申请日2016.03.10
公开(公告)日2016.05.11
IPC分类号C05G3/04
摘要
本发明提供以城镇污水厂污泥制备的土地改良用营养土及其制备方法。该土地改良用营养土的原料按照质量份包含40～60份污泥、40～60份泥土、30～50份工业废弃物和0.08～0.2份微生物菌剂。本发明的土地改良用营养土，将污泥和糖厂滤泥进行复配，同时加入工业废弃物，显著提高了有机质含量，保证了较好的土壤。同时，将工业废弃物应用在土地改良用营养土中，使得固体废弃物得以再利用，避免了处理固体废弃物对耗时耗力耗钱，解决了三废的问题。
权利要求书
1.一种以城镇污水厂污泥制备的土地改良用营养土，其特征在于，其原料按照质量份包含40～60份污泥、40～60份泥土、30～50份工业废弃物和0.08～0.2份微生物菌剂。
2.根据权利要求1所述的土地改良用营养土，其特征在于，所述污泥为城镇污水厂污泥;
优选地，所述泥土为黄泥或滤泥;
优选地，所述工业废弃物为木薯渣、糠醛渣、油粕、粉煤灰、食用菌渣中的一种或至少两种。
3.根据权利要求1所述的土地改良用营养土，其特征在于，按照质量份所述工业废弃物包含5～10份木薯渣、5～8份糠醛渣、10～15份油粕、2～5份粉煤灰和8～12份食用菌渣。
4.根据权利要求3所述的土地改良用营养土，其特征在于，所述油粕为大豆粕、花生粕、菜籽粕、油牡丹粕中的一种或至少两种。
5.根据权利要求1所述的土地改良用营养土，其特征在于，按照质量份所述油粕包含8～12份油牡丹粕和2～3份花生粕。
6.根据权利要求5所述的土地改良用营养土，其特征在于，所述污泥的含水量为75～85wt%。
7.根据权利要求1所述的土地改良用营养土，其特征在于，所述微生物菌剂的菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌和青霉菌。
8.根据权利要求1所述的土地改良用营养土，其特征在于，所述微生物菌剂的有效活菌数浓度为不小于0.50亿个/克。
9.如权利要求1所述的土地改良用营养土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将各原料混合;以及
将所述混合后的原料进行发酵。
10.根据权利要求8所述的土地改良用营养土，其特征在于，所述发酵的温度为45～60℃，发酵的时间为3～7天。
说明书
以城镇污水厂污泥制备的土地改良用营养土及其制备方法
技术领域
本发明涉及土壤改良剂技术领域，具体而言，涉及以城镇污水厂污泥制备的土地改良用营养土及其制备方法。
背景技术
为了改善我国水资源污染严重的现状，从“九五”期间我国城市污水治理问题得到充分重视，城市污水处理工程项目发展很快。近年来，随着城市污水处理能力的快速提高，污泥量也同步大幅增加，由于污泥成分极其复杂，每天污泥持续不停的产出无法及时消化，大量未经处理的污泥任意堆放，容易对环境造成新的二次污染，因此污泥的资源化利用是当前城市污染治理函待解决的问题。
城市污水处理厂产生的污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥产生量约占污水处理量的0.7，污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、微量重金属等成分。大量未经处理的污泥任意堆放，会对环境造成新的二次污染。
目前，城市污泥的处理处置方法主要有焚烧、填埋、土地利用和堆肥等多种形式。焚烧法的技术与设备复杂，能耗大，投资高，并伴有大气污染问题;填埋法受到用地的限制，而且还时刻威胁和污染周围环境和地下水。土地利用存在臭气、重金属和病原体污染等环节问题。
