一种利用污泥和植物秸秆生产肥料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用污泥和植物秸秆生产肥料的方法。该方法以浓缩污泥和植物性秸秆粉的混合物为原料，以亚硫酸铵、亚硫酸钠和亚硫酸氢钾中的一种或几种物质为蒸煮腐解剂，主要工艺步骤包括：将占原料折合干重质量８％～１５％的蒸煮腐解剂与原料混合均匀后，在１２５～１７０℃之间蒸煮２～７ｈ，得到浆状有机肥料半成品，可直接制备商品有机肥；或加入适量的氮、磷、钾及微量元素等化学肥料制备有机－无机复合肥；或经分离后制备有机钾液体肥和有机铵液体肥。本发明专利技术工艺简单，原料腐熟转化速度快，可实现原料的杀菌、消毒、除臭的目的。产物中有机质及腐植酸含量高，并且含硫，产品肥效高，实现了污泥和植物秸秆废弃物的规模化、低成本的肥料化利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用污泥和植物秸秆的混合物生产肥料的方法，属于资 源利用和污染防治

技术介绍
随着工业和城市的发展，工业和城市生活污水的排量逐渐加大，其中的 有机废水主要采用生物法处理，由此导致产生的污泥量也随之迅速增加。如 何解决污泥的处理处置出路，已成为各国工业和城市发展过程中亟待解决的 重大环境问题。已知，污泥的主要成分是细胞类有机物，还含有氮、磷、钾及多种微量元素，含水量一般为70% 85%。而作物秸秆是种类多、产生量非 常大的生物质农业废弃物，主要由草木纤维素、半纤维素、木质素、果胶质 等成分构成，还含有少量的氮、磷、钾和微量元素。因此，污泥和秸秆等废 弃物都具有重要的资源属性，经适当的转化处理可用于生产有机肥、有机-无 机复合肥及土壤改良剂等产品，这种综合利用途径可称为肥料化利用。现有 技术中公开的利用秸秆或污泥废弃物进行肥料化利用的技术，多数是基于微 生物发酵原理进行腐殖化转化，所需要的发酵时间至少要15天以上，转化速 度慢。检索到的涉及采用化学法加速生物质废弃物腐熟转化的方法如中国专 利文献，申请号03122742.2和申请号03122743.0，分别公开了用氢氧化 钾碱法造纸制桨黑液和氢氧化钾水溶液在常温下处理植物性材料，调节酸度 至pH4 9后，直接混入氮肥、磷肥、中微量元素肥或进一步经发酵处理后再 混入这些无机肥料成分，制造有机肥或有机-无机复合肥的方法。上述方法 存在腐熟速度慢和腐熟不彻底的问题。中国专利申请号200510086269. 7报 道了用浓縮的亚铵法造纸制浆废液与秸秆粉混合，在IO(TC以上的蒸球中加热 转化得到湿有机肥料半成品，经进一步处理后得到有机肥，该方法利用的是稀亚铵法造纸制浆废液，需经蒸发浓縮后使用，处理的原料仅是农作物秸秆。关于污泥的化学法转化技术很少，如中国专利文献，申请号96122252.2报 道了城市污泥或藻渣经干燥-活化-与无机矿物肥混合-造粒制备复混肥的方 法，该方法中只是对污泥进行了热干燥脱水处理，没有对污泥进行腐殖化转 化。中国专利文献，申请号96122252.2报道了将硫化钠、二硫化碳及少量 的焦磷酸钠、四丁脂助剂与城市污水处理厂污泥混合，分别在80 85'C和90 95。C下热处理lh、 1.5 2h,然后过滤，滤液进一步加工得到所谓有机酸肥， 滤渣经烧结后弃掉，这种方法所得滤液含水量过高，且所用的反应原料二硫 化碳有异味。综上所述，在现有技术中还没有关于利用秸秆和污泥混合物生 产肥料的方法报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种以浓縮污泥和植物秸秆为原料生产肥料的方 法，实现了污泥和农业废弃物植物秸秆的肥料化利用。本专利技术的目的是这样实现的。本专利技术借鉴造纸工业中的化学蒸煮制浆技 术，将污泥和秸秆按一定比例混合，使混合原料中的含水量在适宜蒸煮的范 围，通过选择使用适宜的蒸煮腐解剂和反应工艺条件，可得到高浓度的腐殖 质浆液，既实现了秸秆和污泥的快速腐熟转化，腐熟程度高，又实现了对原 料中所含的病原微生物、寄生虫卵的杀灭，以及对微量有机污染物的降解去 除和除臭的目的。由于得到的腐殖质浆液浓度高，不用浓縮可直接进行干燥 造粒或与其它无机肥料混配后干燥造粒，可以节省能源成本和投资。具体地，本专利技术所说的利用污泥和植物秸秆生产肥料的方法包括以下步骤(1)混合蒸煮将生物法处理有机废水产生的浓縮污泥和植物秸秆粉及蒸煮药剂混合， 并拌合均匀，装入耐压和耐高温的容器中，用蒸汽或外源热源加热到125 170 X:之间，并保持2 7h，加热过程中应使容器慢速转动，以使物料保持混匀状 态。植物秸秆和污泥(湿重下)的混合质量比控制在(1 5) :20，蒸煮药剂的用量为上述混合物折合干重质量的8% 15%，蒸煮药剂为亚硫酸铵 ((NH4)2S03)、亚硫酸钠(Na2S03)和亚硫酸氢钾(KHS03)中的一种或几种。