專利名稱：一種利用機械草漿生產回用水絮凝污泥制備生物有機肥料的方法
技術領域：
本發明屬于機械制漿和肥料領域，具體涉及機械草漿生產回用水絮凝污泥的資源化利用及其生物有機肥料的制備。
背景技術：
我國是農業大國，肥料在我國的農業生產中發揮著重要的作用，同時化學肥料的大量使用也造成了環境破壞、土壤肥力下降、農產品質量下降等問題。秸桿機械法清潔制漿過程中生產用水要循環利用，經過絮凝處理產生的絮凝污泥中含有大量有機質(纖維素、 半纖維素、木質素、粗蛋白、糖類等)，由于制漿過程中沒有添加任何化學物質，可以采用固 態發酵技術和微生物混合培養技術生產生物有機肥料，將污泥中的有機質降解，為農作物提供營養元素以促進農作物的生長、提高產量，其含有的纖維素、半纖維素等有機質還能夠在一定程度上改善土壤環境。因此利用該污泥生產肥料是污泥資源化利用的有效途徑之
O中國專利CN 101723720A(公布日2010年6月9日)中公開了一種利用造紙污泥制備生物有機肥的方法，原料為55-65%的造紙污泥、30-40%的輔料、2-3%的菌種原液和2-3%的糖蜜，經過發酵、造粒得到生物有機肥產品。但是，造紙污泥(特別是來源于廢報紙和雜志制漿的脫墨污泥)中含有Cu、Pb、Cr等重金屬元素，雖然他們的含量低，但在土壤中會造成積累和污染。采用堿法造紙所產生的污泥也含有較多的鹽類物質，因此，利用造紙污泥生產肥料或土壤改良劑對環境的長期影響還有待進一步研究。中國專利CN 1537830A(
公開日2004年10月20日)中公開了一種利用造紙制漿黑液生產肥料的方法，它以KOH堿法造紙制漿黑液處理植物性材料，使黑液中的殘堿(KOH)和植物性材料反應，制成肥料。但是，KOH的價格遠比NaOH的價格高，因此利用KOH堿法制漿成本高難以得到實際應用；本發明所用機械制漿污泥含有大量有機質(纖維素、半纖維素、木質素、粗蛋白、糖類等)、未添加任何化學物質，利用此污泥發酵所制備的生物有機肥對環境無污染且能夠改善土壤環境、提高土壤肥力。
發明內容
本發明的目的是針對我國目前機械制漿污泥未能得到安全有效利用的問題，提供一種機械制漿污泥資源化利用方法，以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，該絮凝污泥的主要成分為纖維素、半纖維素、木質素、粗蛋白、糖類、無機鹽等，通過添加腐植酸、微量元素調節營養比例(滿足微生物的營養需求)，接入微生物復合菌種進行堆肥發酵，并通過造粒制成顆粒生物有機肥料。本發明實現了機械制漿污泥固體廢棄物的資源化利用，不僅為綠色生態農業的發展提供了經濟的生物有機肥料，而且使機械制漿真正達到零排放，實現清潔生產的目的。
本發明的整體技術構思是一種利用機械草漿生產回用水絮凝污泥制備生物有機肥料的方法，該方法由下列工藝步驟組成(I)機械草漿生產回用水絮凝污泥制備采用秸桿機械法清潔制漿技術制備機械草漿過程中生產用水中的懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質經過無機、有機高分子絮凝劑和吸附劑處理形成絮凝污泥。(2)基質的配制以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，通過添加腐植酸、微量元素調節營養比例，滿足微生物的營養需求。(3)復合菌種的制備枯草芽孢桿菌、浸麻類芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌、放線菌、酵母菌和乳酸菌組成根據協同作用按一定比例混合，制成復 合菌種。(4)堆肥發酵將復合菌種接入基質中堆肥發酵，定期翻堆、噴水以維持一定的溫度和濕度。(5)造粒采用擠壓造粒的方法進行造粒。本發明的具體工藝步驟及工藝條件(I)機械草漿生產回用水絮凝污泥制備采用秸桿機械法清潔制漿技術制備機械草漿過程中生產用水中的懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質經過聚合氯化鋁(50-200mg/L)、聚丙烯酰胺(5_40mg/L)、硅藻土(O. 5_4g/L)處理形成絮凝污泥，絮凝污泥脫水后作為制備生物有機肥料基質。