一種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法
2023-06-04 19:57:51
專利名稱：一種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於汙水處理廠剩餘汙泥處理處置的方法，特別是涉及利用剩餘汙泥高溫快速發酵生產高效生物有機肥的方法。
背景技術：
隨著我國城市汙水處理廠的普及和運行，城市汙水處理廠汙泥產量快速增加，大量汙泥的處理處置問題已成為我國城市發展過程中亟待解決的重大環境問題。目前，國外汙泥理處置技術主要包括以土地利用的微生物處理法、焚燒及填埋等方式。其中，日本一直是堅持汙泥焚燒處理處置方式的典型代表國家，日本68%-70%的溼汙泥都是通過幹化、焚燒的處置方法達到最大的減量化，焚燒後的渣作為建材資源再利用。但是，近幾年，由於能源價格的飆升、全球氣候變暖等因素，日本汙泥處理處置的技術路線發生了很大的變化，目前將土地利用的微生物處理法作為重點和突破點。而美國、歐盟成員國在汙泥處置的思路上，以最終土地利用資源化為主。國內外汙泥無害化的處置總趨勢是，汙泥填埋被進一步被禁止，汙泥焚燒越來越少，以土地利用的微生物處理法為目的的處理技術應用是最終主要手段。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的是公開一種汙泥的快速發酵生產高效生物有機肥的方法，該方法所用原料來源廣泛，工藝設備簡單，成本低廉，操作方便，發酵時間短， 發酵後的汙泥可用於生產有機肥料，解決現有技術存在環境二次汙染、浪費大量有機肥資源的技術問題。本發明所採用的技術方案如下，一種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，步驟如下
1)、在常溫下將汙泥與輔料按0.5-2 0.3-2.5 (優選1:1)的重量比配備發酵培養基；
2)、再加入佔發酵培養基0.3-0. 8% (優選0. 5%)重量百分比的發酵菌種，充分攪拌形成高溫堆肥料，保持相對溼度在60-80% (優選70%)；
3)、將高溫堆肥料放入通風、避雨的環境下進行條式高溫堆肥，控制溫度在35-75°C(優選50°C)，持續發酵5-7天(優選6天)，含水量控制在35% -45% (優選40%)，製成有機肥初料；
4)、去除有機肥初料中未腐熟成粉末狀的堆料，並將腐熟好的有機肥初料放入陰涼通風乾燥的環境中，在常溫下穩定7-15天(優選10天)，發酵完畢，進入成球造粒工序；
5)、將發酵完畢的有機肥初料經粉碎、成球、烘乾、冷卻，過40-80(優選60目篩)目篩， 得到生物有機肥並計量包裝。前面所述的方法，優選的方案是，步驟1)中所述輔料包括調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑。前面所述的方法，優選的方案是，調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為 12. 5-38: 14. 5-35:1. 5-6. 5 (優選比例為 13-38:15-35:1. 5-6. 5，更優選的為 12. 5:14. 5:4. 5)。前面所述的方法，優選的方案是，所述調理劑為鋸沫、秸稈、樹葉、糞便中一種或多種。前面所述的方法，優選的方案是，所述膨脹劑為木屑、短節秸稈、花生殼、粉煤灰中的一種或多種。前面所述的方法，優選的方案是，所述重金屬鈍化劑為粉煤灰、過磷酸鈣、含鈣鎂鋼渣粉中的一種或多種。前面所述的方法，優選的方案是，步驟1)控制發酵培養基C/N比達到20 :1-35 1 的水平，水分含量為40 65wt%。前面所述的方法，優選的方案是，步驟1)的汙泥為城市汙水處理廠剩餘汙泥，水含量為70% -80%。前面所述的方法，優選的方案是，步驟幻的發酵菌種為酵菌素粉劑。前面所述的方法，優選的方案是，步驟5)烘乾溫度為70°C -80°C，每次烘乾20-30 分鐘，冷卻溫度為20-25°C。本發明利用汙泥高溫快速發酵生產的高效生物有機肥是一種適合於農業上使用的高效生物有機肥，符合國家農業部NY848—2004生物有機肥的標準。該高效生物有機肥對土地增肥的效力強，具有固氮解磷解鉀、改良土壤，抗旱保水鬆土的功能，本發明方法具有佔地面積小、投資小、運行費用低等特點。本發明採用的輔料包括調理劑(如鋸沫、秸稈、樹葉、糞便等)和膨脹劑(如木屑、短節秸稈、花生殼、粉煤灰等)以及重金屬鈍化劑(如粉煤灰、過磷酸鈣，含鈣鎂鋼渣粉等)，原料來源廣泛，成本較低，可實現資源再利用。