加入亚硫酸盐的作用是使秸秆和污泥中的有机物发生水解、分解、溶解及腐殖化转 化。拌合过程可在蒸煮容器外进行，也可在蒸煮容器中进行，反应结束后得 到腐殖质浆液，其干固体含量为20% 68%。 pH在8 9之间，呈弱碱性，可 免去用酸中和，得到浆状有机肥料半成品；所用植物秸秆可以是麦草、玉米杆、棉花杆、高粱杆、稻草、豆秸及向 日葵等各种植物性秸秆中的一种或多种的任意质量比混合，使用时粉碎。(2) 直接干燥制备商品有机肥将上述步骤(1)所得到的浆状有机肥料半成品直接进行干燥制得颗粒状 或粉状商品有机肥，经检验合格后包装，可以达到以下肥料标准以质量百 分比计，有机质含量>35%、总养分(N+P205+K20)》4%、 S》2.0%、水分(H20) 《20%,酸碱度pH=6.0 8.0;重金属含量、蛔虫卵死亡率和大肠杆菌指标符 合GB8172的要求。需要指出的是，用本专利技术制备的商品有机肥产品的有机质 含量通常会远高于该标准指标值，依原料的不同， 一般在47% 76%之间。并 且，腐植酸含量在10% 17%之间，总养分含量通常也高于标准值。(3) 制备有机-无机复合肥向上述步骤(1)所得到的浆状有机肥料半成品中加入成品化学肥料，使 氮、磷、钾、硫元素及微量元素的有效总含量达到15% 30%，然后干燥制成 颗粒状或粉状商品有机-无机复合肥，可得到养分更加全面的肥料。(4) 分离制备液体有机肥将上述步骤(1)所得到的浆状有机肥料半成品通过板框压滤或离心过滤 的方法分离为滤液和滤渣，所得到的滤液中腐植酸质量含量为5% 15%,加入 一定量的钾肥，如硝酸钾、硫酸钾或氯化钾，可得到有机钾液体肥；若加入 各种铵态氮肥，可得到有机铵液体肥。上述所得到的滤渣，按步骤(2)或步 骤(3)的方法，可制备成有机肥或有机-无机复合肥。需要指出，上述步骤中提到的物质含量均为该物质的质量分数。本专利技术取得的有益效果如下本专利技术同时实现了污泥和农业废弃物植物 秸秆的处置和利用，全部肥料化转化，没有副产物出现。所得到的有机肥有机质在47% 76%之间，并且，腐植酸含量在10% 17%之间，这表明产物的腐 熟度明显提高。同时，肥料中含2%以上的硫，硫是作物生长所需要的中量营 养元素。该产物还可以作为加工其它复合肥的原料；与生物法相比大大縮短 了腐熟时间，生物法至少需要15天的时间，而该专利技术最多仅需要7h，还节约 了占地；与其他化学法相比，具有综合优势反应时间短、不用对产物进行 浓缩、不用中和，因而能耗低，操作简单；由于反应制备过程是在高温高压 条件下进行，同时达到了杀灭原料中所含的病原微生物、寄生虫卵和除臭的 目的，所得到的产物没有臭味。 具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术。 实施例1取某制药企业有机废水处理厂产生的活性污泥200千克(含水率为76%)， 加入固体亚硫酸铵10.5千克，搅拌均匀，再加入粉碎的干麦草40千克，搅 拌均匀，装入蒸煮罐中，用高压水蒸气加热至140 150。C，然后保持3h。停 止加热，自然冷却至室温，放出蒸煮得到的浆状物，通过喷浆造粒得粒状有 机肥产品102千克。产品的指标为外观呈黑色，有机质65.4%，总养分(N+P205+K20) 9.8%，腐植酸11.3%，硫(S) 2.8%，水分14. 6%。 实施例2取某屠宰企业污水处理产生的活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用污泥和植物秸秆生产肥料的方法，其特征在于包括以下步骤：　　（１）混合蒸煮　　将生物法处理有机废水产生的浓缩污泥和植物秸秆粉及蒸煮药剂混合，并拌合均匀，装入耐压和耐高温的容器中，用蒸汽或外源热源加热到１２５～１７０℃之间，并保持２～７ｈ，加热过程中应使容器慢速转动，使物料保持混匀状态，植物秸秆和污泥（湿重下）的混合质量比控制在（１～５）∶２０，蒸煮药剂的用量为上述混合物折合干重质量的８％～１５％，蒸煮药剂为亚硫酸铵（（ＮＨ↓［４］）↓［２］ＳＯ↓［３］）、亚硫酸钠（Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［３］）和亚硫酸氢钾（ＫＨＳＯ↓［３］）中的一种或几种组成，反应结束后得到浆状有机肥料半成品；　　（２）将上述步骤（１）所得到的浆状有机肥料半成品通过干燥直接制成颗粒状或粉状商品有机肥。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马子川，李素卫，简广福，
申请(专利权)人：河北师范大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]