申请日2015.07.27
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C05G3/00; C05F17/00; C05G3/04
摘要
本发明公开了一种污泥炭化营养土的生产方法，其技术方案的要点是，先将污泥炭化土的配料搅拌挤压成片状颗粒，炭化处理为污泥炭化土，再将污泥炭化营养土的配料造粒和灭菌，包装为污泥炭化营养土。污泥炭化营养土由污泥、活性白土废渣、凹凸棒石粘土、膨润土、沸石、粉碎后的废弃物、水沤制后的废弃物、蛭石、磷酸二铵、珍珠岩、硫酸亚铁和高吸水树脂组成。污泥炭化营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和微量元素，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无菌、无害、无臭味和保水性能好的优质营养土，污泥炭化营养土适用于种植花卉和苗木，污泥炭化营养土的生产方法适用于生产炭化营养土和营养基质。
权利要求书
1.一种污泥炭化营养土的生产方法，其特征在于，⑴将污泥炭化土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输送到对辊机中挤压成不规则的片状颗粒，片状颗粒的厚度≤8毫米;⑵将污泥炭化土片状颗粒输送到回转式炭化炉中进行炭化处理为污泥炭化土半成品，回转式炭化炉内炭化温度控制在250～450℃，炭化时间控制在30～90分钟;⑶在回转式炭化炉出料口安装一个高压雾状水喷头，采用高压雾状水，将正在缺氧燃烧的污泥炭化土半成品快速熄灭，污泥炭化土半成品熄灭后为黑色的污泥炭化土，污泥炭化土含水量≤25%;⑷将污泥炭化营养土半成品的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入挤压造粒机造粒为污泥炭化营养土半成品颗粒，颗粒直径控制在6～12毫米，颗粒长度控制在6～20毫米;⑸将污泥炭化营养土半成品颗粒输送到回转式灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在30～90分钟;⑹灭菌和干燥后的污泥炭化营养土含水量≤20%，冷却后包装为污泥炭化营养土的成品;
所述污泥炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥45～65%、活性白土废渣5～25%、凹凸棒石粘土5～25%、膨润土5～20%、沸石2～15%、粉碎后的废弃物5～15%、蛭石0.5～5%和水0～25%;
所述污泥炭化营养土半成品的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥炭化土35～65%、水沤制后的废弃物5～25%、磷酸二铵0.2～10%、膨胀珍珠岩0.5～5%、硫酸亚铁0.5～8%、高吸水树脂0.1～5%和水0～35%;
水沤制废弃物的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的废弃物35～75%和水25～65%;水沤制废弃物的方法：先将粉碎后的废弃物输送到浸泡池内，再将粉碎后的废弃物摊平后加水，粉碎后的废弃物全部浸泡在水中，粉碎后的废弃物在水中沤制10～30天后为水沤制后的废弃物。
2.根据权利要求1所述一种污泥炭化营养土的生产方法，其特征在于，污泥的含水量≤85%、凹凸棒石粘土的颗粒细度≤0.5毫米、膨润土的颗粒细度≤0.5毫米、沸石的颗粒细度≤0.5毫米、粉碎后的废弃物长度≤25毫米、蛭石的颗粒细度≤0.5毫米、膨胀珍珠岩的颗粒细度≤2.0毫米和高吸水树脂的吸水倍率为100～300倍。
说明书
污泥炭化营养土的生产方法
技术领域
本发明涉及营养土，具体涉及一种污泥炭化营养土的生产方法。
背景技术
现有花卉苗木使用的营养土原料大多是由山泥、园土、塘泥、泥炭土、河沙、草木灰、木屑、农作物秸秆、菌类栽培废弃料和腐殖质等材料混合配制而成，这些营养土并没有经过合理的配料和消毒灭菌，保水保肥能力差，透气性能不好，容易板结，营养土内的矿物质营养很难被花卉苗木吸收，花卉苗木还会受到土壤中的病毒细菌和新萌发杂草的侵害，不利于花卉苗木的正常生长发育。
磷和钾都是花卉苗木生长必需的营养元素，虽然营养土中含有一定量的磷和钾，但大部分属迟效性磷和钾，并不能被花卉苗木根系直接吸收，致使花卉苗木生长缓慢，影响花卉苗木的正常生长发育，因此，营养土中的磷和钾，需转化为可溶性速效磷和钾才能被植物直接吸收利用。
污泥是污水处理过程中产生的一种容易腐败发臭的膏状物，它富集了污水中的污染物，含有大量氮、磷等营养物质及有机物、病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，不经有效处理处置，将对环境产生严重的危害。城市污水处理厂产生的污泥含水量≥80%，污泥大多呈碱性，pH值为8～10，不宜直接生产再利用的产品。
调查显示，目前我国有80%的污泥并未得到有效处理，甚至有很大一部分被直接丢弃在农田、河流等公共环境中，变成新的污染源。
目前大量未稳定处理的污泥已成为污水处理厂的沉重负担，如何将产量巨大、成分复杂的污泥进行妥善安全地处理，使其无害化、减量化、资源化，已成为深受关注的重大课题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种污泥炭化营养土的生产方法。
