申请日2010.10.08
公开(公告)日2011.04.13
IPC分类号C02F11/00; C02F11/02; C05G3/04; C05F11/08; C05G3/00; C02F9/04
摘要
本发明公开了一种工业污泥处理方法及处理后制成多种肥料的方法。工业污泥处理方法为：将工业污泥稀释后加入DTCR，与废液中的重金属离子反应，生成不溶于水的螯合盐;然后加入聚丙烯酰胺絮凝剂，使上述螯合盐形成絮状沉淀;然后除去絮状沉淀得到污泥水，再在污泥水中加入马铃薯水，使污泥发酵。本发明以污泥处理后的污泥水为原料制成粉状生物菌肥，再以粉状生物菌肥为原料分别制成粒状有机肥料以及改造盐碱地为良田的肥料。本发明工业污泥处理方法是一种低成本，且不会对环境造成二次污染的污泥处理方法;本发明生产的生物菌肥和颗粒有机肥经多个地区大田使用，增幅达15-20%;本发明生产的改良盐碱地的肥料改造盐碱效果非常明显。
翻译权利要求书
1.一种工业污泥处理方法，其特征是，包括下述步骤：
(1)将工业污泥稀释至波美度14-15度，然后在稀释后的工业污泥中加入工业污泥重量0.2‰的重金属捕捉沉淀剂DTCR，与废液中的重金属离子反应，生成不溶于水的螯合盐;然后加入工业污泥重量1‰的聚丙烯酰胺絮凝剂，使上述螯合盐受重力作用形成絮状沉淀;
(2)然后除去絮状沉淀得到产物污泥水，再在污泥水中加入污泥水重量1%的马铃薯水，利用污泥水中的好氧菌和马铃薯水中的糖分促使污泥发酵;发酵时间：发酵季节为夏季时发酵时间为48小时，发酵季节为春秋季时发酵时间为60小时，发酵季节为冬季时发酵时间为72小时;发酵温度：发酵季节为夏季时发酵温度为60-65℃，发酵季节为春秋季时发酵温度为50-55℃;发酵季节为冬季时发酵温度为40-45℃;所述马铃薯水是用10公斤马铃薯加水100公斤煮沸0.5小时后凉至5-40℃，然后取出马铃薯，得到马铃薯水。
2.如权利要求1所述的工业污泥处理方法，其特征是，所述工业污泥为啤酒厂废液处理后的污泥、制药厂废液处理后的污泥、饲料添加剂厂废液处理后的污泥或污水处理厂处理后的污泥中的一种或几种，波美度为28-30度，PH值中性。
3.以权利要求2所述工业污泥处理方法所得污泥水为原料制成粉状生物菌肥的方法，其特征是，包括以下述步骤：
(1)用泥浆泵将污泥水抽到箱式压滤机脱水，脱水前再加入两种絮凝剂：污泥水重量0.5‰的聚丙烯酰胺和污泥水重量3-5‰的聚合氯化铝;经过箱式压滤机脱水后的污泥为饼状，含水率质量百分含量为70-73%;
(2)培养扩大菌：将10Kg酵素菌、15Kg红糖和0.5Kg蜂蜜放入容器中加水250Kg搅匀，季节为夏季时放置4小时，季节为春季或秋季时放置8小时，季节为冬季时放置24小时，形成酵素菌混合液;将500Kg米糠和500Kg糠醛渣拌匀平铺在室内水泥地面上，铺高10-15cm，然后将上述酵素菌混合液均匀地洒在米糠和糠醛渣混合物上翻匀，避免日光直晒，季节为夏季时放置24小时，季节为春季或秋季时放置36小时，季节为冬季时放置48小时，即可作为扩大菌使用;
培养生产菌：将400Kg扩大菌、400Kg麸子和400Kg豆粕，加水混合均匀，在室外水泥地面上，堆成1m高的堆;然后从发酵自然升温开始每小时测绝对温度，各小时绝对温度累计为1000-1200℃时，即成生产菌;
(3)将步骤(1)脱水后的污泥与豆粕或玉米粕、麸皮、腐植酸、生产菌按重量比2∶1∶1∶1∶0.5的比例混合室外堆放，进行二次发酵，发酵时间为夏季时为24小时，发酵时间为春、秋或冬季时为36小时;经过二次发酵后的物料经粉碎过筛后直接成为粉状生物菌肥。
