申请日2014.08.12
公开(公告)日2014.10.29
IPC分类号C05G3/04; C05G3/00
摘要
本发明公开了一种污泥压缩营养土的生产方法，其技术方案的要点是，将污泥压缩营养土的配料进行搅拌、压缩、微波低温灭菌后包装为成品。污泥压缩营养土由污泥、高粘凹凸棒石粘土、花卉陶粒、泥炭土、沼渣、粉碎后的植物纤维、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硫酸亚铁和高吸水树脂组成。污泥压缩营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素，能提供植物生长所必须的营养元素，减少病原菌和害虫对植物的危害，有利于植物的正常生长发育，保护生态环境，避免了对周边环境造成二次污染，污泥压缩营养土的生产方法适用于生产不同配方的污泥压缩营养土。
权利要求书
1.一种污泥压缩营养土的生产方法，其特征在于，⑴将污泥压缩营养土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入压片机中压缩为污泥压缩营养土片状物，污泥压缩营养土片状物的厚度控制在5～30毫米;⑵将污泥压缩营养土片状物输送到微波带式干燥灭菌机中进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在30～120分钟，灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物含水量≤15%;⑶将灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物，输送到保温灭菌库中，利用污泥压缩营养土片状物中自身的余热，继续进行灭菌和干燥，污泥压缩营养土片状物冷却后包装为污泥压缩营养土的成品;
所述污泥压缩营养土的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥25～75%、高粘凹凸棒石粘土2～15%、沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒2～15%、粉碎后的泥炭2～15%、沼渣2～15%、粉碎后的植物纤维1～10%，膨胀蛭石0.5～5%、膨胀珍珠岩0.5～5%、硫酸亚铁0.1～5%和高吸水树脂0.1～5%。
2.根据权利要求1所述沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒，其特征在于，将颗粒细度为1～3毫米的碎石形凹凸棒花卉陶粒输入沼液池中浸泡，浸泡时间控制在30～60分钟，取出经过沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒进行晾晒，晾晒后的碎石形凹凸棒花卉陶粒含水量≤15%;
所述碎石形凹凸棒花卉陶粒的配料按重量百分比由下列组分组成：高粘凹凸棒石粘土粉1～10%、凹凸棒石粘土尾矿粉5～25%、红色膨润土粉5～20%、污泥45～65%、硅藻土尾矿粉5～20%和稻壳粉1～10%;碎石形凹凸棒花卉陶粒的生产方法：⑴将碎石形凹凸棒花卉陶粒的配料加入搅拌机中混合后输入挤压造粒机造粒，颗粒直径控制在8～25毫米，颗粒长度控制在10～40毫米;⑵将造粒后的颗粒输入内加热式回转窑中焙烧，焙烧温度控制在550～850℃，焙烧时间控制在1～6小时;⑶将焙烧后的颗粒输入破碎机中粉碎为碎石形颗粒并进行筛分，颗粒细度控制在1～12毫米，为碎石形凹凸棒花卉陶粒。
3.根据权利要求1所述高粘凹凸棒石粘土是采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，其特征在于，从矿区开采的凹凸棒石粘土，需要经过30～120天的自然风化;改性处理方法是：以重量百分比计算，取自然风化后的凹凸棒石粘土94～98%，均匀加入2～6%碳酸钠，共同输入浸泡池中，加入清水进行浸泡陈化，浸泡时间为72～120小时;取浸泡后的凹凸棒石粘土，输入搅拌机中进行搅拌，并将搅拌后的凹凸棒石粘土，经挤压机挤成薄片，其厚度控制在0.5～2毫米，将凹凸棒石粘土薄片，进行晾晒，晾晒后的凹凸棒石粘土薄片，其含水量≤15%;配料以重量百分比计算：晾晒后的凹凸棒石粘土94～98%、高吸水树脂0.5～5%和纤维素0.5～3%，将上述配料进行搅拌，搅拌均匀后输入磨机中进行磨粉，颗粒细度≤0.074毫米;
高粘凹凸棒石粘土的检测方法，其特征在于，取28.0g凹凸棒石粘土粉试样，加入高速搅拌机的悬浮液杯中，再加入372g水，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在11000转/分钟的转速下搅拌20分钟，再将经过高速搅拌试样悬浮液倒入250mL的烧杯中，使用NDJ-1型旋转粘度计进行测试悬浮液的粘度，测试粘度值≥2200 mPa·s为高粘凹凸棒石粘土。