(2)基質的配制以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，添加10-30%腐植酸、O. 2-1%微量元素(含有硼砂、氯化鋅、鑰酸銨、硫酸錳、硫酸銅，其質量比例為30-50 25-35 6-14 6-14 8-20)。(3)復合菌種的制備將枯草芽孢桿菌、浸麻類芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌、放線菌組成，其質量比為30-50 15-25 15-25 25-35 15-25 15-25。(4)堆肥發酵將復合菌種按2-15%的比例接入基質中，按寬2m、高O. 8m進行堆肥發酵，維持溫度在45-65°C之間、濕度在50-75%之間、pH在6. 0-9. O之間；每隔1_2天翻堆、取樣測定，腐熟后停止發酵。(5)造粒采用擠壓造粒的方法進行造粒，粒徑在O. 2-0. 4cm。本發明所取得的技術進步在于I、秸桿機械法清潔制漿過程中由于制漿過程中沒有添加化學物質，生產用水經過絮凝處理后除去了其中絕大部分懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質，可循環利用，產生的絮凝污泥中含有大量有機質(纖維素、半纖維素、木質素、粗蛋白、糖類等)，可以采用固態發酵技術和微生物混合培養技術生產生物有機肥料。2、解決機械制漿污泥的排放及資源化利用問題。3、利用復合微生物將機械制漿污泥中的有機質進行降解，以利于農作物的吸收利用，促進農作物的生長。實施例以下結合實施例對本發明作進一步描述。實施例I :
(I)機械草漿生產回用水絮凝污泥制備采用秸桿機械法清潔制漿技術制備機械草漿過程中生產用水中的懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質經過聚合氯化鋁(50mg/L)、聚丙烯酰胺(40mg/L)、硅藻土(O. 5g/L)處理形成絮凝污泥，絮凝污泥脫水后作為制備生物有機肥料基質。(3)基質的配制以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，添加10%腐植酸、I %微量元素(含有硼砂、氯化鋅、鑰酸銨、硫酸錳、硫酸銅，其質量比例為30 : 35 : 6 : 6 : 20)。(3)復合菌種的制備將枯草芽孢桿菌、浸麻類芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌、放線菌組成，其質量比為30 25 15 35 15 25。(4)堆肥發酵將復合菌種按2%的比例接入基質中，按寬2m、高O. 8m進行堆肥發酵，維持溫度在45-65°C之間、濕度在50-75%之間、pH在6. 0-9. O之間；每隔1_2天翻堆、取樣測定，腐熟后停止發酵。 (5)造粒采用擠壓造粒的方法進行造粒，粒徑在O. 2cm。實施例2:(I)機械草漿生產回用水絮凝污泥制備采用秸桿機械法清潔制漿技術制備機械草漿過程中生產用水中的懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質經過聚合氯化鋁(200mg/L)、聚丙烯酰胺(5mg/L)、硅藻土(4g/L)處理形成絮凝污泥，絮凝污泥脫水后作為制備生物有機肥料基質。(2)基質的配制以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，添加30%腐植酸、O. 2%微量元素(含有硼砂、氯化鋅、鑰酸銨、硫酸錳、硫酸銅，其質量比例為50 : 25 : 14 : 6 : 20)。(3)復合菌種的制備將枯草芽孢桿菌、浸麻類芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌、放線菌組成，其質量比為50 15 25 25 25 15。(4)堆肥發酵將復合菌種按15%的比例接入基質中，按寬2m、高O. 8m進行堆肥發酵，維持溫度在45-65°C之間、濕度在50-75%之間、pH在6. 0-9. O之間；每隔1_2天翻堆、取樣測定，腐熟后停止發酵。(5)造粒采用擠壓造粒的方法進行造粒，粒徑在O. 4cm。