4.以权利要求3的方法制成的粉状生物菌肥为原料制成有机肥料的方法，其特征是，在粉状生物菌肥中加入其重量20%的膨润土，由料仓经过输送机输入生产线，经造粒、烘干、冷却、筛分、包装，生成粒状有机肥料。
5.以权利要求3的方法制成的粉状生物菌肥为原料制成改造盐碱地为良田的粉状肥料的方法，其特征是，将粉状生物菌肥和燃煤电厂废弃物脱硫石膏按重量比1∶4混合，粉碎为1.5mm以下的颗粒，后过筛、包装为改造盐碱土地的粉状肥料。
6.以权利要求3的方法制成的粉状生物菌肥为原料制成改造盐碱土地的粒状肥料的方法，其特征是，将粉状生物菌肥、脱硫石膏、膨润土按重量比1∶3∶1混合、粉碎为1.5mm以下颗粒，然后造粒、烘干、冷却、筛分、包装，可以生成改造盐碱土地的粒状肥料。
说明书
工业污泥处理方法及处理后制成多种肥料的方法
技术领域
本发明涉及一种工业污泥(废弃物)处理方法及处理后制成生物肥料、有机肥料和改良碱化土地肥料的方法。
背景技术
工业污泥(废弃物)一般有以下五种：(1)啤酒厂废液处理后的污泥;(2)制药厂废液处理后的污泥;(3)饲料添加剂厂废液处理后的污泥;(4)污水处理厂产生的污泥;(5)燃煤电厂废弃物脱硫石膏。对以上前四种污泥，各生产厂家一般采用深埋方法处理。这种处理方法有以下缺点：一是对环境易造成二次污染，尤其是对地下水造成污染;二是处理成本较高，占用土地。有的农民将待填埋的污泥不加任何处理直接当作肥料使用，造成不明原因的作物减产或死亡，而且对耕地带来单凭肉眼看不到的面源污染。由于污泥产生厂家声明不能直接作为肥料使用，且不收取费用，所以直接使用上述污泥作肥料的损失自负。但仍有部分农民继续使用这种所谓的“肥料”。燃煤电厂废弃物为脱硫石膏，除部分用于做水泥添加剂和石膏板外，大多堆放在电厂周围的空地上。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种低成本，且不会对环境造成二次污染的上述前四种污泥的处理方法。本发明还提供一种上述前四种污泥制成农业上应用的生物肥料和有机肥料的方法。本发明另外还提供一种将上述五种污泥与废弃物制成改造盐碱地为良田的肥料的方法。
本发明的技术方案是，一种工业污泥处理方法，其特征是，包括下述步骤：
(1)将工业污泥稀释至波美度14-15度，然后在稀释后的工业污泥中加入工业污泥重量0.2‰的重金属捕捉沉淀剂DTCR，与废液中的Hg2+、Cd2+、Zn2+、Gr3+等重金属离子反应，生成不溶于水的螯合盐，然后加入工业污泥重量1‰的聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)，使上述螯合盐受重力作用形成絮状沉淀;
(2)然后除去上述絮状沉淀得到产物污泥水，再在污泥水中加入污泥水重量1%的马铃薯水，利用污泥水中的好氧菌和马铃薯水中的糖分促使污泥发酵，发酵时间：夏季48小时，春秋季60小时，冬季72小时;发酵温度夏季为60-65℃，春秋季为50-55℃，冬季为40-45℃;通过发酵过程产生的高温杀灭病菌、蒸发水分、分解纤维类物质;所述马铃薯水是用10公斤马铃薯加水100公斤煮沸0.5小时后凉至5-40℃，然后取出马铃薯，得到马铃薯水。
所述工业污泥为啤酒厂废液处理后的污泥、制药厂废液处理后的污泥、饲料添加剂厂废液处理后的污泥或污水处理厂处理后的污泥中的一种或几种，波美度为28-30度，PH值中性。
