申请日2011.05.20
公开(公告)日2011.11.30
IPC分类号C05F7/00; C05F17/00
摘要
本发明公开了一种利用污泥的快速发酵生产高效生物有机肥的方法，包括制备培养基、发酵、粉碎、成球、烘干、冷却等步骤，该方法所用原料来源广泛，工艺设备简单，成本低廉，操作方便，发酵时间短，发酵后的污泥可用于生产有机肥料，解决现有技术存在环境二次污染、浪费大量有机肥资源的技术问题。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，其特征是，步骤如下：
1)、在常温下将污泥与辅料按0.5-2∶0.3-2.5的重量比配备发酵培养基;
2)、再加入占发酵培养基0.3-0.8%重量百分比的发酵菌种，充分搅拌形成高温堆肥料，保持相对湿度在60-80%;
3)、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行条式高温堆肥，控制温度在35-75℃，持续发酵5-7天，含水量控制在35%-45%，制成有机肥初料;
4)、去除有机肥初料中未腐熟成粉末状的堆料，并将腐熟好的有机肥初料放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定7-15天，发酵完毕，进入成球造粒工序;
5)、将发酵完毕的有机肥初料经粉碎、成球、烘干、冷却，过40-80目筛，得到生物有机肥并计量包装。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤1)中所述辅料包括调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为12.5-38:14.5-35:1.5-6.5(优选比例为13-38:15-35:1.5-6.5，更优选的为12.5:14.5:4.5)。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述调理剂为锯沫、秸秆、树叶、粪便中一种或多种。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述膨胀剂为木屑、短节秸秆、花生壳、粉煤灰中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述重金属钝化剂为粉煤灰、过磷酸钙、含钙镁钢渣粉中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤1) 控制发酵培养基C/N比达到20：1-35：1的水平，水分含量为40～65wt%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤1)的污泥为城市污水处理厂剩余污泥，水含量为70%-80%。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤2)的发酵菌种为酵菌素粉剂。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤5)烘干温度为70℃-80℃，每次烘干20-30分钟，冷却温度为20-25℃。
说明书 [支持框选翻译]
一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法
技术领域
本发明涉及一种用于污水处理厂剩余污泥处理处置的方法，特别是涉及利用剩余污泥高温快速发酵生产高效生物有机肥的方法。
背景技术
随着我国城市污水处理厂的普及和运行，城市污水处理厂污泥产量快速增加，大量污泥的处理处置问题已成为我国城市发展过程中亟待解决的重大环境问题。
目前，国外污泥理处置技术主要包括以土地利用的微生物处理法、焚烧及填埋等方式。其中，日本一直是坚持污泥焚烧处理处置方式的典型代表国家，日本68%-70%的湿污泥都是通过干化、焚烧的处置方法达到最大的减量化，焚烧后的渣作为建材资源再利用。但是，近几年，由于能源价格的飙升、全球气候变暖等因素，日本污泥处理处置的技术路线发生了很大的变化，目前将土地利用的微生物处理法作为重点和突破点。而美国、欧盟成员国在污泥处置的思路上，以最终土地利用资源化为主。
国内外污泥无害化的处置总趋势是，污泥填埋被进一步被禁止，污泥焚烧越来越少，以土地利用的微生物处理法为目的的处理技术应用是最终主要手段。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是公开一种污泥的快速发酵生产高效生物有机肥的方法，该方法所用原料来源广泛，工艺设备简单，成本低廉，操作方便，发酵时间短，发酵后的污泥可用于生产有机肥料，解决现有技术存在环境二次污染、浪费大量有机肥资源的技术问题。
本发明所采用的技术方案如下，一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，步骤如下：
1)、在常温下将污泥与辅料按0.5-2∶0.3-2.5(优选1:1)的重量比配备发酵培养基;
2)、再加入占发酵培养基0.3-0.8%(优选0.5%)重量百分比的发酵菌种，充分搅拌形成高温堆肥料，保持相对湿度在60-80%(优选70%);
3)、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行条式高温堆肥，控制温度在35-75℃(优选50℃)，持续发酵5-7天(优选6天)，含水量控制在35%-45%(优选40%)，制成有机肥初料;
4)、去除有机肥初料中未腐熟成粉末状的堆料，并将腐熟好的有机肥初料放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定7-15天(优选10天)，发酵完毕，进入成球造粒工序;
5)、将发酵完毕的有机肥初料经粉碎、成球、烘干、冷却，过40-80(优选60目筛)目筛，得到生物有机肥并计量包装。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤1)中所述辅料包括调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂。
前面所述的方法，优选的方案是，调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为12.5-38: 14.5-35:1.5-6.5(优选比例为13-38:15-35:1.5-6.5，更优选的为12.5:14.5:4.5)。
前面所述的方法，优选的方案是，所述调理剂为锯沫、秸秆、树叶、粪便中一种或多种。
前面所述的方法，优选的方案是，所述膨胀剂为木屑、短节秸秆、花生壳、粉煤灰中的一种或多种。
