CN103319218A - 用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法及复合微生物肥 - Google Patents

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Abstract

一种用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，步骤包括：将半干化的生物沥浸污泥进行机械破碎、污泥调理、反应器发酵、烘干、添加功能菌剂和造粒包膜。一种复合微生物肥，利用生物沥浸污泥通过上述方法生产得出。所得复合微生物肥中不仅含有有机质和氮、磷、钾等植物生长所必需的营养元素，同时由于污泥沥浸过程中添加含有铁元素和硫元素的营养物质，所以复合微生物肥中也含有较多的铁元素和硫元素，对植物的光合作用、蛋白质与核酸合成等都有较好的营养供给能力。复合微生物肥中添加的功能菌，兼具稳定性和安全性，解钾和溶磷功能显著，并以最佳比例配伍，肥料成品中有效活菌数大于0.25亿/g。

Description

用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法及复合微生物肥
技术领域
本发明涉及农业肥料生产的技术领域，具体说是一种具有低生产成本、安全环保的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法及复合微生物肥。
背景技术
污泥生物沥浸技术是南京农业大学周立祥教授的专利技术(专利申请号：02112924.X；02137921.1；200410044843.8；2011101558711.8)。该技术在不添加任何絮凝剂的情况下，利用酵母菌(Rhodotorula sp.)R30与硫杆菌(Thiobacillus sp.)互作，可使城镇污泥的含水率降至60％以下，同时，有效滤除城镇污泥中的重金属，杀灭城镇污泥中的病原菌。
生物沥浸污泥便是该技术的产物，无臭味，呈土黄色，PH值在3.0-4.0之间，含水率在50-60％之间，含有植物生长所需的有机质和氮、磷、钾等营养物质。而且，粪大肠菌群和蛔虫卵死亡率，重金属含量均达到《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284-84)。
目前，国内将城镇污泥堆肥发酵后进一步进行利用的案例较少，代表案例有天津市张贵庄污水处理厂、唐山西郊污泥处理厂和秦皇岛绿港污泥处理厂等。其中，张贵庄污水处理厂将含有聚丙烯酰胺(PAM)的浓缩污泥(含水率80％左右)与返混料及有机辅料混合，使污泥含水率降至65％左右，再通过高温好氧发酵，将其制成营养土，用于园林绿化。唐山西郊污泥处理厂和秦皇岛绿港污泥处理厂也都采用类似的工艺将城镇污泥处理后土地利用。上述案例有两大特点，一是通过大量添加有机辅料或返还腐熟物料来降低污泥含水率，发酵环节的成本较高；二是腐熟污泥主要用在园林绿化等方面，腐熟污泥的出路比较窄。
国内大多数污水处理厂在利用城镇污泥制生物肥的过程中，都是从含水率为80％的污泥开始，要想达到最适的发酵值，即含水率50-60％之间，在工艺中普遍采用大量添加有机辅料或返还腐熟物料的做法。这种做法使发酵仓的建造容积增加80-100％，同时，增加了堆肥的运营成本。
国内大多数污水处理厂都是采用添加PAM(絮凝剂)并机械压滤的方法降低污泥含水率，一般只能降至80％左右，而且污泥中重金属的含量几乎不降低，有害病虫菌残留较多。利用该浓缩污泥堆肥发酵，有害病虫菌和PAM等物质会减少，但仍会有少部分残留，尤其是PAM，具有很强的保水性，且难于降解，发酵时，造成发酵物料的黏结。此外，污泥中的重金属含量几乎不变，仍然较高，这也是城镇污泥堆肥发酵后只能用于园林绿化的主要原因。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有低生产成本、安全环保的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法及复合微生物肥。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
本发明的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，包括以下步骤：
A、机械破碎：利用破碎机将含水率为50-60％的生物沥浸污泥粉碎，粉碎后的生物沥浸污泥的粒径小于5.0mm；
B、污泥调理：按上述生物沥浸污泥干重的0.8-1.2％添加石灰，将生物沥浸污泥的PH值调节至5.0-6.0；同时，按生物沥浸污泥湿重的4-6％添加辅料，将生物沥浸污泥的孔隙度调节至55-65％，调理后的生物沥浸污泥作为发酵原料，控制上述发酵原料的有机质含量在30-60％之间；
C、反应器发酵：按上述发酵原料湿重的1.5‰接种污泥发酵菌剂，并将发酵原料装入生物反应器中进行发酵，通过翻堆的方式供氧，每天测定并调节物料的含水率、发酵温度、含氧量；环境室温高于10℃时开始进行发酵，发酵第1天，发酵温度由室温升至40-50℃，从发酵开始起的第2天到第13天，发酵温度保持在50-60℃，随后，发酵温度降至50℃以下，并持续7-10天直至降至室温，最终物料中氧气浓度小于10％，发酵结束；
D、烘干：采用冷却烘干的措施降低发酵污泥的含水率，使其含水率降至20％以下；
E、添加功能菌剂：采用喷施方式向烘干后的发酵污泥中添加由解钾细菌和溶磷细菌复配构成的液体菌剂；
F、造粒制肥：将添加功能菌剂后的污泥进行造粒包膜，生物沥浸污泥形成颗粒型的复合微生物肥。
本发明的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法中，还可以采用以下技术措施：
