利用城市污泥制系列专用肥及其方法.pdf

本发明公开了一种利用城市污泥制取系列专用肥的制备方法，其制备工艺过程为：a.预处理、b.脱水干燥、c.发酵、d.干燥粉碎、e.混合配料、f.挤压造粒；预处理是采用化学除臭方法制成出臭污泥；脱水干燥为自然干燥成含水量为40－50％的除臭污泥；发酵将40－50％的除臭污泥、米糠、糖、酵素菌种按比例混合，拌匀后，在55－70℃温度下进行生物发酵制成发酵污泥，然后将发酵污泥与氮磷钾、辅助材料混配后挤压造粒。本发明既解决了二次污染的问题，又提供了环保、无害，营养、高效、全价的新型系列专用肥料；制得的系列肥料含有有益微生物和腐植酸、有机质，松土、保肥和保水，能够改良土壤、提高地力；肥料为颗粒，可用作基肥或追肥；应用广泛、使用方便、经济安全。

1、  一种利用城市污泥制取系列专用肥的制备方法，其制备工艺过程为：a预处理、b脱水干燥、c发酵、d干燥粉碎、e混合配料、f挤压造粒，其特征是：
该制备方法中：
a、预处理是采用化学除臭方法，具体是在含水量为80％以上污泥中加入污泥量0.5-1.0％(重量百分数)的硫酸亚铁(FeSO₄.7H₂o)和0.1-0.3％(重量百分数)的硫酸镁(MgSO₄)，混匀后放置1-2小时，成为无臭味污泥运至干燥场地；
b、脱水干燥是将除臭污泥运至干燥场地，采用低温或自然干燥的方法脱水干燥成含水量为40-50％的除臭污泥待用；
c、发酵是采用生物发酵的方法，将40-50％的除臭污泥、米糠、糖(淀粉)、酵素菌种按配方比例称重混合，搅拌均匀后，在55-70℃温度下进行生物发酵制成发酵污泥；发酵物料的配方组成如下(重量份数计)：
除臭污泥(含水量为40-50％)    200份
米糠                         10-12份
糖(或淀粉)                   0.5-1.5份
酵素菌种                     0.5-1.5份
d、干燥粉碎是将发酵污泥经低温或自然干燥至含水量为20％左右后，粉碎至粒度为3.5毫米以下，用袋装好备用。
e、混合配料是在发酵污泥中添加氮磷钾及辅助材料，混合配料的组成含量以重量％计为：
发酵污泥45-70％、氮磷钾10-30％、辅助材料：15-25％
其中：发酵污泥是含水量为18-25％，粒度不超过3.5毫米的粉状物；氮磷钾是一定比例的混合物，其中的氮是指尿素或硫铵，磷是指磷酸铵或磷酸钙，钾是硫酸钾或氯化钾：辅助材料是腐植酸、膨润土和米糠的混合物。

2、  如权利要求1所述的一种利用城市污泥制取系列专用肥的制备方法，其特征是：在污水处理厂的脱泥间出泥输送出口处加入污泥量0.5-1.0％(重量百分数)的硫酸亚铁(FeSO₄.7H₂o)和0.1-0.3％(重量百分数)的硫酸镁(MgSO₄)。

3、  如权利要求1所述的一种利用城市污泥制取系列专用肥的制备方法，其特征是：生物发酵是将混合好的发酵物料在水泥地上摊成1.2米宽，0.8米高的长条山形，用麻袋或草帘苫盖，中间和两端插入温度计，当温度升至50℃时开始翻堆，每天翻动一次，温度在55-70℃，翻动4-5次后，摊开或运至阴凉处干燥制成发酵污泥。

4、  如权利要求1所述的一种利用城市污泥制取系列专用肥的制备方法，其特征是：氮磷钾混合物中的混合比例以重量百分数计为：氮20-50％、磷20-40％、钾20-40％；辅助材料的混合比例以重量百分数计为：腐植酸20-50％、膨润土20-40％、米糠20-40％。

5、  如权利要求1所述的一种利用城市污泥制取系列专用肥的制备方法，其特征是：生物发酵中的米糠使用米面、麦麸或秸秆粉代替。

6、  如权利要求1所述的的制备方法制成的系列专用肥，主要品种为：
水稻育苗壮秧肥；
水稻、玉米、大豆专用肥；
西瓜、甜瓜和黄瓜专用肥；
番茄、辣椒、茄子专用肥；
韭菜、大蒜、甘兰、油菜、生菜、草莓专用肥；
胡罗卜、大罗卜专用肥；
《花金宝》系列专用肥和通用肥；
牧草、草坪和林木、果树等专用肥。

