申请日2017.03.20
公开(公告)日2017.06.13
IPC分类号C05G3/00; C05F17/00; A01G9/10
摘要
本发明公开了一种城市生活污泥园林绿化专用营养基质及其处理方法，其包括主料和辅料,主料为污泥，辅料为菇渣、麦壳、草炭、蛭石‑珍珠岩、沙子。上述基质中按体积分数包括：污泥50%~58%，菇渣23%~50%，草炭0~21%，蛭石‑珍珠岩0%~5%。本发明提供的一种城市生活污泥园林绿化专用营养基质及其处理方法，是一种减容、减量、稳定以及无害化处理后城市生活污泥的处置方式，其成本低廉、效果优异、园林绿化苗木移栽存活率高、具有广阔的市场前景。
摘要附图
权利要求书
1.城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：其包括主料和辅料,主料为污泥，辅料为菇渣、麦壳、草炭、蛭石-珍珠岩、沙子。
2.根据权利要求1所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：所述基质中按体积分数包括：污泥50%~58%，菇渣23%~50%，草炭0~21%，蛭石-珍珠岩0%~5%、沙子5%~20%。
3.根据权利要求1或2所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：所述污泥为污水处理厂的脱水污泥，其含水率为15-25%。
4.根据权利要求2所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：所述污泥为含水率为57%，菇渣28%，草炭10%，蛭石-珍珠岩2.5%、沙子6.7%。
5.根据权利要求1所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：所述基质的PH值为6.87~7.44。
6.据权利要求1所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：所述基质的总孔隙度≥60%。
7.据权利要求1所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其特征在于：所述基质中持水孔隙度≥50%;所述基质的通气孔隙度≥10%。
8.城市生活污泥园林绿化专用营养基质的处理方法，其特征在于，具体步骤如下：
材料准备，准备菇渣、麦壳、草炭、蛭石-珍珠岩、沙子;
污泥脱水;对污泥进行脱水处理，保证含水率在15-25%;
混料;污泥和菇渣、麦壳、草炭机械粉碎搅拌混料;
发酵;
加入养殖废料，包括养殖残渣、蛆粪;
加入蛭石-珍珠岩、沙子;
二次发酵;
加入蚯蚓卵、梯度释放型复合活菌胶囊、缓释肥料胶囊;
装包。
9.根据权利要求8所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质的处理方法，其特征在于，
所述步骤7中具体包括以下步骤：
第一步，添加为胶囊化农药组合物，搅拌均匀，同时实施密闭无氧发酵2-5天;
第二步，搅拌并敞开5-15天;
第三步，加入补充菌剂、和补充营养物质，搅拌均匀，实施二次加温有氧发酵;
第四步，搅拌并敞开2-6天;
第五步，通过发芽测试检测农药残留，达标则进入步骤八，不达标则重复第三步至第五步;所述农药组合物为二甲基二硫、异硫氰酸烯丙酯、异菌脲、噁霉灵，所述二甲基二硫、异硫氰酸烯丙酯、异菌脲、噁霉灵的重量比为50∶20：15∶30。
10.根据权利要求8所述的城市生活污泥园林绿化专用营养基质的处理方法，其特征在于，
所述步骤8中具体包括如下：
第一步，制备蚯蚓卵胶囊;先准备蚯蚓卵，之后将蚯蚓卵胶囊化，将多个蚯蚓卵利用淀粉外膜包裹在内并制得蚯蚓卵胶囊，然后在低温环境下活性批量保存;