本發明採用細菌成活率較高的固態菌劑，不會增加堆肥原料的含水率，亦不會帶來二次汙染。本發明整個工藝設備簡單，操作方便，發酵時間短，成本低廉，產物符合土地利用的相關要求。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本發明的技術方案，但保護範圍不被此限制。實施例中所用輔料包括調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑，調理劑為鋸沫、秸稈、 樹葉、糞便中一種或多種，此類調理劑屬於農業廢棄物。膨脹劑為木屑、短節秸稈、花生殼、 粉煤灰中的一種或多種，此類膨脹劑屬於工農業廢棄物。重金屬鈍化劑為粉煤灰、過磷酸鈣、含鈣鎂鋼渣粉中的一種或多種，此類重金屬鈍化劑屬於工業廢棄物，或者為市場常見的商品肥料。實施例中所用發酵菌種為酵菌素粉劑，其總有效活菌數1288萬個/克，購自山東濰坊真農酵素菌有限公司。實施例1 一種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，步驟如下
1)、在常溫下將含水量70%的城市汙水處理廠汙泥與輔料按1 1的重量比配備發酵培養基；使發酵堆C/N比達到20 1的水平(先分析測定發酵堆體全C、全N含量，然後通過添加紅糖等可溶性碳源和尿素等可溶性氮源來調控發酵堆體的C/N比，以滿足微生物正常生長繁殖所需營養)，水分含量為40wt%，調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為 12. 5:14. 5:4. 5。2)、再加入0. 3%重量百分比的發酵菌種製劑充分攪拌形成高溫堆肥料，保持相對溼度在60%。3)、將高溫堆肥料放入通風、避雨的環境下進行條式高溫堆肥，在高溫堆肥過程中通過鼓風機調控高溫堆肥料內部溫度，每天機械翻堆一次，控制溫度在35°C左右進行有機物快速發酵，持續發酵5天，含水量控制在35 %，製成有機肥初料，呈現白色或灰白色粉狀物，無臭味；
4)、將有機肥料初品進行篩選，去除未腐熟成粉末狀的堆料，並將腐熟好的有機肥初料放入陰涼通風乾燥的環境中，在常溫下穩定7天，發酵完畢，進入成球造粒工序；
5)、將發酵完畢的汙泥經粉碎、成球、烘乾、冷卻、過60目篩、計量包裝和最後形成高效生物有機肥產品。要求烘乾溫度為70°C左右，每次烘乾20分鐘，冷卻溫度為常溫25°C。實施例2 —種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，步驟如下
1)、在常溫下將汙泥與輔料按0.5 2. 5的重量比配備發酵培養基；控制發酵培養基 C/N比達到35 1的水平，水分含量為65wt%。與實施例1所不同的是調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為15. 5:18.5:3. 8。2)、再加入佔發酵培養基0.8%重量百分比的發酵菌種，充分攪拌形成高溫堆肥料，保持相對溼度在80% ；
3)、將高溫堆肥料放入通風、避雨的環境下進行條式高溫堆肥，控制溫度在75°C，持續發酵7天，含水量控制在45%，製成有機肥初料；
4)、去除有機肥初料中未腐熟成粉末狀的堆料，並將腐熟好的有機肥初料放入陰涼通風乾燥的環境中，在常溫下穩定15天，發酵完畢，進入成球造粒工序；
5)、將發酵完畢的有機肥初料經粉碎、成球、烘乾、冷卻，過80目篩，得到生物有機肥並計量包裝。烘乾溫度為80°C，每次烘乾30分鐘，冷卻溫度為25°C。實施例3 —種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，步驟如下
1)、將汙泥與輔料按2 0.3的重量比配備發酵培養基；控制發酵培養基C/N比達到 30 1的水平，水分含量為60wt%。與實施例1所不同的是，調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為18. 5:20.5:2. 8。2)、再加入佔發酵培養基0.5%重量百分比的發酵菌種，充分攪拌形成高溫堆肥料，保持相對溼度在70% ；
3)、將高溫堆肥料放入通風、避雨的環境下進行條式高溫堆肥，控制溫度在50°C，持續發酵6天，含水量控制在40%，製成有機肥初料；