實施例3 (I)機械草漿生產回用水絮凝污泥制備采用秸桿機械法清潔制漿技術制備機械草漿過程中生產用水中的懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質經過聚合氯化鋁(100mg/L)、聚丙烯酰胺(20mg/L)、硅藻土(2g/L)處理形成絮凝污泥，絮凝污泥脫水后作為制備生物有機肥料基質。(4)基質的配制以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，添加20%腐植酸、O. 5%微量元素(含有硼砂、氯化鋅、鑰酸銨、硫酸錳、硫酸銅，其質量比例為40 30 10 10 15)。(3)復合菌種的制備將枯草芽孢桿菌、浸麻類芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌、膠質芽孢桿菌、放線菌組成，其質量比為40 20 20 30 20 20。(4)堆肥發酵將復合菌種按8%的比例接入基質中，按寬2m、高O. 8m進行堆肥發酵，維持溫度在45-65°C之間、濕度在50-75%之間、pH在6. 0-9. O之間；每隔1_2天翻堆、取樣測定，腐熟后停止發酵。
(5)造粒采用擠壓造粒的方法進行造粒，粒徑在O. 3cm。
權利要求
1.一種利用機械草漿生產回用水絮凝污泥制備生物有機肥料的方法其特征在于以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，通過添加腐植酸、糖蜜及微量元素調節營養比例，接入微生物復合菌種進行堆肥發酵，并通過造粒制成顆粒生物有機肥料。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述機械草漿生產回用水絮凝污泥的制備采用秸桿機械法清潔制漿技術制備機械草漿過程中生產用水中的懸浮物、溶解性膠體物質和部分溶解性物質經過聚合氯化鋁(50-200mg/L)、聚丙烯酰胺(5_40mg/L)、硅藻土(O. 5-4g/L)處理形成絮凝污泥，絮凝污泥脫水后作為制備生物有機肥料基質。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，添加10-30%腐植酸、O. 2-1%微量元素(含有硼砂、氯化鋅、鑰酸銨、硫酸錳、硫酸銅，其質量比例為 30-50 25-35 6-14 6-14 8-20)
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于所述復合菌種的由枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、浸麻類芽抱桿菌(Bacillus macerans)、巨大芽抱桿菌(Bacillus megaterium)、臘狀芽抱桿菌(Bacillus cereus)、膠質芽抱桿菌(Bacillusmucilaginosus)、放線菌(Actinomyces sp.)組成,其質量比為30-50 : 15-25 : 15-25 : 25-35 15-25 15-25 ；
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于接入2-15%的復合菌種、堆肥溫度在45-65°C之間、濕度在50-75%之間、pH在6. 0-9. O之間。
(5)造粒采用擠壓造粒的方法進行造粒，粒徑O. 2-0. 4cm。
全文摘要
本發明涉及一種利用機械草漿生產回用水絮凝污泥制備生物有機肥料的方法，以機械草漿生產回用水絮凝污泥為主要原料，通過添加腐植酸、微量元素調節營養比例，接入微生物復合菌種進行堆肥發酵，并通過造粒制成顆粒生物有機肥料。本發明所生產的生物有機肥料含有大量的有機質和有益微生物，可提高農作物對氮、磷、鉀的利用率，促進農作物的生長、提高產量，并能夠改善土壤生態環境，有利于農業的可持續發展。本發明利用機械制漿過程所形成的污泥制備生物有機肥料，其生產工藝簡單、成本低，不僅能夠解決固體廢棄物的排放問題，還可提供生物有機肥料獲得經濟效益。
文檔編號C05G1/00GK102838392SQ20111025718
公開日2012年12月26日 申請日期2011年9月2日 優先權日2011年9月2日
發明者蘇河山, 張鵬, 謝志琪, 唐怡聰, 陳毅明 申請人:北京創源基業自動化控制技術研究所