利用城市污泥制系列专用肥及其方法
技术领域：
本发明属于城市污泥的处理以及生物肥料的制备方法，特别涉及的是利用城市污泥制取系列专用肥及其制备方法。
背景技术：
城市污泥是城市污水净化处理排出后，在污水处理池中留下的污泥，仅一个中等城市，兴建一个日处理量10万吨的污水处理厂，每年可产生数以万吨的污泥。这种由污水处理厂产生的污泥，含水量大，一般都在80-96％，呈胶体状，粘度大且气味腥臭难闻；其主要成分中含有一定量的有机质和氮、磷、钾等元素，但也含有一定量的有害杂菌，如大肠杆菌和蛔虫卵以及重金属等。如此大量的污泥堆积如山，散发着臭气，造成环境的二次污染。因此对城市污泥进行开发利用，解决环境的二次污染，已成为污水处理厂乃至各国市政面临的、迫切需要解决的难题。
目前，就城市污泥处理方面一般是采用以下几种方式：1、掩埋或倒入海中，这种方法占用土地，污染地下水源或海域，破坏生态平衡；2、湿泥干燥后作肥料，由于污泥粘稠度大，干燥后粉碎困难，施用后，肥效不理想；3、污泥发酵熟化后制肥，相对而言，是一种较好的方法，但发酵时间长、产品水溶性差，肥效不高，营养不均衡。
有关利用城市污泥制肥料方面也见有一些报道，如申请号为：94105972和申请号为：00132414.4的专利申请，其中：94105972的专利申请是采用城市污泥与粪便混合生产颗粒有机肥料，00132414.4的专利申请公开的一种“利用城市污泥生产生物型有机复合肥料的方法”，是将含水率为75-85％的脱水污泥与含水率小于15％的干污泥按体积比为1∶2或将含水率为75-85％的脱水污泥与含水率小于10-40％的回流堆肥按体积比例1∶2-3的比例混合，使其成为含水率为50-65％的混合肥料。上述申请中的差异是在物料组成，而其制备都是采用熟化、脱水、粉碎、配料、造粒、烘干、筛分、包装等工艺。有关微生物肥料的专利申请号为94118231.2，名称为“一种生物肥料的生产方法及其使用的微生物”，申请号为00117587.4，名称为“生物肥料组合物及其应用”，申请号为97118994.3，名称为“一种农用生物肥料及其制法”，申请号为00131249.9，名称为“用于瓜果的天然全元有机生物肥料”等，其所记载的技术方案各有不同，有其各自的优点，但也存在着综合效果上的不足。
发明内容：
本发明的目的是针对上述问题提供一种利用城市污泥制取系列专用肥及其制备方法，是以城市污泥为基本原料，采用生物化学方法，去除污泥的腥臭气味，低温降水干燥后，经过有益微生物发酵处理，杀灭有害杂菌和蛔虫卵时，引入有益微生物菌群，并根据各种农作物生长所需不同营养元素的特点，平衡常量、中量和微量营养元素，配以适量的辅助材料，挤压成颗粒形状，生产一种可供水稻、玉米、大豆和各种瓜果蔬菜以及林木花卉等系列专用肥料。
本发明通过以下的技术方案实现：利用城市污泥制取系列专用肥制备方法的工艺过程为：a预处理、b脱水干燥、c发酵、d干燥粉碎、e混合配料、f挤压造粒，其中：
a、预处理是采用化学除臭的方法，具体是在含水量为80％以上污泥中加入污泥量0.5-1.0％(重量百分数)的硫酸亚铁(FeSO₄.7H₂o)和0.1-0.3％(重量百分数)的硫酸镁(MgSO₄)，混匀后放置1-2小时，成为无臭味污泥运至脱水干燥场地；除去臭味主要是以硫酸亚铁为主，硫酸镁在其中的辅助作用是保证硫酸亚铁中的二价铁不变成三价铁，增强除臭效果，同时为污泥增加中量元素。
b、脱水干燥是将除臭污泥运至干燥场地，采用低温或自然干燥的方法制成含水量为40-50％的除臭污泥待用；
c、发酵是采用生物发酵的方法，将含水量为40-50％的除臭污泥、米糠(也可使用米面或秸杆粉)、糖或淀粉、酵素菌种按配方比例称重混合，搅拌均匀后，在55-70℃温度下进行生物发酵制成发酵污泥；其作用是在生物发酵处理过程中杀灭各种有害菌和虫卵的同时引入有益微生物酵素菌群。发酵物料的配方组成如下(重量份数计)：