4.根据权利要求1所述污泥压缩营养土的配料，其特征在于，污泥的含水量≤90%，粉碎后的泥炭颗粒细度≤2毫米，泥炭的含水量≤15%，沼渣的含水量≤15%，粉碎后的植物纤维长度≤15毫米，植物纤维的含水量≤15%。
说明书
污泥压缩营养土的生产方法
技术领域
本发明涉及营养土，具体涉及一种污泥压缩营养土的生产方法。
背景技术
污泥是污水处理过程中产生的一种容易腐败发臭的膏状物，它富集了污水中的污染物，含有大量氮、磷等营养物质及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。
城市污水处理厂产生的污泥含水量≥80%，污泥大多呈碱性，pH值为8～10，不宜直接生产再利用的产品。
调查显示，目前我国有80%的污泥并未得到有效处理，甚至有很大一部分被直接丢弃在农田、河流等公共环境中，变成新的污染源。
目前大量未稳定处理的污泥已成为污水处理厂的沉重负担，如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理，使其无害化、减量化、资源化，已成为深受关注的重大课题。
营养土是为了满足苗木生长发育而专门配制的含有多种矿质营养，疏松通气，保水保肥能力强，无病虫害的土。一般由肥沃的大田土与腐熟厩肥混合配制而成，也有选自进口优质泥炭、椰糠，按特定比例混合的营养土，但是这些营养土并没有经过合理的配料和严格的消毒灭菌，不利于苗木的正常生长发育。
由于经过处理后的营养土比较轻和松散，营养土的常规产品体积相对较大，不利于降低生产和运输的成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种污泥压缩营养土的生产方法。
污泥压缩营养土的生产方法：将污泥压缩营养土的配料进行搅拌、压缩、微波低温灭菌后包装为成品。
污泥压缩营养土由污泥、高粘凹凸棒石粘土、花卉陶粒、泥炭土、沼渣、粉碎后的植物纤维、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硫酸亚铁和高吸水树脂组成。
为应对水资源环境的重大挑战，我国将继续加大城市基础设施的投入力度。随着政府日益提高的节能环保要求、市政公用的继续开放、环境产业政策的推进以及投融资环境的日趋完善，我国污水处理与再生利用事业将迎来历史发展机遇。
城市生活污水处理厂的污泥中含有相当数量的氮、磷、钾和微量元素，经过适当的工艺处理，用作栽培介质土、土壤改良材料，也可作为制作有机肥的原料，本发明选用城市生活污水处理厂排放的污泥，污泥的含水量≤90%。
高粘凹凸棒石粘土是采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土经过配料搅拌均匀后，输入磨机中进行磨粉为高粘凹凸棒石粘土粉，颗粒细度≤0.074毫米。
高粘凹凸棒石粘土土质细腻，有油脂滑感，质轻、性脆，断口呈贝壳状或参差状，吸水性强，湿时具粘性和可塑性，高粘凹凸棒石粘土粉的粘度≥2200mPa·s，附着力好，有利于原料之间的粘结。
碎石形凹凸棒花卉陶粒表面粗糙多孔，是一种重量轻、强度大、吸水率高的花卉陶粒，碎石形凹凸棒花卉陶粒可以常年浸泡在水中不会产生崩裂，并不断缓慢释放花卉所需要的营养，本发明选用碎石形凹凸棒花卉陶粒的颗粒细度控制在1～3毫米。
泥炭又称为草炭或泥炭土，泥炭通气性能好，质轻，持水，保肥，有利于微生物活动，增强生物性能，营养丰富，既是栽培基质，又是良好的土壤调解剂，并含有很高的有机质，腐殖酸及营养成份，粉碎后的泥炭是将泥炭晒干以后进行粉碎，粉碎后的泥炭颗粒细度≤2毫米，泥炭的含水量≤15%。
沼液经过微生物分解，杀灭了有害病毒菌，含有多种植物生长的养分，丰富的氨基酸及各种生长激素，维生素等，是一种速效性与长效性兼备并腐熟的液态肥料。
沼渣富含有机质、腐殖质、氮、磷、钾、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物，能起到很好的改良土壤的作用。
粉碎后的植物纤维是将农作物的秸杆、木屑、竹屑和树叶等植物晒干以后进行粉碎，粉碎后的植物纤维长度≤15毫米，植物纤维的含水量≤15%。
蛭石经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石叫膨胀蛭石，是世界上最轻的矿物之一;膨胀蛭石用作土壤改良剂，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用。