如何将产量巨大、含水率高、成分复杂的污泥进行妥善安全处理，使其无害化处理和资源化利用，不仅成为了社会人们和环保界关注的重大课题，而且成为污泥处理处置工作走向科学合理、节能降耗、因地制宜、全局统筹的发展方向以及为实现无害化、减量化、资源化的目标打下基础。
现有技术中，对污泥的处理多以制备有机肥，制成营养土的较少。。
发明内容
有鉴于此，本发明一方面提供一种土地改良效果较好的以城镇污水厂污泥制备的土地改良用营养土。
一种以城镇污水厂污泥制备的土地改良用营养土，其原料按照质量份包含40～60份污泥、40～60份泥土、30～50份工业废弃物和0.08～0.2份微生物菌剂。
进一步地，所述污泥为城镇污水厂污泥;
优选地，所述泥土为黄泥或滤泥;
所述工业废弃物为木薯渣、糠醛渣、油粕、粉煤灰、食用菌渣中的一种或至少两种。
进一步地，按照质量份所述工业废弃物包含5～10份木薯渣、5～8份糠醛渣、10～15份油粕、2～5份粉煤灰和8～12份食用菌渣。
进一步地，所述油粕为大豆粕、花生粕、菜籽粕、油牡丹粕中的一种或至少两种。
进一步地，按照质量份所述油粕包含8～12份油牡丹粕和2～3份花生粕。
进一步地，所述污泥的含水量为75～85wt%。
进一步地，所述微生物菌剂的菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌和青霉菌。
进一步地，所述微生物菌剂的有效活菌数浓度为不小于0.50亿个/克。
本发明另一方面提供一种土地改良用营养土的制备方法，由该制备方法获得的土地改良用营养土具有较好的土壤改良效果。
一种如上述的土地改良用营养土的制备方法，包括以下步骤：
将各原料混合;以及
将所述混合后的原料进行发酵。
其中，所述发酵的温度为45～60℃，发酵的时间为3～7天。
本发明的土地改良用营养土，将污泥和泥土进行复配，同时加入工业废弃物，显著提高了有机质含量，保证了较好的土壤。同时，将工业废弃物应用在土地改良用营养土中，使得固体废弃物得以再利用，避免了处理固体废弃物对耗时耗力耗钱，解决了三废的问题。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面合实施例来进一步说明本发明的技术方案。
本发明中的土地改良用营养土，其原料按照质量份必需地包含40～60份污泥、40～60份泥土、30～50份工业废弃物和0.08～0.2份微生物菌剂。例如，污泥可以为40份、42份、45份、50份、55 份、58份或60份;泥土的质量份数可为40份、42份、45份、50份、55份、58份或60份;工业废弃物的质量份可为30份、32份、35份、40份、45份、48份或50份;微生物菌剂的质量份可为0.08份、0.09份、0.1份、0.15份、0.18份或0.20份。
上述污泥的具体形式可为城市污水处理厂的污泥、江河胡泊的污泥等，优选城市污水处理厂的污泥。此处城市污水处理厂产生的污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥产生量约占污水处理量的0.7，污泥的成分非常复杂，除含有大量的水分外，还含有大量的有机质、难降解的有机物、多种微量元素、病原微生物和寄生虫卵、微量重金属等成分。大量未经处理的污泥任意堆放，会对环境造成新的二次污染。通常地，城市污泥的处理处置方法主要有焚烧、填埋、土地利用和堆肥等多种形式。焚烧法的技术与设备复杂，能耗大，投资高，并伴有大气污染问题;填埋法受到用地的限制，而且还时刻威胁和污染周围环境和地下水。土地利用存在臭气、重金属和病原体污染等环境问题。本发明中将养分较为丰富的污泥应用在土地改良用营养土，不仅赋予壤改良用营养土以丰富的养分，而且还解决了污泥对环境所造成的污染，使得污泥成为一种再生利用的资源。
污泥的含水量可为75～85wt%，例如75wt%、76wt%、78wt%、80wt%、83wt%、84wt%或85wt%，此处可以理解的是含水量指水占污泥总质量的质量百分比。当含水量超过此范围时，会增大发酵的难度。
