申请日2005.11.15
公开(公告)日2007.07.25
IPC分类号C05F17/00; C05F15/00; C05F7/00; C05F3/00; C05D9/00; C05G1/00; C05C9/00; C05C3/00; C05D1/02; C05F11/08
摘要
一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法。包括物料配制、固溶、有氧发酵、粉碎处理、添加添加剂和细化造粒等步骤。物料配制的质量配方为：城市污泥(9～10)%、猪粪或鸡粪(65～70)%、秸秆(13～17)%、复合腐熟菌剂(2～3)%、其余为粉煤灰，然后调节含水量为(55～65)%。添加剂的的质量配比为：尿素8%、硫酸一铵5%、磷矿粉3%、硫酸钾5%、硼砂0.5%、硫酸锌1%、硫酸镁1%、硫酸锰1%、硫酸铁1%和黏土2.5%，其余为粉碎后的物料。固溶处理的条件为：高压混炼机转速58转/分、温度35～55℃、压力0.15～0.25MPa、时间1分钟。它既有利于环保，又可变废为宝，经济、社会效益十分可观。可广泛推广应用于城市污泥的无害化处理中。
权利要求书
1、一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法，其特征在于它包括以下 步骤：
(1)物料配制：城市污泥、鸡粪、猪粪、秸秆、复合腐熟菌剂、粉煤灰和 水，所说的物料按照如下比例的质量配方混合搅拌：城市污泥(9～10)%、 猪粪或鸡粪(65～70)%、秸杆(13～17)%、复合腐熟菌剂(2～3)%、其余 为粉煤灰，在上述总量为100%后，然后加水调节含水量为(55～65)%;所 述的复合腐熟菌剂，包括低温细菌、蜡样芽孢杆菌、木霉、假单胞杆菌、细 黄链霉菌、高温细菌和高温放线菌，其质量比依次为4∶2∶1∶1∶3∶2∶2， 低温细菌为发酵酵母或白地霉，高温细菌为嗜热脂肪芽孢杆菌;
(2)固溶处理：将上述配制好的物料装入高压混炼机进行固溶处理，使所 有物料和腐熟菌在半固态状态下达到微观的均匀、细化，每克重量的各种物 料及腐熟菌含量均匀，所说的固溶处理的工艺条件为：高压混炼机的转速 58转/分、温度35～55℃、压力0.15～0.25Mpa、固溶时间0.9～1.1分钟;
(3)有氧发酵：将上述固溶处理后的物料装入发酵池，使用发酵池中带有 的翻抛机每天将物料翻抛一遍，达到充分溶氧的目的，发酵9～11天;
(4)粉碎处理：将经过充分腐熟发酵的物料再进行粉碎处理，使其细度小 于30目;
(5)添加添加剂：将适量的尿素、硫酸一铵、磷矿粉、硫酸钾、硼砂、硫 酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁和黏土添加到上述粉碎处理后的物料中，所 说的添加剂的质量配比为：尿素(7～9)%、硫酸一铵(4～6)%、磷矿粉(2～4) %、硫酸钾(4～6)%、硼砂(0.4～0.6)%、硫酸锌(0.8～1.2)%、硫酸镁(0.8～1.2) %、硫酸锰(0.8～1.2)%、硫酸铁(0.8～1.2)%和黏土(2～3)%;
(6)细化造粒：将添加微量元素和适量氮、磷、钾的物料经滚筒造粒、 筛选，制成生物有机肥颗粒。
说明书
利用城市污泥制造生物有机肥的方法
技术领域
本发明属于肥料制造技术领域，更明确地说涉及利用城市污泥制造生物 有机肥的方法的设计。
背景技术