除臭污泥(含水量为40-50％)200份
米糠                     10-12份
糖或淀粉                 0.5-1.5份
酵素菌种             0.5-1.5份
配方中的米糠是指玉米、高粱、谷子、稻、麦制得的糠，也可使用上述作物制得的面或秸杆粉。
d、干燥粉碎是将发酵污泥经低温或自然干燥至含水量为20％左右后，粉碎至粒度为3.5毫米以下，用袋装好备用。
e、混合配料是在发酵污泥中添加氮磷钾及辅助材料，使经过配料制得的系列生物肥料中营养成分丰富、均衡，具有松土、保肥、保水的作用；混合配料的组成含量以重量百分数计为：
发酵污泥45-70％、氮磷钾10-30％、辅助材料：10-25％。
其中：发酵污泥是含水量为18-25％，粒度不超过3.5毫米的粉状物；氮磷钾是一定比例的混合物，其中的氮是指尿素或硫铵，在混合物中为20-50％；磷是指磷酸铵(磷酸二铵或磷酸一铵)或磷酸钙，在混合物中为20-40％；钾是指硫酸钾或氯化钾，在混合物中为20-40％；辅助材料是腐植酸、膨润土、米糠的混合物，其混合比例为：腐植酸20-50％、膨润土20-40％、米糠20-40％；
f、挤压造粒：根据上述配方混配成系列专用肥，用环模式或平模式造粒机挤压造粒，并根据市场需求挤压成不同直径和长度的颗粒。挤成的颗粒，按各种不同专用肥料的包装袋，计量、质检、包装入库。
本发明亦可根据农作物的需求，在混合配料时以化合物的形式添加其它元素，如硒、钼等。
城市污泥制成的系列专用肥，主要品种有水稻育苗壮秧肥，水稻、玉米、大豆专用肥，西瓜、甜瓜和黄瓜专用肥，番茄、辣椒、茄子专用肥，韭菜、大蒜、甘兰、油菜、生菜、草莓专用肥和胡罗卜、大罗卜以及《花金宝》系列专用肥和通用肥；还可根据市场需求，加工生产牧草、草坪和林木、果树等专用肥。
本发明具有的显著特点和积极效果：
1、将城市污泥经过除臭、生物发酵无害化处理制成系列肥料，使城市污泥得到有效利用，变废为宝，即解决了城市二次污染的问题，又提供了环保、无害，营养、高效、全价的新型系列肥料；
2、由于城市污泥是经过生物发酵处理，并引入有益微生物菌群，制得的系列肥料中含有丰富的腐植酸、纤维素，大量地氮、磷、钾元素，且含有中微量的钙、镁、硫、和铁等营养元素，它集有机肥、无机肥和生物肥于一身，具有长效、速效和增效的作用，可为三肥合一，三效合一，适合用于发展生态农业；
3、制得的系列肥料因其中含有有益微生物和腐植酸、有机质，松土、保肥、保水，能够改良土壤、提高地力，增强农作物的抗逆性；可使土壤积温明显提高，提高地温、促进早熟；能够增加瓜果蔬菜的维生素和糖度的含量，提高种植物的品质；
4、制得的系列肥料呈颗粒状，可用作基肥，也可用作追肥，不受土质和农作物种类的影响，应用广泛、使用方便、经济安全。
具体实施方式：
实施例1：依照图1所示的工艺过程
a、先对污泥作化学除臭处理，在污水处理厂的脱泥间出泥输送出口处，加入污泥量0.5％的硫酸亚铁(FeSO₄.7H2o)和0.1％的硫酸镁(MgSO₄)，混和后搅拌均匀，放置1-2小时，然后将无臭味的污泥运至干燥场地进行降水干燥。
b、脱水干燥：干燥场选用塑料大棚，在大棚内将除臭污泥摊成15cm厚度，呈波浪形状，常温自然干燥至含水量为40-50％后，成为除臭污泥待用；
c、生物发酵：称取含水量为40-50％的除臭污泥1000kg(200份)、稻糠50kg(10份)、麸子10kg(2份)、红糖5kg(1份)和酵素菌种(市售)5kg(1份)混合后搅拌均匀，在水泥地上摊成1.2米宽，0.8米高的长条山形，用麻袋或草帘苫盖，中间和两端插入温度计，当温度升至50℃时开始翻堆，每天翻动一次，温度在55-70℃，翻动4-5次后，摊开予以干燥。此过程，即杀灭了发酵污泥中的各种有害菌和虫卵，又引入有益微生物酵素菌群。发酵后的污泥，经自然干燥至含水量为20％，粉碎至粒度为3.5毫米以下，用袋装好备用；