本发明重金属生成物(螯合盐)沉淀快、脱水快、量少、稳定、无毒、无二次公害。本发明经过沉降、蒸发、发酵后的废液，其烘干后每公斤总坤≤27mg、总镉≤2mg、总铅≤96mg、总铬≤283mg、总汞≤4mg、蛔虫卵死亡率≥97%和大肠杆菌值≤102，均为合格(聊城市产品质量监督检验所检验报告No.WH109700)
本发明采用上述方法是基于上述前三种产品啤酒、药品(主要是抗生素)、饲料添加剂主要生产原料均为粮食，其中生产啤酒和饲料添加剂的原料较为固定，生产不同种类抗生素时投入的原料不同，只是造成废渣的蛋白质含量变化。且抗生素大多活性极不稳定，在日光和水溶液中极易破坏，所以抗生素残渣不必考虑药物残留问题。这些污泥含有大量的对农作物有利的水分、糖分、蛋白质、硫酸铵、氨基酸、珍珠岩和25%-45%的有机质。以上四种污泥经化验主要污染物质为重金属、坤及大肠菌，这些有害物质超过肥料标准允许含量的3-5倍。本发明消除污泥中重金属和有害菌、卵采用了低成本的沉淀剂沉降和发酵法。
本发明还可以将上述前四种污泥经无害化处理后制成生物肥料(粉状生物菌肥)和有机肥料(即以上述工业污泥处理方法所得污泥水为原料制成生物肥料和有机肥料)，使其污泥肥料资源化，其具体步骤为：
(1)用泥浆泵将上述步骤(2)沉降发酵后的污泥水抽到箱式(隔膜)压滤机脱水，脱水前再加入两种絮凝剂：污泥水重量0.5‰的聚丙烯酰胺和污泥水重量3-5‰的聚合氯化铝，以利于污泥水脱水成型，经过箱式压滤机脱水后的污泥为饼状，含水率质量百分含量为70-73%;滤液可以作为上述步骤(1)工业污泥的稀释液循环使用;
(2)培养扩大菌：将10Kg酵素菌、15Kg红糖和0.5Kg蜂蜜放入容器中加水250Kg搅匀，夏季时放置4小时，春、秋季放置8小时，冬季放置24小时，形成酵素菌混合液;将500Kg米糠和500Kg糠醛渣拌匀平铺在室内水泥地面上，铺高10-15cm，然后将上述酵素菌混合液均匀地洒在米糠和糠醛渣混合物上翻匀，避免日光直晒，夏季放置24小时，春、秋季放置36小时，冬季放置48小时，此时发酵温度升至40℃以上，即可作为扩大菌使用;
培养生产菌：再将400Kg扩大菌、400Kg麸子和400Kg豆粕，加水混合均匀;然后在室外水泥地面上，堆成1m高的堆，从发酵自然升温开始每小时测绝对温度，各小时绝对温度累计为1000-1200℃(夏季约24小时，秋冬季约36小时)，即成生产菌。
(3)将步骤(1)脱水后的污泥与豆粕(或玉米粕)、麸皮、腐植酸、生产菌按重量比2∶1∶1∶1∶0.5的比例混合室外堆放，进行二次发酵，发酵时间夏季时为24小时，发酵时间为春、秋或冬季时为36小时，此时发酵温度升至40℃以上。经过二次发酵，物料中有益菌数极大增加，可达每克2亿以上，并将纤维类有机质充分腐熟分解;这些物料经粉碎过筛后直接成为粉状生物菌肥。该肥料中含有益菌≥2亿/克、有机质≥40%(wt/wt)，氮、磷、钾≥4%(wt/wt)。
(4)造粒。在上述肥料中加入其重量20%的膨润土，由料仓经过输送机输入生产线，经造粒、烘干、冷却、筛分、包装，生成粒状有机肥料。有机肥料中含有机质≥30%，氮、磷、钾≥4%。
以上生产生物菌肥和有机肥料工艺符合废物利用的减量化、资源化要求，无污水排放，尾气气味较处理前明显减少，过程连续、操作控制简单。
本发明还提供了一种将上述五种污泥与废弃物制成改造盐碱地为良田的肥料的方法，它包括以下步骤：
(1)将上述步骤(3)生产的粉状生物菌肥和燃煤电厂废弃物脱硫石膏(其主要成分为80-90%(wt/wt)的硫酸钙和10-20%(wt/wt)的水分)按重量比1∶4混合，粉碎为1.5mm以下的颗粒，后过筛、包装为改造盐碱土地的粉状肥料。
