三步法處理城市生活污泥生產生物有機復混肥料的制作方法
【專利摘要】本發明涉及城市生活污泥資源化利用【技術領域】，特指利用化學脫水、鈍化-生物發酵、生防-物理烘干造粒三步聯用處理技術將城市生活污泥轉化為生物有機復混肥料。首先將污泥脫水劑和重金屬鈍化劑與污泥充分混勻后做靜止處理，然后把處理好的污泥與蘑菇渣混合加入復合微生物菌劑進行深層好氧發酵，最后將達到腐熟要求的物料經粉碎和篩分后加入無機肥料進行烘干造粒并將生防菌劑附在外層進行包膜處理。該技術深度降解污泥中難分解的絮凝劑-聚丙烯酰胺，有效利用聚丙烯酰胺中N源，將大分子聚合物分解成小分子有機物，進而利用小分子有機物為C源對其進行徹底降解。生產的生物有機復混肥料具有改良土壤，生物防治和養分充足等優點。
【專利說明】三步法處理城市生活污泥生產生物有機復混肥料
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三步法處理城市生活污泥生產生物有機復混肥料，具體涉及采用化學-生物-物理綜合處理技術進行城市生活污泥的處理及其生產生物有機復混肥料，屬于城市生活污泥處理領域。
【背景技術】
[0002]城市生活污泥是城市生活污水在進行凈化處理過程中產生的沉淀物質，是一類危害性極大的固體廢棄物。特別是城市生活污泥的保水劑聚丙烯酰胺的應用范圍和規模正呈現快速增長趨勢，其在環境中的累積、遷移、轉化帶來的毒性亦顯露出來，如果不加以徹底處理與控制，將會對環境造成嚴重的二次污染。如何安全、經濟地處理處置城市污泥已成為世界共同面臨的環境難題。
[0003]目前，我國大部分城市生活污泥的處理方式大多是采用焚燒、填埋等方法，也有少數企業采用好氧發酵堆肥的方式處理，這些方法不僅占用了大量土地資源，而且嚴重破壞生態環境，特別是污泥中的污水侵入地下水，造成局部地下水資源難以復原的永久性危害。國外對于城市污泥的處理早于我國數十年，在長期實踐中建立了污泥處理處置的方法，如脫除污泥中重金屬所用的電動修復法、化學淋濾法、生物淋濾法等方法。然而，由于我國國情與國外發達國家不同，尤其是我國目前面臨的能源緊缺問題，國外的污泥處理處置方法難以在我國實施。
[0004]因此，開辟一條符合我國國情的污泥無害化、減量化、資源化處理的新途徑是本發明的目的所在。
【發明內容】
[0005]針對以上我國處理城市生活污泥方式中存在的問題，本發明提供一種低能耗、無害化、減量化、資源化的處理方法，可使城市生活污泥完全降解并充分加以利用，即提供一種將城市生活污泥降解后生產成生物有機復混肥料的新方法。其所生產的肥料具有生物防治，改良土壤和養分充足等優點。
[0006]本發明是這樣實現的:三步法處理城市生活污泥生產生物有機復混肥料，該方法的步驟如下:
[0007](1)將城市生活污泥中放入污泥脫水劑和重金屬鈍化劑混勻靜止待用；
[0008](2)將經化學試劑處理好的污泥與蘑菇渣混合并添加復合菌劑進行深層好氧發酵；
[0009](3)將發酵腐熟的物料經粉碎和篩分后添加無機肥料進行烘干造粒并添加生防菌劑包膜處理。
[0010]所述方法的步驟(1)中所述添加的污泥脫水劑量為污泥重量的1.5% KNH2(按污泥含水量為95%計算)，重金屬鈍化劑添加量為污泥重量的2% Ca3 (Ρ04)2.2H20，兩者與污泥混勻后靜止24小時，達到降低污泥粘度，使部分聚丙烯酰胺失效，水分子脫離開來；
[0011]所述方法的步驟(2)中所述蘑菇渣與污泥適量混合使濕度達到50-65%，之后，力口A 0.5%o (Sulfate-Reducing Bacteria)和 0.5%。枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)的復合菌劑進行深層好氧發酵(活菌數2.0億/g以上)，每天對物料進行一次翻堆通風處理，使物料發酵溫度保持在55-70°C之間三天以上，可以殺死發酵物料中的大腸桿菌和蛔蟲卵，同時降解污泥中的聚丙烯酰胺，改善物料的理化性質，完成污泥的無害化處理，當發酵物料的含水量低于30%時即為發酵達到腐熟程度。
[0012]所述方法的步驟(3)中所述將達到腐熟要求的物料與按實際需求養分添加無機肥料(大量N、P、K)烘干造粒，顆粒要求小于2mm，薄膜特征其組分及重量比如下:聚乙烯醇(PVA) 10-20份，直鏈淀粉3-10份，聚丙烯酰胺1-5份，滑石粉或硅藻土或活性炭5_10份，氫醌0.08-0.8份，硫酸鋅0.5-1份，蒸餾水53.2-80.42份；所述的有益生物菌種均可通過正常銷售渠道購買得到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0014]參照圖1，對本發明作進一步說明。
[0015]本發明三步法處理城市生活污泥生產生物有機復混肥料，其具體實施步驟如下:
[0016](1)在城市生活污泥中加入1.5%污泥脫水劑KNH2，使污泥中絮凝劑聚丙烯酰胺遇強堿脫水。
[0017](2)在脫水過程的污泥中加入2%重金屬鈍化劑Ca3(P04).2H20,使脫水后的污泥重金屬固定化。