4)、去除有機肥初料中未腐熟成粉末狀的堆料，並將腐熟好的有機肥初料放入陰涼通風乾燥的環境中，在常溫下穩定10天，發酵完畢，進入成球造粒工序；
5)、將發酵完畢的有機肥初料經粉碎、成球、烘乾、冷卻，過40目篩，得到生物有機肥並計量包裝。烘乾溫度為75°C，每次烘乾25分鐘，冷卻溫度為23°C。實施例4 一種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，與前面實施例所不同的是調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為12. 5:14. 5:1. 5。
實施例5 —種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，與前面實施例所不同的是調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為38:35: 6. 5。實施例6 —種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，與前面實施例所不同的是調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為13:35:6. 5。
權利要求
1.一種處理汙泥發酵生產生物有機肥的方法，其特徵是，步驟如下1)、在常溫下將汙泥與輔料按0.5-2 0.3-2. 5的重量比配備發酵培養基；2)、再加入佔發酵培養基0.3-0. 8%重量百分比的發酵菌種，充分攪拌形成高溫堆肥料，保持相對溼度在60-80% ；3)、將高溫堆肥料放入通風、避雨的環境下進行條式高溫堆肥，控制溫度在35-75°C，持續發酵5-7天，含水量控制在35% -45%，製成有機肥初料；4)、去除有機肥初料中未腐熟成粉末狀的堆料，並將腐熟好的有機肥初料放入陰涼通風乾燥的環境中，在常溫下穩定7-15天，發酵完畢，進入成球造粒工序；5)、將發酵完畢的有機肥初料經粉碎、成球、烘乾、冷卻，過40-80目篩，得到生物有機肥並計量包裝。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，步驟1)中所述輔料包括調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵是，調理劑、膨脹劑以及重金屬鈍化劑的用量重量比例為12.5-38:14.5-35:1.5-6.5 (優選比例為13-38:15-35:1. 5-6. 5，更優選的為 12. 5:14. 5:4. 5)。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵是，所述調理劑為鋸沫、秸稈、樹葉、糞便中一種或多種。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵是，所述膨脹劑為木屑、短節秸稈、花生殼、粉煤灰中的一種或多種。
6.根據權利要求2所述的方法，其特徵是，所述重金屬鈍化劑為粉煤灰、過磷酸鈣、含鈣鎂鋼渣粉中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，步驟1)控制發酵培養基C/N比達到20 1-35 1的水平，水分含量為40 65wt%。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，步驟1)的汙泥為城市汙水處理廠剩餘汙泥， 水含量為70% -80%。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，步驟幻的發酵菌種為酵菌素粉劑。
10.根據權利要求1所述的方法，其特徵是，步驟幻烘乾溫度為70°C_80°C，每次烘乾 20-30分鐘，冷卻溫度為20-25°C。
全文摘要
本發明公開了一種利用汙泥的快速發酵生產高效生物有機肥的方法，包括製備培養基、發酵、粉碎、成球、烘乾、冷卻等步驟，該方法所用原料來源廣泛，工藝設備簡單，成本低廉，操作方便，發酵時間短，發酵後的汙泥可用於生產有機肥料，解決現有技術存在環境二次汙染、浪費大量有機肥資源的技術問題。
文檔編號C05F17/00GK102260104SQ20111013086
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月20日 優先權日2011年5月20日
發明者劉偉, 宋建國, 高世熊 申請人:煙臺大學