污泥炭化营养土的生产方法：先将污泥炭化土的配料搅拌挤压成片状颗粒，炭化处理为污泥炭化土，再将污泥炭化营养土的配料造粒和灭菌，包装为污泥炭化营养土的成品。
污泥炭化营养土由污泥、活性白土废渣、凹凸棒石粘土、膨润土、沸石、粉碎后的废弃物、水沤制后的废弃物、蛭石、磷酸二铵、珍珠岩、硫酸亚铁和高吸水树脂组成。
城市生活污水处理厂的污泥中含有相当数量的氮、磷、钾和微量元素，经过适当的工艺处理，用作栽培介质土、土壤改良材料，也可作为制作有机肥的原料，本发明选用城市生活污水处理厂排放的污泥，污泥的含水量≤85%。
活性白土是以凹凸棒石粘土、膨润土和活性炭为原料，经酸化处理加工而成的活性较高的吸附剂，在油脂脱色中应用广泛;经过脱色后的活性白土失去了活性，不能再生重复使用，成为一种深褐色的活性白土废渣，活性白土废渣中含油率高达15～40%，活性白土废渣经过再次回收处理后，仍然残留有5～25%的油脂，这些活性白土废渣不但会产生自燃，而且严重污染环境，目前，大部分油厂采用水喷洒或地坑掩埋，作为废弃物处理，导致资源白白浪费。
凹凸棒石粘土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘结力。凹凸棒石粘土能吸附营养土中的异臭味、重金属离子和致癌物质，保持营养土中的营养成分不流失，有利于植物的生长发育，本发明选用粉碎后的凹凸棒石粘土，凹凸棒石粘土的颗粒细度≤0.5毫米。
膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，由于它具有特殊的性质，如膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性，膨润土具有较强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，本发明选用粉碎后的膨润土，膨润土的颗粒细度≤0.5毫米。
沸石是一种含水的碱或碱土金属架状铝硅酸盐矿物的总称，它独特的内部结构和晶体物化性质，使其具有吸附、离子交换、催化反应、耐酸、耐热和耐辐射等优异理化性能，在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用。本发明选用粉碎后的沸石，沸石的颗粒细度≤0.5毫米。
大量农作物的秸秆、木屑、竹屑、树叶和树皮等废弃物，被抛弃在农田周围或路边，大多被燃烧掉，严重污染空气质量;粉碎后的废弃物是将农作物的秸秆、木屑、竹屑和树叶等废弃物晒干以后进行粉碎，本发明选用粉碎后的废弃物长度≤25毫米。
蛭石经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石叫膨胀蛭石，是世界上最轻的矿物之一;膨胀蛭石用作土壤改良剂，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用。本发明选用粉碎后的蛭石，蛭石的颗粒细度≤0.5毫米。
磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜氮需磷的作物，作基肥或追肥均可。
珍珠岩经膨胀而成为一种轻质、多功能新型材料，具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好等特点，膨胀珍珠岩用于农业、园林上保肥、保水、无菌、透气性好。本发明选用粉碎后的膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的颗粒细度≤2.0毫米。
硫酸亚铁是浅绿色晶体，10%水溶液的硫酸亚铁对石蕊呈酸性，pH值约为3.7，在本发明中用于调节污泥炭化营养土的pH值和作为植物铁元素的补充剂，防治植物因缺铁而发生生理性病害，使植物叶色失绿，还可以用来杀灭苔藓。
高吸水树脂的吸水倍率可达自身重量的数百倍甚至上千倍，本发明选用高吸水树脂的吸水倍率为100～300倍。
本发明通过下述技术方案予以实现：
1、污泥炭化营养土的生产方法：⑴将污泥炭化土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输送到对辊机中挤压成不规则的片状颗粒，片状颗粒的厚度≤8毫米;⑵将污泥炭化土片状颗粒输送到回转式炭化炉中进行炭化处理为污泥炭化土半成品，回转式炭化炉内炭化温度控制在250～450℃，炭化时间控制在30～90分钟;⑶在回转式炭化炉出料口安装一个高压雾状水喷头，采用高压雾状水，将正在缺氧燃烧的污泥炭化土半成品快速熄灭，污泥炭化土半成品熄灭后为黑色的污泥炭化土，污泥炭化土含水量≤25%;⑷将污泥炭化营养土半成品的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入挤压造粒机造粒为污泥炭化营养土半成品颗粒，颗粒直径控制在6～12毫米，颗粒长度控制在6～20毫米;⑸将污泥炭化营养土半成品颗粒输送到回转式灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在30～90分钟;⑹灭菌和干燥后的污泥炭化营养土含水量≤20%，冷却后包装为污泥炭化营养土的成品。
2、污泥炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥45～65%、活性白土废渣5～25%、凹凸棒石粘土5～25%、膨润土5～20%、沸石2～15%、粉碎后的废弃物5～15%、蛭石0.5～5%和水0～25%。