[0018](3)完成(1)和(2)的基礎上，將等體積的蘑菇渣與污泥混勻，將污泥的含水量降低至50-65%,利于加入的好氧發酵微生物菌劑0.5%。硫酸鹽還原菌(Sulfate-ReducingBacteria)和0.5%。枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis),硫酸鹽還原菌作用是降解污泥中的聚丙烯酰胺物質，枯草芽孢桿菌的作用是促使發酵進程加快。
[0019](4)發酵溫度上升至55-70°C之間達到三天以上，是為了殺滅發酵物料中的大腸桿菌和蛔蟲卵等有害物，深層好氧發酵翻堆頻率為每天一次，以確保為好氧微生物的生長創造有利條件，當發酵物料的含水量低于30%時即為發酵達到腐熟程度。
[0020](，5)把發酵腐熟的物料進行粉碎和篩分，然后與無機肥料混合后烘干造粒，其中每噸物料中無機肥料添加量為尿素50kg、磷酸二銨100kg、硫酸鉀100kg，上述的無機養分添加是為了保證植物生長的N、P、K需求。
[0021](6)在顆粒表層添加生防菌劑并進行包膜處理，薄膜特征其組分及重量比如下:聚乙烯醇(PVA) 10-20份，直鏈淀粉3-10份，聚丙烯酰胺1-5份，滑石粉或硅藻土或活性炭5-10份，氫醌0.08-0.8份，硫酸鋅0.5-1份，蒸餾水53.2-80.42份。烘干溫度為120。。，烘干時間為90min,生防菌劑添加量要求含1.0億/g以上活菌-球孢白僵菌(Beauveriabassiana)，起到廣譜抗病的作用。
[0022]本發明實施例1制得的殺菌肥料防治水稻紋枯病、黃瓜霜霉病、梨黑心病田間藥效試驗:
[0023]每個試驗共設3個處理，4次重復，每個小區面積10m2，按照完全隨機設計進行試驗設計，其中A:清水空白對照；B:復方多菌靈800倍稀釋液陽性對照；C:本發明所述植物源農藥300倍稀釋液。施用藥4次，間隔期7d。
[0024]調查內容及數據處理:每小區隨機選擇30樣本，在施用藥前和第4次灌藥后7d調查，記錄病株數。收獲時進行產量調查，每小區單收、單獨稱量。
[0025]發病率(％ )=(病株數/調查總株數)X 100。
[0026]防治效果(％)=[(對照區發病率-處理區發病率)/對照區發病率]X 100。
[0027]試驗結果表明，本發明所述農藥防治水稻紋枯病、黃瓜霜霉病、梨黑心病與清水空白對照之間均差異極顯著；防治效果平均達到78.8%，對防治水稻紋枯病有明顯效果，到達86.2%。三步法處理城市生活污泥所生產的生物有機復混肥料具有生物防治、改良土壤，增收等多重功效。
【權利要求】
1.三步法處理城市生活污泥生產生物有機復混肥料，其特征在于:該方法由以下步驟組成為:(I)在城市生活污泥中均勻添加污泥脫水劑和重金屬鈍化劑進行脫水和鈍化處理；(2)把經過處理后的污泥與蘑菇渣混合并添加復合微生物菌劑進行深層好氧發酵；(3)在發酵腐熟的物料中添加無機肥料進行烘干造粒后，在顆粒表層添加生防菌劑并進行包膜處理。
2.根據權利要求1所述，其特征在于:步驟(I)所述的污泥脫水劑添加量為污泥重量的1.5 %，重金屬鈍化劑添加量為污泥重量的2%，靜止24小時；所述的污泥脫水劑成分為KNH2，重金屬鈍化劑的成分為Ca3(PO4)2.2H20。
3.根據權利要求1所述，其特征在于:步驟(2)所述的蘑菇渣與污泥混合后使發酵初始濕度為50-65%，復合微生物菌劑(活菌數2.0億/g以上)添加量為污泥重量的1%。，發酵溫度初始為0°C以上，發酵溫度在55-70°C之間達到三天以上，以殺滅發酵物料中的大腸桿菌和蛔蟲卵等有害物；深層好氧發酵翻堆頻率為每天一次，以確保為好氧微生物的生長創造有利條件，當發酵物料的含水量低于30%時即為發酵達到腐熟程度。
4.根據權利要求1所述，其特征是:如步驟(2)所述的1%。復合菌劑采用0.5%。硫酸鹽還原菌(Sulfate-Reducing Bacteria)和 0.5%。枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis),硫酸鹽還原菌作用是降解污泥中的聚丙烯酰胺物質，枯草芽孢桿菌的作用是促使發酵進程加快，活菌數為2.0億/g以上可以加快反應的進程。
5.根據權利要求1所述，其特征是:如步驟(3)所述，將達到腐熟要求的物料與按實際需求養分添加無機肥料(大量N、P、K)烘干造粒，顆粒要求小于2_，薄膜特征其組分及重量比如下:聚乙烯醇(PVA) 10-20份，直鏈淀粉3-10份，聚丙烯酰胺1-5份，滑石粉或硅藻土或活性炭5-10份，氫醌0.08-0.8份，硫酸鋅0.5-1份，蒸餾水53.2-80.42份；其中，每噸物料中無機肥料添加量為尿素50kg、磷酸二銨100kg、硫酸鉀10kg ;烘干溫度為120°C，烘干時間為90min ;生防菌劑添加量要求含1.0億/g以上活菌-球孢白僵菌(Beauveriabassiana)。
【文檔編號】C05G3/00GK104291925SQ201310318003
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】王亮, 劉寶祥 申請人:北京東祥環境科技有限公司