珍珠岩经膨胀而成为一种轻质、多功能新型材料。具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好等特点，膨胀珍珠岩用于农业、园林上保肥、保水、无菌、透气性好。
无水硫酸亚铁是白色粉末，含结晶水的硫酸亚铁是浅绿色晶体，10%水溶液的硫酸亚铁对石蕊呈酸性，pH值约为3.7，在本发明中不但可以中和污泥的碱性，作为植物铁元素的补充剂，防治植物应缺铁而发生生理性病害，使植物叶色失绿，还可以用来杀灭苔藓。
高吸水树脂的吸水倍率可达自身重量的数百倍甚至上千倍，本发明选用高吸水树脂的吸水倍率为100～300倍。
本发明通过下述技术方案予以实现：
1、污泥压缩营养土的生产方法：⑴将污泥压缩营养土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入压片机中压缩为污泥压缩营养土片状物，污泥压缩营养土片状物的厚度控制在5～30毫米;⑵将污泥压缩营养土片状物输送到微波带式干燥灭菌机中进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在30～120分钟，灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物含水量≤15%;⑶将灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物，输送到保温灭菌库中，利用污泥压缩营养土片状物中自身的余热，继续进行灭菌和干燥，污泥压缩营养土片状物冷却后包装为污泥压缩营养土的成品。
污泥压缩营养土的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥25～75%、高粘凹凸棒石粘土2～15%、沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒2～15%、粉碎后的泥炭2～15%、沼渣2～15%、粉碎后的植物纤维1～10%，膨胀蛭石0.5～5%、膨胀珍珠岩0.5～5%、硫酸亚铁0.1～5%和高吸水树脂0.1～5%。
2、将颗粒细度为1～3毫米的碎石形凹凸棒花卉陶粒输入沼液池中浸泡，碎石形凹凸棒花卉陶粒经过浸泡后，会快速吸收大量的沼液，浸泡时间控制在30～60分钟，取出经过沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒进行晾晒，晾晒后的碎石形凹凸棒花卉陶粒含水量≤15%。
碎石形凹凸棒花卉陶粒的配料按重量百分比由下列组分组成：高粘凹凸棒石粘土粉1～10%、凹凸棒石粘土尾矿粉5～25%、红色膨润土粉5～20%、污泥45～65%、硅藻土尾矿粉5～20%和稻壳粉1～10%;
碎石形凹凸棒花卉陶粒的生产方法：⑴将碎石形凹凸棒花卉陶粒的配料加入搅拌机中混合后输入挤压造粒机造粒，颗粒直径控制在8～25毫米，颗粒长度控制在10～40毫米;⑵将造粒后的颗粒输入内加热式回转窑中焙烧，焙烧温度控制在550～850℃，焙烧时间控制在1～6小时;⑶将焙烧后的颗粒输入破碎机中粉碎为碎石形颗粒并进行筛分，颗粒细度控制在1～12毫米，为碎石形凹凸棒花卉陶粒。
碎石形凹凸棒花卉陶粒是采用由本发明人于2011年11月10日申请的“碎石形凹凸棒花卉陶粒”，中国专利授权公告号为：CN 102503372 B，授权公告日：2013年04月17日。
3、高粘凹凸棒石粘土是采用提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺生产的凹凸棒石粘土，其特征在于，从矿区开采的凹凸棒石粘土，需要经过30～120天的自然风化;改性处理方法是：以重量百分比计算，取自然风化后的凹凸棒石粘土94～98%，均匀加入2～6%碳酸钠，共同输入浸泡池中，加入清水进行浸泡陈化，浸泡时间为72～120小时;取浸泡后的凹凸棒石粘土，输入搅拌机中进行搅拌，并将搅拌后的凹凸棒石粘土，经挤压机挤成薄片，其厚度控制在0.5～2毫米，将凹凸棒石粘土薄片，进行晾晒，晾晒后的凹凸棒石粘土薄片，其含水量≤15%;配料以重量百分比计算：晾晒后的凹凸棒石粘土94～98%、高吸水树脂0.5～5%和纤维素0.5～3%，将上述配料进行搅拌，搅拌均匀后输入磨机中进行磨粉，颗粒细度≤0.074毫米。
上述生产工艺是采用由本发明人于2005年6月20日申请的“提高凹凸棒石粘土粘度的加工工艺”，中国专利授权公告号为：CN 1317067C，授权公告日：2007年5月23日。