前面所述的方法，优选的方案是，所述重金属钝化剂为粉煤灰、过磷酸钙、含钙镁钢渣粉中的一种或多种。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤1) 控制发酵培养基C/N比达到20：1-35：1的水平，水分含量为40～65wt%。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤1)的污泥为城市污水处理厂剩余污泥，水含量为70%-80%。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤2)的发酵菌种为酵菌素粉剂。
前面所述的方法，优选的方案是，步骤5)烘干温度为70℃-80℃，每次烘干20-30分钟，冷却温度为20-25℃。
本发明利用污泥高温快速发酵生产的高效生物有机肥是一种适合于农业上使用的高效生物有机肥，符合国家农业部NY848—2004生物有机肥的标准。该高效生物有机肥对土地增肥的效力强，具有固氮解磷解钾、改良土壤，抗旱保水松土的功能，本发明方法具有占地面积小、投资小、运行费用低等特点。
本发明采用的辅料包括调理剂(如锯沫、秸秆、树叶、粪便等)和膨胀剂(如木屑、短节秸秆、花生壳、粉煤灰等)以及重金属钝化剂(如粉煤灰、过磷酸钙，含钙镁钢渣粉等)，原料来源广泛，成本较低，可实现资源再利用。
本发明采用细菌成活率较高的固态菌剂，不会增加堆肥原料的含水率，亦不会带来二次污染。
本发明整个工艺设备简单，操作方便，发酵时间短，成本低廉，产物符合土地利用的相关要求。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例中所用辅料包括调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂，调理剂为锯沫、秸秆、树叶、粪便中一种或多种，此类调理剂属于农业废弃物。膨胀剂为木屑、短节秸秆、花生壳、粉煤灰中的一种或多种，此类膨胀剂属于工农业废弃物。重金属钝化剂为粉煤灰、过磷酸钙、含钙镁钢渣粉中的一种或多种，此类重金属钝化剂属于工业废弃物，或者为市场常见的商品肥料。
实施例中所用发酵菌种为酵菌素粉剂，其总有效活菌数1288万个/克，购自山东潍坊真农酵素菌有限公司。
实施例1：一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，步骤如下：
1)、在常温下将含水量70%的城市污水处理厂污泥与辅料按1∶1的重量比配备发酵培养基;使发酵堆C/N比达到20：1的水平(先分析测定发酵堆体全C、全N含量，然后通过添加红糖等可溶性碳源和尿素等可溶性氮源来调控发酵堆体的C/N比，以满足微生物正常生长繁殖所需营养)，水分含量为40wt%，调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为12.5:14.5:4.5。
2)、再加入0.3%重量百分比的发酵菌种制剂充分搅拌形成高温堆肥料，保持相对湿度在60%。
3)、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行条式高温堆肥，在高温堆肥过程中通过鼓风机调控高温堆肥料内部温度，每天机械翻堆一次，控制温度在35℃左右进行有机物快速发酵，持续发酵5天，含水量控制在35%，制成有机肥初料，呈现白色或灰白色粉状物，无臭味;
4)、将有机肥料初品进行筛选，去除未腐熟成粉末状的堆料，并将腐熟好的有机肥初料放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定7天，发酵完毕，进入成球造粒工序;
5)、将发酵完毕的污泥经粉碎、成球、烘干、冷却、过60目筛、计量包装和最后形成高效生物有机肥产品。要求：烘干温度为70℃左右，每次烘干20分钟，冷却温度为常温25℃。
实施例2：一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，步骤如下：
1)、在常温下将污泥与辅料按0.5∶2.5的重量比配备发酵培养基;控制发酵培养基C/N比达到35：1的水平，水分含量为65wt%。与实施例1所不同的是调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为15.5:18.5:3.8。
2)、再加入占发酵培养基0.8%重量百分比的发酵菌种，充分搅拌形成高温堆肥料，保持相对湿度在80%;
3)、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行条式高温堆肥，控制温度在75℃，持续发酵7天，含水量控制在45%，制成有机肥初料;
4)、去除有机肥初料中未腐熟成粉末状的堆料，并将腐熟好的有机肥初料放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定15天，发酵完毕，进入成球造粒工序;
5)、将发酵完毕的有机肥初料经粉碎、成球、烘干、冷却，过80目筛，得到生物有机肥并计量包装。烘干温度为80℃，每次烘干30分钟，冷却温度为25℃。
实施例3：一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，步骤如下：
1)、将污泥与辅料按2∶0.3的重量比配备发酵培养基;控制发酵培养基C/N比达到30：1的水平，水分含量为60wt%。与实施例1所不同的是，调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为18.5:20.5:2.8。
2)、再加入占发酵培养基0.5%重量百分比的发酵菌种，充分搅拌形成高温堆肥料，保持相对湿度在70%;
3)、将高温堆肥料放入通风、避雨的环境下进行条式高温堆肥，控制温度在50℃，持续发酵6天，含水量控制在40%，制成有机肥初料;
4)、去除有机肥初料中未腐熟成粉末状的堆料，并将腐熟好的有机肥初料放入阴凉通风干燥的环境中，在常温下稳定10天，发酵完毕，进入成球造粒工序;
5)、将发酵完毕的有机肥初料经粉碎、成球、烘干、冷却，过40目筛，得到生物有机肥并计量包装。烘干温度为75℃，每次烘干25分钟，冷却温度为23℃。
实施例4：一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，与前面实施例所不同的是调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为12.5:14.5:1.5。
实施例5：一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，与前面实施例所不同的是调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为38:35: 6.5。
实施例6：一种处理污泥发酵生产生物有机肥的方法，与前面实施例所不同的是调理剂、膨胀剂以及重金属钝化剂的用量重量比例为13:35:6.5。