上述泥土可为黄泥或滤泥等形式，优选为滤泥，特别优选为糖厂滤泥。此处，糖厂滤泥指糖厂滤泥是糖厂大量副产品中的一种。糖厂滤泥亚硫酸法的氮磷钾特别多，发酵后可以直接用做肥料，但 碳酸法的只是碱性高的泥，是个难处理的污染物。糖厂在榨糖过程中除生产白砂糖和赤砂糖等主产品外还有蔗渣、废糖蜜、滤泥和地脚料滤泥，因为滤泥含水量高和不易通气等特性很难自然干燥，非常容易被杂菌污染，而污染了的滤泥进入上壤中更影啊作物生长滤泥的随意堆放、倾倒和填埋日晒雨淋不仅占用土地资源还污染空气更污染地下水源使滤泥成为“放没地方放用又没法用”的废物。不少糖厂每年为此付出不菲的滤泥运输费和土地占用费，滤泥成为糖厂和环保部门急需解决的环保难题。滤泥的主要成分是碎纤维、脂肪质、蛋白质、矿物质及少量糖份并含有氮磷钾等多种可作为作物吸收的营养成份，对其进行活化处理使其中的有机物质进一步重组腐殖化就成为高效、安全、优质的新型生物肥料并符合有机、绿色农业生产需要。本发明中加入糖厂滤泥，可避免单独使用污泥所造成的有机质含量不足。
上述工业废弃物指指在工业生产活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态、液态和置于容器中的气态的物品、物质。这里的工业废弃物主要指工业固定废弃物。可列举出工业废弃物的具体实例有木薯渣、糠醛渣、花生粕、粉煤灰、食用菌渣等一种或任意组合。较好地，上述工业废弃物包含5～10份木薯渣、5～8份糠醛渣、10～15份油粕、2～5份粉煤灰和8～12份食用菌渣，例如木薯渣的质量份可为5份、5.5份、6份、8份、9份、9.5份、9.8份或10份;糠醛渣的质量份可为5份、5.5份、6份、7份、7.6份、7.8份、7.9份或8份等;油粕的质量份10份、11份、12份、14份、14.5份或15份等;粉煤灰的质量份可为2份、2.2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、4.8份或5份等;食用菌渣的质量份为8份、8.2份、8.5份、9份、10 份、11份、11.5份、11.8份或12份等。当然，工业废弃物除了上上述外，还可包含本领域通用的凹凸棒等。
上述木薯渣系木薯提取淀粉后的副产物。木薯渣主要含有粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分、此外含有丰富的矿质元素，具体为8.45mg/kgCa、0.048mg/kgP、24.02mg/kgCu、47.30mg/kgZn和66.20mg/kgMn;还含有0.043%组氨酸、0.408%苏氨酸、0.147%精氨酸、0.052%酪氨酸、0.030%蛋氨酸、0.133%缬氨酸、0.133%异亮氨酸、0.144%亮氨酸、0.096%基丙氨酸和0.132%赖氨酸。
上述糠醛渣是生物质类物质如玉米芯、玉米秆、稻壳、棉籽壳以及农副产品加工下脚料中的聚戊糖成分水解生产糠醛(呋喃甲醛)产生的生物质类废弃物。糠醛渣作为生物质水解过程中产生的废弃物，其盐分含量高、呈酸性，此外含有大量的纤维素、半纤维素、木质素等，还含有一定量的N、P、K、Zn、Mg、Fe等植物必需营养元素，还含有腐植酸约26%。
上述粉煤灰系从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、Mg、K2O、Na2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页;氧化铁主要来自黄铁矿;氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。粉煤灰的元素组成(质量分数)为：O47.83%，Si11.48%～31.14%，Al6.40%～22.91%，Fe1.90%～18.51%，Ca0.30%～25.10%，K0.22%～3.10%，Mg0.05%～1.92%，Ti0.40%～1.80%，S0.03%～4.75%，Na0.05%～1.40%，P0.00%～0.90%，Cl0.00%～0.12%，其他0.50%～29.12%。