上述粉状肥料改造盐碱地的原理：盐碱地共分为两种，一是碱土地;二是碱化土地，均内含大量有害物质：氯离子、钠离子、硫离子、碳酸离子、碳酸根离子，这些有害物质有较强的胶性，紧抱在土壤颗粒的外部，导致土壤中的原有的微量元素和生物菌群无法与作物接触，使土壤正常的作用无法发挥，导致土地无产或减产。使用上述粉状肥料后，土壤结构发生了变化，上述粉状肥料中的硫酸根、钙离子，以及上述盐碱地中的有害物质，置换成中性，有害物质在土壤中自然脱落，变成硫酸钠，溶于水，与水排出，或与水渗入地下，使盐碱地土壤中的原有生物菌群和微量元素及新增生物菌群正常发挥，形成了土地有产和高产。
(2)将将上述步骤(3)生产的粉状生物菌肥、脱硫石膏、膨润土按重量比1∶3∶1混合、粉碎为1.5mm以下颗粒，然后造粒、烘干、冷却、筛分、包装，可以生成改造盐碱土地的粒状肥料。
本发明的有益效果是：
(1)本发明工业污泥处理方法是一种低成本，且不会对环境造成二次污染的污泥处理方法;
(2)本发明生产的生物菌肥和颗粒有机肥经山东、河北、河南、东北等地大田使用，增幅达15-20%。具体情况如下所示：
a、粮食作物
黑龙江农场总局建三江分局前进农场、鸭绿农场、鸭绿江农场水稻试验原产量500公斤/亩，施用生物菌肥(或颗粒有机肥)后产量增至600公斤/亩，而且大米变的透明度高、色泽发青、口感好。已被有关部门定为有机大米。江苏省常熟市炼塘镇常兴村农民陈林山种植的水稻产量由原500-600公斤/亩，施用生物菌肥或颗粒有机肥后增幅15-18%，而且病虫害少，不再用农药。
b、棉花
河北省临西县东留善固村农民吕廷祥、刘德存种植的棉花原产量籽棉300公斤/亩，使用生物菌肥后增幅20%。
c、果蔬
(1)山东省龙口市石良镇山后曹家村种植的红富士苹果，原产量4000公斤/亩，使用生物菌肥或颗粒有机肥后增幅20-30%。
山东省济阳县崔寨镇太平村、前街村等种植的芹菜原产量8500公斤/亩，使用生物菌肥后增产至10000公斤/亩;种植的黄瓜原产量6000公斤/亩，使用生物菌肥后增幅20%;种植的西红柿原产量10000公斤/亩，施用生物菌肥或颗粒有机肥后增幅15-30%。
山东省莘县河店赵丙海村、东郊村、西郊村种植的黄瓜原产量6000公斤/亩，使用生物菌肥后增幅20%;种植的西红柿原产量10000公斤/亩，使用生物菌肥后增幅20%种植的香瓜原产量7500公斤/亩，施用生物菌肥或颗粒有机肥后增幅15-30%。而且以上种植使用生物肥后不再使用农药，被有关部门评为有机食品。
韩国竹山施用我公司出口的生物菌肥或颗粒有机肥，蔬菜增幅20%以上，且被韩国有关部门定为有机食品。该国有关进口商正进一步推广我公司生物肥料，扩大进口量。
(3)本发明生产的改良盐碱地的肥料改造盐碱效果非常明显，施用改造盐碱地肥料的盐碱地块土壤PH值下降0.41，从产量上看，用在玉米上增幅分别为130.1%、102.9%，用在向日葵上分别增产35.2%、65.8%，用在大豆上分别增幅为106.5%、82.9%。从表面上看施用改造盐碱地肥料土壤土质变暄，水分渗透性好、能提高地温。
吉林省乾安县赞字乡居字村、辞字村使用改造盐碱地肥料实施分析
表1PH值变化情况(试验地2年PH值变化情况)
表2玉米产量(施用改良盐碱地肥料前后)
表3向日葵产量(新开荒盐碱地与熟地对照表)
表4大豆产量(新开荒盐碱地与熟地对照表)
山东省聊城市东昌府区朱老庄乡蒿科李村农民李发亮在20亩盐碱地中种植小麦，原产量350公斤/亩，使用改造盐碱地的肥料后产量提高到550-600公斤/亩。