随着城市的不断扩展，城市污水处理后的污泥目前尚没有科学、合理、 环保认可的工艺方法处理。仅以青岛市李村河污水处理厂为例，该厂每天约 处理8万立方米的污水，处理后的污泥约有8～10吨。目前该厂处理污水后 的污泥占地约20亩，且日益增加。青岛市共有污水处理厂9个，每年约有 10万吨城市污泥产出。估计10年后将有30万吨的城市污泥积累，若平均 堆积3米高，将占用土地资源200亩。因此，城市污泥最终如何处理已是一 大难题。
城市污泥的检测数据如下：砷含量(mg/kg)未测出;镉含量(mg/kg) 为0.67;铅含量(mg/kg)为34.1;铬含量(mg/kg)为2185.3;汞含量(mg/kg) 为0.51;水分(%)为41.5;有机质(%)为59.9;总氮(%)为2.6;有效 磷(%)为4.5;总钾(%)为0.15。
以上检测数据中，前五项重金属为有害元素，后四项是制造有机肥的有 益成分。五种重金属中，其中砷未测出;镉为0.67(mg/kg)，远小于有机肥 国家标准10;铅为34.1(mg/kg)，小于国家标准5;只有铬为2185.3(mg/kg)， 大于国家标准500的技术指标。但很显然，如按照10%的添加量生产生物有 机肥并使之均匀分散，其重金属含量都在国家标准规定的范围内。
因此，利用城市污泥制造生物有机肥既可减少污染、有利于环境保护， 又可节约堆放资金和占用土地，还可变废为宝促进农业生产、产生十分可观 的经济效益。
发明内容
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种利用城市污泥制 造生物有机肥的方法。它把城市污泥作为资源制造生物有机肥，既减少污染、 有利于环境保护，又节约堆放资金和占用土地，还可变废为宝促进农业生产， 因而可产生十分可观的综合经济、社会效益。
为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：
(1)物料配制：城市污泥、鸡粪、猪粪、秸秆、复合腐熟菌剂、粉煤灰和 水，所说的物料按照如下比例的质量配方混合搅拌：城市污泥(9～10)%、 猪粪或鸡粪(65～70)%、秸杆(13～17)%、复合腐熟菌剂(2～3)%、其余 为粉煤灰，在上述总量为100%后，然后加水调节含水量为(55～65)%;所 述的复合腐熟菌剂，包括低温细菌、蜡样芽孢杆菌、木霉、假单胞杆菌、细 黄链霉菌、高温细菌和高温放线菌，其质量比依次为4∶2∶1∶1∶3∶2∶2， 低温细菌为发酵酵母或白地霉，高温细菌为嗜热脂肪芽孢杆菌;
(2)固溶处理：将上述配制好的物料装入高压混炼机进行固溶处理，使所 有物料和腐熟菌在半固态状态下达到微观的均匀、细化，每克重量的各种物 料及腐熟菌含量均匀，所说的固溶处理的工艺条件为：高压混炼机的转速 58转/分、温度35～55℃、压力0.15～0.25Mpa、固溶时间0.9～1.1分钟;
(3)有氧发酵：将上述固溶处理后的物料装入发酵池，使用发酵池中带有 的翻抛机每天将物料翻抛一遍，达到充分溶氧的目的，发酵9～11天;
(4)粉碎处理：将经过充分腐熟发酵的物料再进行粉碎处理，使其细度小 于30目;
(5)添加添加剂：将适量的尿素、硫酸一铵、磷矿粉、硫酸钾、硼砂、硫 酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁和黏土添加到上述粉碎处理后的物料中，所 说的添加剂的质量配比为：尿素(7～9)%、硫酸一铵(4～6)%、磷矿粉(2～4) %、硫酸钾(4～6)%、硼砂(0.4～0.6)%、硫酸锌(0.8～1.2)%、硫酸镁(0.8～1.2) %、硫酸锰(0.8～1.2)%、硫酸铁(0.8～1.2)%和黏土(2～3)%;
