性污泥55％、电厂副产硫酸铵25％、废弃菌糠20％、复合钝化剂1.5％、大豆乳清糖浆1.8％、麸皮0.5％、发酵菌剂0.2％和矿物质原料1％。所述的复合钝化剂，以质量百分比计，其原料组成为：粉煤灰35％、沸石粉40％、米糠粉25％。所述的矿物质原料为磷肥和钾肥混合物，且磷肥与钾肥的质量比为1:1.8。所述的磷肥为过磷酸钙；所述的钾肥为氯化钾。所述的高氮林木基肥的生产方法，其具体步骤为：(0)备料按比例称取各原料，备用；(1)原料处理将石化剩余活性污泥干燥；将废弃菌糠进行粉碎；石化剩余活性污泥干燥后的含水率为70wt％。(2)物料混合将干燥的石化剩余活性污泥、废弃菌糠和复合钝化剂混合均匀，并向其中添加大豆乳清糖浆形成物料I；将麸皮和发酵菌剂混合均匀成物料II；将物料II与物料I逐级混匀，得混合料；其中，物料I的水分控制在75wt％，碳氮比为28。(3)高温腐熟将混合均匀的混合料垛堆保温发酵；发酵堆温度为65℃，每2天翻堆1次，共翻堆3次；(4)后置腐熟将高温发酵后的物料静置发酵5天；(5)物料干燥将后置腐熟后的物料干燥至含水量为20wt％；(6)物料调剂将后置腐熟物料与电厂副产硫酸铵混合均匀，再添加矿物质原料混合均匀，即可得到高氮林木基肥。本发明所述的高氮林木基肥指标检测结果为：检测项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5水分/％21.0514.9619.8822.3320.76pH6.656.356.386.456.60有机质(以干基计)/％85.2281.6286.2279.3880.95氮/％6.776.896.527.037.10磷(以P2O5计)/％1.551.461.501.481.53钾(以K2O计)/％2.722.262.562.612.35实验例1将生产的高氮林木基肥用于田间试验。选取大小为30m2、土地肥力相等的8块相邻碱性试验田，移植个体、健康状况基本一致的两年生国槐，株距30cm，行距40cm，做好田间管理，对苗木进行恢复培养2个月。之后处理1-5分别施用实施例1-5所述的高氮林木基肥，施用量为2.5kg/m2，处理6施用0.04kg/m2无机复合肥，处理7为对照，其他田间管理相同。处理90天后测定国槐的株高与地径。结果如下：处理株高(cm)地径(mm)处理1(实施例1高氮林木基肥)134.312.7处理2(实施例2高氮林木基肥)134.112.5处理3(实施例3高氮林木基肥)134.712.7处理4(实施例4高氮林木基肥)133.612.7处理5(实施例5高氮林木基肥)133.112.1处理6(无机复合肥)133.812.5处理7(对照)129.511.6试验结果表明，高氮林木基肥组和无机复合肥组植物株高和地径均好于对照组，并且高氮林木基肥组与无机复合肥组效果无显著差异。说明本发明生产的高氮林木基肥可提供植物所需多种营养物质，促进植物生长。当前第1页1 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