高粘凹凸棒石粘土的检测方法：取28.0g凹凸棒石粘土粉试样，加入高速搅拌机的悬浮液杯中，再加入372g水，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在11000转/分钟的转速下搅拌20分钟，再将经过高速搅拌试样悬浮液倒入250mL的烧杯中，使用NDJ-1型旋转粘度计进行测试悬浮液的粘度，测试粘度值≥2200 mPa·s为高粘凹凸棒石粘土。
本发明中所述含水量百分比均为重量百分比。
城市生活污水处理厂产生的新鲜污泥大多呈碱性，pH值为8～10，新鲜污泥中加入硫酸亚铁进行酸化处理后，污泥为弱酸性，pH值控制在5.5～7.0。
将灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物输送到保温灭菌库中，利用余热继续对污泥压缩营养土进行灭菌和干燥，可继续杀死污泥压缩营养土中殘留的粪大肠菌群、蛔虫卵、线虫等病菌和害虫，还能将污泥和泥炭中的杂草种子蒸死，避免了杂草种子的再次发芽。
硫酸亚铁不但能调节污泥的酸碱度，还能促使叶绿素形成，可防治花木因缺铁而引起的黄化病，是喜酸性花木不可缺少的元素。
将碎石形凹凸棒花卉陶粒输入沼液池中浸泡，花卉陶粒内部将吸入大量沼液，以增加污泥压缩营养土的有效营养成分;花卉陶粒在污泥压缩营养土中还能起到调节土壤团粒结构、协调水分和透气性，有利于作物根系伸展和正常生长。
直接利用城市生活污水处理厂的污泥为主要原料，经过配料、搅拌、压缩和低温灭菌后生产一种片状的污泥压缩营养土，产品体积比压缩前的体积缩小25%以下，大大降低了产品的生产和运输成本，增加企业的经济效益。
污泥压缩营养土的使用方法：将污泥压缩营养土放入水中浸泡5分钟后，片状的污泥压缩营养土很快还原为松散的营养土，吸水后松散的营养土的重量比原压缩营养土的重量增加了5倍以上。
污泥压缩营养土可用于城镇绿地系统或郊区林地的建造和养护过程，用作栽培介质土、土壤改良材料，质量符合“GB/T 23486-2009城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质”的国家标准。
采用本发明的生产方法生产污泥压缩营养土，生产工艺简单，不需要单独对污泥进行浓缩、调治、脱水、稳定、干化或焚烧的加工过程，整个生产过程中没有废气、粉尘和燥音，有利于保护生态环境，避免了对周边环境造成二次污染。
污泥压缩营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无菌、无害、无臭味和保水性能好的优质营养土，能提供植物生长所必须的营养元素，不使用化学肥料和化学农药，减少病原菌和害虫对植物的危害，有利于植物的正常生长发育。
污泥压缩营养土还可以用来生产各种形状的污泥压缩营养砖。
污泥压缩营养土的配料中大量采用各种废弃物，不仅有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护和净化环境，节省能源，降低生产成本，提高经济效益。
污泥压缩营养土的生产方法适用于生产不同配方的污泥压缩营养土。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
1、污泥压缩营养土的生产方法：⑴将污泥压缩营养土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入压片机中压缩为污泥压缩营养土片状物，污泥压缩营养土片状物的厚度控制在24毫米;⑵将污泥压缩营养土片状物输送到微波带式干燥灭菌机中进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在42分钟，灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物含水量≤12%;⑶将灭菌和干燥后的污泥压缩营养土片状物，输送到保温灭菌库中，利用污泥压缩营养土片状物中自身的余热，继续进行灭菌和干燥，污泥压缩营养土片状物冷却后包装为污泥压缩营养土的成品。
污泥压缩营养土的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥68%、高粘凹凸棒石粘土10%、沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒6%、粉碎后的泥炭5%、沼渣4%、粉碎后的植物纤维4%，膨胀蛭石1%、膨胀珍珠岩0.8%、硫酸亚铁0.6%和高吸水树脂0.6%。
2、将颗粒细度为1～3毫米的碎石形凹凸棒花卉陶粒输入沼液池中浸泡，碎石形凹凸棒花卉陶粒经过浸泡后，会快速吸收大量的沼液，浸泡时间控制在40分钟，取出经过沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒进行晾晒，晾晒后的碎石形凹凸棒花卉陶粒含水量≤13%。