上述食用菌渣食用菌废料又被称作菌糠、下脚料，是栽培食用菌后的培养料。菌渣中含有糖类、有机酸、酶和生物活性物质，含有丰富的蛋白质及其他营养成分。作为食用菌废渣的具体实例有培育过平菇的棉籽壳菌渣、稻草菌渣、木屑菌渣、玉米菌渣等。
上述油粕系(简称为粕)为榨油的副产品，其为榨油所剩下的废渣。经研究表明，每千克干物质粕中消化能均在3000千卡以上，粗蛋白质含量在40%以上。其中畜禽所必需的赖氨酸含量达2.5%～3%，比玉米高10倍。可列举出油粕的具体实例有大豆粕、花生粕、菜籽粕、油牡丹粕。此处大豆粕含有45%～52%蛋白质、10%～15%低聚糖、20%～25%多糖和纤维素。花生粕系从花生仁经压榨提炼油料后的产品，花生粕主要含有粗蛋白质、粗纤维、粗灰分，其粗蛋白质含量接近大豆粕，高达48%以上，精氨酸含量高达5.2%，是所有动、植物饲料中最高的。赖氨酸含量只有大豆饼粕的50%左右。菜籽粕菜籽粕的粗蛋白含量36%左右，氨基酸组成较平衡，含硫氨基酸含量高，蛋氨酸、赖氨酸含量也较高，但低于豆粕，且精氨酸含量低。菜籽粕的碳水化合物多是不易消化的戊糖，含有8%戊聚糖，粗纤维含量10～12%，因此可利用能量水平低，低于豆粕和花生粕的能量，但高于棉粕。菜籽粕的烟酸和胆碱含量高，胡萝卜素、维生素D等含量低;矿物质中钙、磷、硒、锰含量高，但磷含量的60-70%属植酸磷，利用率低。油牡丹粕系油牡丹榨油的副产品，油牡丹粕会残留有油牡丹的营养成分。与大豆、油菜、油茶、油橄榄等油料作物相比，油牡丹其具有高产出(五年生亩产可达300公斤，亩综合效益可达万元)、高含油率(籽含油率22%)、高品质(不饱和脂肪酸含量92%)、低成本(油用牡丹耐旱耐贫瘠，适合荒山绿化造林、林下种植;一年种百年收，成本低)的特点。以油牡丹榨 取的食用油被誉“液体黄金”。经科学院研究表明，牡丹籽油的不饱和脂肪酸含量90%以上，尤其难能可贵的是，多不饱和脂肪酸-亚麻酸含量超过40%，是橄榄油的40倍。
上述油粕为油牡丹粕和花生粕的混合物，较好地包含8～12份油牡丹粕和2～3份花生粕，例如油牡丹粕的质量份可为8份、8.5份、9份、10份、11份、11.5份或12份等;花生粕的质量份可为2份、2.2份、2.5份、2.8份、2.9份或3份等。
本发明不对微生物菌剂的种类做出特别严苛的规定，可为以上述原料为代谢的微生物菌种菌可。这些菌种可为枯草芽孢杆菌、放线菌和青霉菌。为了获得较好的发酵效果，微生物菌剂的有效活菌数浓度为不小于0.50亿个/克。注意，此处“亿个/克”指每克微生物菌剂固体所含有的有效活菌个数。
上述微生物菌剂可采用市售的，例如可为广西鸿生源环保科技有限公司生产的鸿生源牌微生物发酵菌剂，也可为采用公知的菌剂生产工艺得到，例如第一步：实验室菌种培养，在实验室活化菌种，并进行三角瓶培养。第二步：发酵车间发酵;第三步，发酵液的吸附及微生物菌剂的生产，即将草炭、硅藻土等吸附剂混合后调节酸碱度，然后进行微波灭菌，再灭菌的吸附剂冷却后按一定比例吸附发酵液，同时添加微生物稳定剂。
本发明的土地改良用营养土的制备方法，必需地包括以下步骤：将各原料混合;以及将所述混合后的原料进行发酵。
上述发酵较适宜地在45～60℃下发酵3～7天，例如温度可为45℃、48℃、50℃、57℃、59℃、59.5℃或60℃等;发酵的时间可为3天、4天、5天、6天或7天等。
值的说明的是，在发酵之后还包括干燥、分筛、造粒、包装等一系列步骤。至于这些步骤可参照本领域公知的工艺操作来进行。
