申请日1999.02.12
公开(公告)日2000.08.16
IPC分类号C05F7/00
摘要
一种化肥生产工艺与污泥、垃圾处理一体化制有机磷肥的方法和混化器,其方法既可以污泥、磷矿为原料,又可以污泥、生活垃圾、磷矿为原料生产有机磷肥,工艺步骤包括垃圾预处理、湿法制浆、酸解混化、固化、熟化和生物催化。混化器为旋流静态混化器,由外壳和安装在外壳内的带螺旋片的静止中心管构成。本发明将污泥和生活垃圾处理与有机磷肥制造两套工艺合二为一,不仅简化了工艺,而且有利于现有化肥生产企业的改造。
権利要求書
1.一种化肥生产工艺与污泥处理一体化制有机磷肥的方法，其特征在于依次包 括如下步骤：
A 湿法制浆
湿法制浆由磷矿研磨、加入污泥混合两个工序组成，磷矿研磨是将P2O5≥28%的 磷矿在湿态条件下研磨成磷矿浆，加入污泥混合是将污泥与磷矿浆均匀混合制备混合 料浆，
B 酸解混化
酸解混化是将混合料浆送入混化器与浓度为98%的硫酸混化，以得到酸化料浆，
C 固化
固化是将酸化料浆在100～130℃密闭保温2～6小时，以进一步分解磷矿和去掉 水分、得到鲜肥，
D 熟化
熟化是将固化所得鲜肥堆放2～7天，让磷矿在自然条件下进一步分解，以得到有 机复合磷肥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
A 湿法制浆时，所用污泥的含水量为50～70%，磷矿与污泥的配比为3～5.5∶1， 混合料浆的含固量为70～75%，
B 酸解混化时，混合料浆与硫酸的重量流量比为2.2-3.5∶1，混化速率为4～8 秒，混化时间为2～6小时。
3.一种化肥生产工艺与污泥、垃圾处理一体化制有机磷肥的方法，其特征在于依 次包括如下步骤：
A 垃圾预处理
垃圾预处理是将生活垃圾分拣、破碎后加入菌种发酵并进行筛分，以得到含有机 质的制肥原料，
B 湿法制浆
湿法制浆由垃圾磷矿混磨与加入污泥混合两个工序组成，垃圾磷矿混磨是将预处 理后的生活垃圾与P2O5≥28%的磷矿在湿态条件下研磨成料浆，加入污泥混合是将 污泥与垃圾磷矿混磨所制备的料浆均匀混合，从而得到垃圾、磷矿、污泥组成的混合料 浆，
C 酸解混化
酸解混化是将混合料浆送入混化器与浓度为98%的硫酸混化，以得到酸化料浆，
D 固化
固化是将酸化料浆在100～130℃密闭保温2～6小时，以进一步分解磷矿和去掉 水份、得到鲜肥，
E 熟化
熟化是将固化所得鲜肥堆放2～7天，让磷矿在自然条件下进一步分解，以得到有 机复合磷肥。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
A 生活垃圾发酵时加入的菌种为放线菌、乳酸菌、酵母菌组成的多菌株组合菌 种，菌种的加入量为1.0～1.5%(重量百分比)，发酵温度控制在60°～80℃，发酵时间 为1～4天，
B 湿法制浆时，预处理后的生活垃圾与磷矿的配比为1∶2～4，所加污泥的含水 量为50～70%，污泥与生活垃圾和磷矿所制备的料浆的配比为1∶6～7，
C 酸解混化时，混合料浆与硫酸的重量流量比为2.2～3.5∶1，混化速率为4～8 秒，混化时间为2～6小时。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于增加生物催化步骤，即 将熟化后的有机复合磷肥加中和剂调整PH值至6.0～7.0，然后加生物菌种处理，以 得到生物型有机磷肥。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于生物菌种的加入量为1～3%(重量百 分比)，处理温度控制在28℃～30℃。