3、污泥炭化营养土半成品的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥炭化土35～65%、水沤制后的废弃物5～25%、磷酸二铵0.2～10%、膨胀珍珠岩0.5～5%、硫酸亚铁0.5～8%、高吸水树脂0.1～5%和水0～35%。
4、水沤制废弃物的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的废弃物35～75%和水25～65%;水沤制废弃物的方法：先将粉碎后的废弃物输送到浸泡池内，再将粉碎后的废弃物摊平后加水，粉碎后的废弃物全部浸泡在水中，粉碎后的废弃物在水中沤制10～30天后为水沤制后的废弃物。
5、本发明中所述含水量百分比均为重量百分比。
污泥炭化土中的污泥、活性白土废渣、泥煤、凹凸棒石粘土、膨润土、沸石、粉碎后的废弃物和蛭石经过炭化后，可以将不能被花卉苗木直接吸收的磷、钾化合物和多种微量元素，转化为可溶性的磷、钾、微量元素和有机碳。
炭化处理后的污泥炭化土，能扩大凹凸棒石粘土、膨润土、沸石的孔隙率和吸附能力;活性白土废渣在炭化处理时，矿物质原料和残留的油脂快速转化为可溶性的磷、钾和微量元素;蛭石在250～450℃炭化处理时，直接膨化为膨胀蛭石，有利于提高污泥炭化土中的孔隙率。
活性白土废渣、泥煤和粉碎后的废弃物在炭化处理时，不但能转化为可溶性的磷、钾和微量元素，还能在缺氧状态下，充分发挥自身的热能，促进污泥炭化土的配料快速完成炭化全过程。
采用将废弃物直接加入水中进行沤制发酵，以降低废弃物的硬度，提高废弃物中纤维的柔软性，浸出容易被花卉苗木吸收的营养成分和增加污泥炭化营养土的孔隙率。
污泥炭化营养土配料中的污泥炭化土、水沤制后的废弃物、磷酸二铵、膨胀珍珠岩、高吸水树脂和硫酸亚铁混合挤压造粒后，形成了一个整体的颗粒，保持污泥炭化营养土中的营养成分不流失，有利于污泥炭化营养土中的氮、磷、钾、微量元素和有机物营养物质缓慢释放，确保花卉苗木生长发育所需要的营养。
污泥炭化营养土经过灭菌和干燥后，可杀死污泥炭化营养土中殘留的粪大肠菌群、蛔虫卵、线虫等病菌和害虫，还能将杂草种子蒸死，避免了杂草种子的发芽。
污泥炭化营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无菌、无害、无臭味和保水性能好的优质营养土，适用于种植花卉和苗木。
污泥炭化营养土与当地的土壤混合使用，有利于改良当地土壤的团粒结构，保持土壤疏松，增强土壤肥力，减少土壤中养分的淋失，更有效地保水和保肥，并能降低因土传枯萎、蔓枯、病毒等病害的发生，污泥炭化营养土还适用于土壤改良、沙漠治理和盐碱地改造。
采用本发明的生产方法生产污泥炭化营养土，生产工艺简单，整个生产过程中没有废气、粉尘和噪音，有利于保护生态环境，避免了对周边环境造成二次污染。
污泥炭化营养土的配料中大量采用多种废弃物，不仅有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护和净化环境，节省能源，降低生产成本，提高经济效益。
污泥炭化营养土的生产方法适用于生产不同配方的炭化营养土和营养基质。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
1、污泥炭化营养土的生产方法：⑴将污泥炭化土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输送到对辊机中挤压成不规则的片状颗粒，片状颗粒的厚度≤6毫米;⑵将污泥炭化土片状颗粒输送到回转式炭化炉中进行炭化处理为污泥炭化土半成品，回转式炭化炉内炭化温度控制在300～400℃，炭化时间控制在60分钟;⑶在回转式炭化炉出料口安装一个高压雾状水喷头，采用高压雾状水，将正在缺氧燃烧的污泥炭化土半成品快速熄灭，污泥炭化土半成品熄灭后为黑色的污泥炭化土，污泥炭化土含水量≤20%;⑷将污泥炭化营养土半成品的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入挤压造粒机造粒为污泥炭化营养土半成品颗粒，颗粒直径控制在8毫米，颗粒长度控制在12毫米;⑸将污泥炭化营养土半成品颗粒输送到回转式灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在85～95℃，时间控制在65分钟;⑹灭菌和干燥后的污泥炭化营养土含水量≤10%，冷却后包装为污泥炭化营养土的成品。
2、污泥炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥55%、活性白土废渣16%、凹凸棒石粘土10%、膨润土5%、沸石5%、粉碎后的废弃物8%、蛭石1%和水0%。
3、污泥炭化营养土半成品的配料按重量百分比由下列组分组成：污泥炭化土52%、水沤制后的废弃物22%、磷酸二铵3%、膨胀珍珠岩2%、高吸水树脂1%、硫酸亚铁2%和水18%。
4、水沤制废弃物的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的废弃物52%和水48%;水沤制废弃物的方法：先将粉碎后的废弃物输送到浸泡池内，再将粉碎后的废弃物摊平后加水，粉碎后的废弃物全部浸泡在水中，粉碎后的废弃物在水中沤制18天后为水沤制后的废弃物。