第二步，制备梯度释放型复合活菌胶囊;所述活菌胶囊包括内设有微生物菌剂的微型胶囊，多个所述微型胶囊灌装在第一胶囊壳中构成第一胶囊，多个所述第一胶囊和多个微型胶囊灌装在第二胶囊壳中构成第二胶囊;所述微生物菌剂是由固氮菌、枯草芽孢杆菌、苏云金杆菌、乳杆菌和JT微生物菌种组成的复合菌种;
第三步，制备缓释肥料胶囊;
根据植物的发芽期、出根期、幼苗期、成苗期、生长期不同的肥料和配比需求，设置不同肥料配比得复合肥料并制成缓释肥料胶囊，所述缓释肥料胶囊由外至内依次包括发芽期胶囊壳、发芽期复合肥料、出根期胶囊壳、出根期复合肥料、幼苗期胶囊壳、幼苗期复合肥料、成苗期胶囊壳、生苗期复合肥料、生长期胶囊壳、生长期复合肥料;
第四步，将第七步制得的污泥粉碎，并将第一步至第三步中制备的胶囊，按比例混入粉碎后的污泥中;
第五步，所述沙子为烧结玻璃化炭泥颗粒，将重金属污染严重的污泥经过高温烧结制得半固态玻璃化炭泥颗粒，形成固化重金属的半固态玻璃化颗粒，再将炭泥颗粒与第四步中制得的混合污泥混合并搅拌均匀。
说明书
城市生活污泥园林绿化专用营养基质及其处理方法
技术领域
本发明涉及城市生活污泥处理技术领域，具体涉及一种城市生活污泥园林绿化专用营养基质。
背景技术
城镇污水处理厂产生的污泥是一种组分复杂的混合物：含水率高(75%-99%)，有机物含量高，易腐烂，有强烈的臭味，其固体成分主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体及絮凝所用药剂等组成。污泥中含有具有潜在利用价值的有机质、氮(N)、磷(P)、钾(K)和各种微量元素，但同时含有寄生虫卵、病原微生物和铜、锌、铬、汞等重金属以及盐类、多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解的有毒有害物质，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染。
随着我国城镇污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥产量也急剧增加。随着城镇化水平和污水处理量的增加，预计污泥量将很快突破3000万t。据不完全统计，目前全国城镇污水处理厂污泥只有小部分进行卫生填埋、土地利用、焚烧和建材利用等，而大部分未进行规范化的处理处置，使污水处理设施的环境效益大大降低。随着经济的发展，人口的膨胀，可填埋的场地日益减少;焚烧成本居高不下，大气污染严重;建材利用还存在技术不够成熟或者消纳量太小等缺点;我国作为一个人口众多发展中国家，又是一个农林业大国，污水厂污泥的土地利用(不包括农用)将是一个主要的发展方向。
由于污泥农用会与人类的食物链发生关系，通常提到污泥土地利用便是污泥农用和重金属污染，所以在一定程度上限制了污泥其它方式的土地利用，我们应将污泥农用和其它形式的土地利用区别对待，对于污泥土地利用(不包括农用)国家更多地是鼓励使用，积极推广林业、绿化、土壤改良等方式的污泥土地利用。一方面污泥中的营养成分和微量元素可促进树木生长;另一方面由于污泥林地绿化施用不会进入食物链，不会对人类健康造成危害。尤其是污泥施用于森林，林场等非人口密集地区，可以较为安全，而且林地、荒山等面积都较大，相对环境容量也较大，可吸纳大量的污泥，林木本身也可利用污泥中氮、磷等加速生长。这些方式的土地利用相对污泥农用来说，对人类的直接风险性较小，可以消纳大量的城市生活污泥。
因此，需要重点关注经减容、减量、稳定以及无害化处理后的污泥的最终消纳方法，涉及的污泥土地利用是指经处理后的污泥或污泥产品应用于园林、绿地、土壤修复及改良等，不包括污泥农用。污泥土地利用投资少、能耗低、运行费用低，其中有机物可转化为土壤改良剂的有效成分，符合可持续发展战略，因此被认为是有发展潜力的一种污泥处置方式。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种城市生活污泥园林绿化专用营养基质，作为一种减容、减量、稳定以及无害化处理后城市生活污泥的处置方式。