7.一种化肥生产工艺与污泥、垃圾处理一体化制有机磷肥用的混化器，由开有料 浆进口(1)和混化出口(2)的外壳(3)和安装在外壳内的变流中心构件(4)构成，其特征 在于变流中心构件为带螺旋片(5)的静止中心管(4)，中心管(4)为硫酸入口，中心管壁 上分布的多个喷孔(6)为流酸出口。
8.根据权利要求7所述的混化器，其特征在于料浆进口(1)沿外壳的切向设置， 混化出口(2)与外壳中心线的夹角为40°～50°。
9.根据权利要求7或8所述的混化器，其特征在于螺旋片(5)的螺距为200～300 毫米。
说明书
化肥生产工艺与污泥、垃圾处理 一体化制有机磷肥的方法和混化器
本发明属于污泥、生活垃圾的处理与利用及化肥制造领域，特别涉及用污泥、生活 垃圾与磷矿制有机磷肥的方法与专用设备。
污水处理后的污泥与生活垃圾是影响环境卫生的污染源。随着城市的发展、人口 的增多，其对城市环境的破坏日趋明显，因此对污泥和垃圾的处理也越显重要。尤其 是我国，城市污水处理厂每年产生的湿污泥约380～500万吨，并以每年20%的速率 递增;城市生活垃圾几乎是10年增加一倍，若不对它们进行有效的处理势必严重破坏 生态环境，损害人体健康，阻碍经济建设。
关于污泥与生活垃圾的处理，有焚烧、填埋、堆肥、投海等方法。鉴于污泥与生活 垃圾中含有丰富的氮、磷、钾等农作物不可缺少的营养物质、且有机质含量较高，堆肥 的方法受到了国内外的普遍重视，但由于堆肥生产周期长，肥效不理想，因而在生产中 并未得到推广。中国专利文献相继公开的多项城市生活垃圾复混肥及其制造方法的 专利申请，虽然提出了一整套工艺，但其技术路线均为首先单纯的处理垃圾，然后再与 化学肥料混合，进行二次加工制复合肥。这类工艺因垃圾处理与化肥生产的工序有重 复，必然导致生产成本增加，此外其二次加工采用挤压法和团粒法生产，粉尘飞扬污染 环境，而且肥料颗粒易散粒，影响使用。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种化肥生产工艺与污泥、生活垃 圾处理一体化制有机磷肥的方法和专用混化器。
本发明的目的是这样实现的：结合普通过磷酸钙的生产工艺和设备并对其进行改 造，将污泥和生活垃圾处理放在有机磷肥生产的工序中，使污泥垃圾灭菌、有机质保护 和磷矿分解有机结合、溶为一体。
本发明提供的方法，既可以污泥、磷矿为原料，也可以污泥、生活垃圾和磷矿为原 料，既可生产出一般有机复合磷肥，又可生产出生物型有机磷肥。
一、以污泥、磷矿为原料制一般有机复合磷肥的方法依次包括如下步骤：
1.湿法制浆
湿法制浆由磷矿研磨、加入污泥混合两个工序组成。磷矿研磨是将P2O5≥28% 的磷矿在湿态条件下研磨成磷矿浆;加入污泥混合是将污泥与磷矿浆均匀混合制备混 合料浆。
2.酸解混化
酸解混化是将混合料浆送入混化器与浓度为98%的硫酸混化，既能实现污泥的 灭菌处理，又能得到含有机质的酸化料浆。
3.固化
固化是将酸化料浆在100～130℃密闭保温2～6小时，以进一步分解磷矿和去掉 水份、得到鲜肥。
4.熟化
熟化是将固化所得鲜肥堆放2～7天，让磷矿在自然条件下进一步分解，以得到有 机复合磷肥。
为了保证有机复合磷肥的质量，湿法制浆与酸解混化时最好采用以下工艺参数：