(6)细化造粒：将添加微量元素和适量氮、磷、钾的物料经滚筒造粒、 筛选，制成生物有机肥颗粒。
复合腐熟菌剂主要由细菌、酵母菌、放线菌复合而成。首先是低温菌利 用堆肥中的可溶性物质大量繁殖产生热量，当温度达到一定程度时，中温菌 开始发挥作用，而低温菌由于温度的升高逐渐停止工作。这时由于中温菌的 存在温度继续升高，当温度达到50℃时进入高温阶段，除可溶性物质继续 分解外，纤维素、半纤维素等复杂有机物也开始分解，腐殖质逐步形成。在 此阶段中，嗜热菌逐渐代替中温菌的活动。一般这个时候主要是嗜热性真菌 和放线菌。当温度升高到60℃时，真菌几乎停止活动，仅为嗜热放线菌和 细菌活动，温度升到70℃时，微生物大量死亡或进入休眠状态，温度持续 一段时间后开始下降，这时中温菌再次成为优势种。同时在高温阶段可以杀 灭许多病原菌、虫卵及杂草种子。因此，使用复合腐熟菌剂效果最好。
固溶处理是将城市污泥、鸡粪、猪粪、牛粪、有机物料、复合腐熟菌 剂等按照一定比例、调水份至合适含量，混合搅拌后，进入高压混炼机进行 固溶处理。该工艺将所有物料和腐熟菌在半固态状态下达到微观的均匀、细 化。每克重量的各种物料及腐熟菌含量均匀。C/N比满足要求。这样，复合 腐熟菌能在合适的水分，C/N比条件下快速生长。
复合腐熟菌剂包括低温细菌、蜡样芽孢杆菌(cereus)、木霉(trichoderma)、 假单胞杆菌(pseudomonas)、细黄链霉菌(streptonmyces microflavus)、高 温细菌和高温放线菌(thermoactinomyces)，其质量比依次为4∶2∶1∶1∶3∶ 2∶2。低温细菌为发酵酵母(yeast)或白地霉(geotrichum candidum Link)，其 耐受温度为20℃以下。高温细菌为嗜热脂肪芽孢杆菌(B.stereothermophilus)， 其耐受温度为70℃以下。也可以采用其它复合腐熟菌剂，如市售的“满园 春”生物发酵剂、“福贝”复合菌等。
有氧发酵将以上固溶处理后的物料进入发酵池，每一发酵池都能进入翻 抛机设备，该设备每天将物料翻抛一遍，达到充分溶氧的目的。此过程一般 需要十天左右。经过有氧发酵后，水分降至20%-25%;各种病原菌、蛔虫 卵死亡率达到99%以上;完全去除臭味;各种有机质、纤维素、木质素得到 了分解;有益微生物大量繁殖、生长;分泌的各种代谢产物可促进作物生长、 调节新陈代谢。
细化造粒是将经过充分腐熟发酵的原料，再进行粉碎处理，使细度达到 30目以下。再添加作物所需要各种中、微量元素和适当氮、磷、钾经滚筒 造粒、筛选，制成生物有机肥。
本方法中城市污泥的含量不大于10%，又经多次混合搅拌、均匀细化、 粉碎和细化造粒，即使城市污泥中的五项重金属等有害元素也已被彻底分 散，可确保达到国家标准，因而确已完成无害化处理。
本发明的任务就是这样完成的。
本发明把城市污泥作为资源制造生物有机肥，既减少污染、有利于环境 保护，又节约堆放资金和占用土地，还可变废为宝促进农业生产，因而可产 生十分可观的综合经济、社会效益。可广泛推广应用于城市污泥的无害化处 理中。
具体实施方式
实施例1。一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法。它包括以下步骤：
(1)物料配制：将城市污泥、鸡粪、猪粪、牛粪、有机物料、复合腐熟菌 剂和水按照一定比例混合搅拌;
(2)固溶处理：将上述配制好的物料装入高压混炼机进行固溶处理，使所 有物料和腐熟菌在半固态状态下达到微观的均匀、细化，每克重量的各种物 料及腐熟菌含量均匀;