本发明首先提供一种城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其包括主料和辅料,主料为污泥，辅料为菇渣、麦壳、草炭、蛭石-珍珠岩、沙子。
本发明的基质进一步设置为，上述基质中按体积分数包括：污泥50%~58%，菇渣23%~50%，草炭0~21%，蛭石-珍珠岩0%~5%、沙子5%~20%。
本发明的基质进一步设置为，上述污泥为污水处理厂的脱水污泥，其含水率为15-25%。
本发明的基质进一步设置为，上述污泥为含水率为57%，菇渣28%，草炭10%，蛭石-珍珠岩2.5%、沙子6.7%。
本发明的基质进一步设置为，上述基质的PH值为6.87~7.44。
本发明的基质进一步设置为，上述基质的总孔隙度≥60%。
本发明的基质进一步设置为，上述基质中持水孔隙度≥50%。
本发明的基质进一步设置为，上述基质的通气孔隙度≥10%。
本发明的第二目的在于提供一种城市生活污泥园林绿化专用营养基质的处理方法，具体步骤如下：
(1)材料准备，准备菇渣、麦壳、草炭、蛭石-珍珠岩、沙子;
(2)污泥脱水;对污泥进行脱水处理，保证含水率在15-25%;
(3)混料;污泥和菇渣、麦壳、草炭机械粉碎搅拌混料;
(4)发酵;
(5)加入养殖废料，包括养殖残渣、蛆粪;
(6)加入蛭石-珍珠岩、沙子;
(7)二次发酵;
(8)加入蚯蚓卵、梯度释放型复合活菌胶囊、缓释肥料胶囊;
(9)装包。
本发明的处理方法进一步设置为，所述步骤(7)中具体包括以下步骤：
第一步，添加为胶囊化农药组合物，搅拌均匀，同时实施密闭无氧发酵2-5天;
第二步，搅拌并敞开5-15天;
第三步，加入补充菌剂、和补充营养物质，搅拌均匀，实施二次加温有氧发酵;
第四步，搅拌并敞开2-6天;
第五步，通过发芽测试检测农药残留，达标则进入步骤八，不达标则重复第三步至第五步;所述农药组合物为二甲基二硫、异硫氰酸烯丙酯、异菌脲、噁霉灵，所述二甲基二硫、异硫氰酸烯丙酯、异菌脲、噁霉灵的重量比为50∶20：15∶30。
本发明的处理方法进一步设置为，所述步骤(8)中具体包括如下：
第一步，制备蚯蚓卵胶囊;先准备蚯蚓卵，之后将蚯蚓卵胶囊化，将多个蚯蚓卵利用淀粉外膜包裹在内并制得蚯蚓卵胶囊，然后在低温环境下活性批量保存;
第二步，制备梯度释放型复合活菌胶囊;所述活菌胶囊包括内设有微生物菌剂的微型胶囊，多个所述微型胶囊灌装在第一胶囊壳中构成第一胶囊，多个所述第一胶囊和多个微型胶囊灌装在第二胶囊壳中构成第二胶囊;所述微生物菌剂是由固氮菌、枯草芽孢杆菌、苏云金杆菌、乳杆菌和JT微生物菌种组成的复合菌种。
第三步，制备缓释肥料胶囊;
根据植物的发芽期、出根期、幼苗期、成苗期、生长期不同的肥料和配比需求，设置不同肥料配比得复合肥料并制成缓释肥料胶囊，所述缓释肥料胶囊由外至内依次包括发芽期胶囊壳、发芽期复合肥料、出根期胶囊壳、出根期复合肥料、幼苗期胶囊壳、幼苗期复合肥料、成苗期胶囊壳、生苗期复合肥料、生长期胶囊壳、生长期复合肥料;
第四步，将第七步制得的污泥粉碎，并将第一步至第三步中制备的胶囊，按比例混入粉碎后的污泥中;
第五步，所述沙子为烧结玻璃化炭泥颗粒，将重金属污染严重的污泥经过高温烧结制得半固态玻璃化炭泥颗粒，形成固化重金属的半固态玻璃化颗粒，再将炭泥颗粒与第四步中制得的混合污泥混合并搅拌均匀。
本发明具有下述有益效果：
1.本发明提供的城市生活污泥园林绿化专用营养基质，其营养效果好，能够广泛应用于园林绿化。
2.为城市生活污泥的减容、减量、稳定以及无害化处理提供了一种新的处理方法和配方，具有广阔的市场前景。
3.本发明的各种原料均是可以容易得到的废弃物和普通物质，成本低廉，整体运行成本较低。
4.综合利用养殖废弃物、菇类养殖废弃物、提高了整体资源回收利用水平，降低了成本，减少了二次污染。
5.通过二次发酵并在发酵后的营养基质中培育蚯蚓，大大增加了作为园林绿化用时候的苗木移栽适应性更好，苗木存活率更高。