1.湿法制浆：所用污泥的含水量为50-70%，磷矿与污泥的配比为3-5.5∶1，混 合料浆的含固量为70～75%。
2.酸解混化：混合料浆与硫酸的重量流量比为2.2～3.5∶1，混化速率为4～8秒， 混化时间为2～6小时。
二、以污泥、生活垃圾和磷矿制一般有机复合磷肥的方法依次包括如下步骤：
1.垃圾预处理
垃圾预处理是将生活垃圾分拣、破碎后加入菌种发酵并进行筛分，以得到含有机 质的制肥原料。整个垃圾分选系统实现封闭式操作和自动控制。
2.湿法制浆
湿法制浆由垃圾磷矿混磨与加入污泥混合两个工序组成。垃圾磷矿混磨是将预 处理后的生活垃圾与P2O5≥28%的磷矿在湿态条件下研磨成料浆;加入污泥混合是 将污泥与垃圾磷矿混磨所制备的料浆均匀混合，从而得到垃圾、磷矿、污泥组成的混合 料浆。
3.酸解混化
酸解混化是将混合料浆送入混化器与浓度为98%的硫酸混化，既能实现污泥，生 活垃圾的灭菌处理，又能得到含有机质的酸化料浆。
4.固化
固化是将酸化料浆在100～130℃密闭保温2～6小时，以进一步分解磷矿和去掉 水份、得到鲜肥。
5.熟化
熟化是将固化所得鲜肥堆放2～7天，让磷矿在自然条件下进一步分解，以得到有 机复合磷肥。
为了保证有机复合磷肥的质量，最好采用以下工艺参数：
1.生活垃圾发酵时加入的菌种为放线菌、乳酸菌、酵母菌组成的多菌株组合菌 种，菌种的加入量为1.0—1.5%(重量百分比)，发酵温度控制在60°～80℃，发酵时间 为1～4天。
2.湿法制浆时，预处理后的生活垃圾与磷矿的配比为1∶2～4，所加污泥的含水量 为50～70%，污泥与生活垃圾和磷矿所制备的料浆的配比为1∶6～7。
3.酸解混化时，混合料浆与硫酸的重量流量比为2.2～3.5∶1，混化速率为4～8 秒，混化时间为2～6小时。
三、以污泥，磷矿为原料或以污泥。生活垃圾和磷矿为原料制生物型有机磷肥的方 法均是在“熟化步骤”后增加“生物催化步骤”，即在熟化后的有机复合磷肥加中和剂调 整PH值至6.0-7.0，然后加生物菌种处理。生物菌种的加入量为1～3%(重量百分 比)，处理温度控制在28°～30℃。
本发明所提供的上述方法，其酸解混化与固化所产生的含氟废气均通过管道送入 废气处理装置处理，既得到了氟盐副产品又实现了无污染流程。
由于本发明提供的方法有污泥作为制肥原料，因此现有制肥生产中使用的搅拌桨 式混化器不再适用。为了使酸解混化这一重要工序顺利进行、酸化料浆达到制肥要 求，本发明提供了一种旋流静态混化器。此种混化器由开有料浆进口和混化出口的外 壳和安装在外壳内的变流中心构件组成，变流中心构件为带螺旋片的静止中心管，中 心管为硫酸入口，中心管壁上分布的多个喷孔为硫酸出口。为了使混化效果更好，还 采取了以下技术措施：
1.料浆进口沿外壳的切向设置，混化出口与外壳中心线的夹角为40°～50°。
2.螺旋片的螺距为200～300毫米。
本发明具有以下优点：
1.将污泥和生活垃圾处理与有机磷肥制造两套工艺合二为一，不仅简化了工艺， 而且有利于现有化肥生产企业的改造及设备利用，大大减少了投资。
2.与堆肥工艺相比，不仅缩短了3.工艺流程省去了耗能高、干燥难的烘干工序，将垃圾磨粉结合进制肥工序中， 简化了处理流程和降低了能耗。工艺过程无三废排放，有利于环境保护。
4.在垃圾预处理时进行发酵既能除臭灭菌又便于垃圾中有机质与无机质的分 离，提高有机质的获得率。
5.混化采用旋流静态混化器，使料浆和硫酸能迅速均匀混合，并具有自洁净、不 易堵塞的特性。
6.有效地解决了污泥和生活垃圾的处理与利用。