d、干燥粉碎：干燥粉碎是将发酵污泥经低温或自然干燥至含水量为20％左右后，粉碎至粒度为3.5毫米以下，用袋装好备用。
e、混合配料：
称取尿素40kg、磷酸一铵30kg、硫酸钾30kg制成混合硫酸钾备用；
称取腐植酸40kg、膨润土30kg、米糠30kg混合后搅拌均匀制得的辅助材料备用；
称取粉状发酵污泥60kg、加入氮磷钾20kg、辅助材料20kg混合搅拌均匀后备用。
f、挤压造粒：根据作物所需的营养元素，配成专用肥料，用环模式造粒机挤压造粒，根据市场需求挤压成不同直径和长度的颗粒，经过冷却至常温，并适度干燥后，装袋、计量、质检、包装入库。
制得的肥料用作水稻专用肥
实施例2、依照图1所示的工艺过程
a、化学除臭：在污水处理厂的脱泥间出泥输送出口处，加入污泥量1.0％的硫酸亚铁(FeSO₄.7H2o)和0.3％的硫酸镁(MgSO₄)，混和后搅拌均匀，其它同实施例1；
b、脱水干燥：同实施例1；
c、生物发酵：将含水量为40-50％的除臭污泥1000kg，加入60kg(12份秸杆粉，6.5kg(1.3份)白糖和7.5kg(1.5份)酵素菌种(市售)，充分搅拌均匀后，同实施例1；
d、干燥粉碎：同实施例1；
e、混合配料：称取尿素50kg、磷酸一铵20kg、硫酸钾20kg制成混合硫酸钾备用；
称取腐植酸45kg、膨润土20kg、米糠35kg混合后搅拌均匀制得的辅助材料备用；
称取粉状发酵污泥45kg、加入氮磷钾35kg、辅助材料20kg混合搅拌均匀后备用；
f、挤压造粒：上述配料用平模式造粒机挤压成颗粒，其它同实施例1。
制得的肥料用于瓜果蔬菜专用肥。
实施例3、依照图1所示的工艺过程
a、化学除臭：在污水处理厂的脱泥间出泥输送出口处，加入污泥量0.5％的硫酸亚铁(FeSO₄.7H2o)和0.2％的硫酸镁(MgSO₄)，混和后搅拌均匀，其它同实施例1；
b、脱水干燥：同实施例1；
c、生物发酵：将含水量为40-50％的除臭污泥1000kg，加入55kg(11份)玉米面，7.5kg(1.5份)淀粉和7.5kg(1.5份)酵素菌种(市售)，充分搅拌均匀，其它同实施例1；
d、干燥粉碎：同实施例1；
e、混合配料：称取尿素35kg、磷酸一铵35kg、硫酸钾30kg制成混合硫酸钾备用；
称取腐植酸35kg、膨润土25kg、米糠40kg混合后搅拌均匀制得的辅助材料备用；
称取粉状发酵污泥55kg、加入氮磷钾30kg、辅助材料15kg混合搅拌均匀后备用；
f、挤压造粒：上述配料用平模式造粒机挤压成颗粒，其它同实施例1。
制得的肥料用作花卉专用肥。
实施例4
a、化学除臭：在污水处理厂的脱泥间出泥输送出口处，加入污泥量0.5％的硫酸亚铁(FeSO₄.7H2o)和0.3的硫酸镁(MgSO₄)，混和后搅拌均匀，其它同实施例1；
b、脱水干燥：同实施例1；
c、生物发酵：将含水量为40-50％的除臭污泥1000kg，加入60kg(12份)麸子，7.5kg(1.5份)淀粉和7.5kg(1.5份)酵素菌种(市售)，充分搅拌均匀，其它同实施例1；
d、干燥粉碎：同实施例1；
e、混合配料：称取尿素40kg、磷酸一铵30kg、硫酸钾30kg制成混合硫酸钾备用；
称取腐植酸40kg、膨润土30kg、米糠30kg混合后搅拌均匀制得的辅助材料备用；
称取粉状发酵污泥60kg、加入氮磷钾20kg、辅助材料20kg混合搅拌均匀后备用；
f、挤压造粒：上述配料用环模式造粒机挤压成颗粒，其它同实施例1。
制得的肥料用作通用肥。