(3)有氧发酵：将上述固溶处理后的物料装入发酵池，使用发酵池中带有 的翻抛机每天将物料翻抛一遍，达到充分溶氧的目的，发酵10天;
(4)粉碎处理：将经过充分腐熟发酵的物料再进行粉碎处理，使其细度小 于30目;
(5)添加添加剂：将适量的尿素、硫酸一铵、磷矿粉、硫酸钾、硼砂、硫 酸锌、硫酸镁、硫酸锰、硫酸铁和黏土添加到上述粉碎处理后的物料中;
(6)细化造粒：将添加微量元素和适量氮、磷、钾的物料经滚筒造粒、筛 选，制成生物有机肥颗粒。
物料配制的质量配方如下：城市污泥10%、鸡粪65%、秸杆15%、复 合腐熟菌剂2.5%、其余为粉煤灰。然后加水调节含水量为65%。
添加剂的质量配比为：尿素8%、硫酸一铵5%、磷矿粉3%、硫酸钾5%、 硼砂0.5%、硫酸锌1%、硫酸镁1%、硫酸锰1%、硫酸铁1%和黏土2.5%， 其余为粉碎处理后的物料。
固溶处理的工艺条件为：高压混炼机的转速58转/分、温度50℃、压力 0.2Mpa、固溶时间1分钟。
实施例2。一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法。其中有氧发酵的 时间为9天。
物料配制的质量配方如下：城市污泥9%、猪粪28%、鸡粪40%、秸杆 17%、复合腐熟菌剂3%、其余为粉煤灰，然后加水调节含水量为55%。
添加剂的质量配比为：尿素9%、硫酸一铵6%、磷矿粉4%、硫酸钾6%、 硼砂0.6%、硫酸锌0.8%、硫酸镁0.8%、硫酸锰0.8%、硫酸铁0.8%和黏土 2%，其余为粉碎处理后的物料。
固溶处理的工艺条件为：高压混炼机的转速58转/分、温度55℃、压力 0.25Mpa、固溶时间0.9分钟。
其余同实施例1。
实施例3。一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法。其中有氧发酵的 时间为11天。
物料配制的质量配方如下：城市污泥9.5%、猪粪70%、秸杆13%、复 合腐熟菌剂2%、其余为粉煤灰，然后加水调节含水量为60%。
添加剂的质量配比为：尿素7%、硫酸一铵4%、磷矿粉2%、硫酸钾4%、 硼砂0.4%、硫酸锌1.2%、硫酸镁1.2%、硫酸锰1.2%、硫酸铁1.2%和黏土 3%，其余为粉碎处理后的物料。
固溶处理的工艺条件为：高压混炼机的转速58转/分、温度35℃、压力 0.15Mpa、固溶时间1.1分钟。
其余同实施例1。
实施例4。一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法。其物料配制的质 量配方如下：城市污泥10%、猪粪72%、秸杆15%、复合腐熟菌剂3%、无 粉煤灰。然后加水调节含水量为65%。
其余同实施例1。
实施例5。一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法。其物料配制的质 量配方如下：城市污泥10%、鸡粪70.5%、秸杆17.5%、复合腐熟菌剂2%、 无粉煤灰。然后加水调节含水量为65%。其余同实施例1。
实施例1～5均采用复合腐熟菌剂，其中低温细菌、蜡样芽孢杆菌、木霉、 假单胞杆菌、细黄链霉菌、高温细菌和高温放线菌的质量比依次为4∶2∶1∶ 1∶3∶2∶2。低温细菌为发酵酵母或白地霉，高温细菌为嗜热脂肪芽孢杆菌。
实施例1～5把城市污泥作为资源制造生物有机肥，既减少污染、有利于 环境保护，又节约堆放资金和占用土地，还可变废为宝促进农业生产，因而 可产生十分可观的综合经济、社会效益。可广泛推广应用于城市污泥的无害 化处理中。