所述的解钾细菌为胶质芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的4％。
所述的溶磷细菌为巨大芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的1％。
污泥调理步骤中调节孔隙度的辅料为秸秆和蘑菇渣的混合物。
利用生物沥浸污泥为原料直接进行堆肥发酵，无需通过返还腐熟物料等调节污泥的含水率。
生物沥浸污泥中的有机质含量在30-60％之间。
本发明的复合微生物肥，利用生物沥浸污泥作为原料，通过权利要求1所述的生产方法获得。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法中，生物沥浸污泥的含水率为50-60％，已在发酵的最适范围内，堆肥发酵时，无需大量添加辅料或返还腐熟物料，只需加入少量辅料调节生物沥浸污泥的孔隙度，从而降低了生产过程中的发酵成本。对比80％的浓缩污泥而言，污泥总量下降一半。这样，发酵仓的建造面积也相应的下降50％左右，极大的降低了工程造价，同时减少动力消耗和单位运营成本约60％以上。污泥生物沥浸技术在不添加PAM等絮凝剂的情况下，可将城镇污泥的含水率直接降至60％以下，同时滤除大部分重金属，并使蛔虫卵和粪大肠杆菌等死亡率达到100％。所以，利用生物沥浸污泥制的生物物料，安全环保。生产出的复合微生物肥中不仅含有有机质和氮、磷、钾等植物生长所必需的营养元素，同时由于沥浸污泥过程中添加含有铁元素和硫元素的营养物质，所以复合微生物肥中也含有较多的铁元素和硫元素，对植物的光合作用、蛋白质与核酸合成等都有很好营养供给能力。复合微生物肥中添加的功能菌，兼具稳定性和安全性，解钾和溶磷功能显著，并以适当比例配伍，肥料成品中有效活菌数大于0.25亿/g。
附图说明
图1是本发明的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法的过程示意图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。
图1是本发明的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法的过程示意图。
如图1所示，本发明的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法中，半干化的生物沥浸污泥经过机械破碎、污泥调理、反应器发酵、烘干、添加功能菌剂、造粒包膜之后产生颗粒状的复合微生物肥。
利用生物沥浸污泥直接进行堆肥发酵，无需通过返还腐熟物料等调节污泥的含水率。
本发明的复合微生物肥，利用生物沥浸污泥作为原料，通过本发明中的生产方法获得。
实施例1具有以下步骤：
A、机械破碎：利用破碎机将含水率为50％的生物沥浸污泥粉碎，粉碎后的生物沥浸污泥的粒径小于5.0mm，生物沥浸污泥中的有机质含量在30％；
B、污泥调理：按上述生物沥浸污泥干重的0.8％添加石灰，将生物沥浸污泥的PH值调节至5.0；同时，按生物沥浸污泥湿重的4％添加辅料，调节孔隙度的辅料为秸秆和蘑菇渣的混合物，将生物沥浸污泥的孔隙度调节至55％，调理后的生物沥浸污泥作为发酵原料，控制上述发酵原料的有机质含量在30％；
C、反应器发酵：按上述发酵原料湿重的1.5‰接种污泥发酵菌剂，并将发酵原料装入生物反应器中进行发酵，通过翻堆的方式供氧，每天测定并调节物料的含水率、发酵温度、含氧量；环境室温高于10℃时开始进行发酵，发酵第1天，发酵温度由室温升至40℃，从发酵开始起的第2天到第13天，发酵温度保持在50℃，随后，发酵温度降至50℃以下，并持续7天直至降至室温，最终物料中氧气浓度小于10％，发酵结束；
D、烘干：采用冷却烘干的措施降低发酵污泥的含水率，使其含水率降至20％以下；
E、添加功能菌剂：采用喷施方式向烘干后的发酵污泥中添加由解钾细菌和溶磷细菌复配构成的液体菌剂，解钾细菌为胶质芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的4％，溶磷细菌为巨大芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的1％；
F、造粒制肥：将添加功能菌剂后的污泥进行造粒包膜，生物沥浸污泥形成颗粒型的复合微生物肥。
实施例2具有以下步骤：
A、机械破碎：利用破碎机将含水率为60％的生物沥浸污泥粉碎，粉碎后的生物沥浸污泥的粒径小于5.0mm，生物沥浸污泥中的有机质含量在60％；
B、污泥调理：按上述生物沥浸污泥干重的1.2％添加石灰，将生物沥浸污泥的PH值调节至6.0；同时，按生物沥浸污泥湿重的6％添加辅料，调节孔隙度的辅料为秸秆和蘑菇渣的混合物，将生物沥浸污泥的孔隙度调节至65％，调理后的生物沥浸污泥作为发酵原料，控制上述发酵原料的有机质含量在60％；
C、反应器发酵：按上述发酵原料湿重的1.5‰接种污泥发酵菌剂，并将发酵原料装入生物反应器中进行发酵，通过翻堆的方式供氧，每天测定并调节物料的含水率、发酵温度、含氧量；环境室温高于10℃时开始进行发酵，发酵第1天，发酵温度由室温升至50℃，从发酵开始起的第2天到第13天，发酵温度保持在60℃，随后，发酵温度降至50℃以下，并持续10天直至降至室温，最终物料中氧气浓度小于10％，发酵结束；
D、烘干：采用冷却烘干的措施降低发酵污泥的含水率，使其含水率降至20％以下；
E、添加功能菌剂：采用喷施方式向烘干后的发酵污泥中添加由解钾细菌和溶磷细菌复配构成的液体菌剂，解钾细菌为胶质芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的4％，溶磷细菌为巨大芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的1％；
F、造粒制肥：将添加功能菌剂后的污泥进行造粒包膜，生物沥浸污泥形成颗粒型的复合微生物肥。
实施例3具有以下步骤：
A、机械破碎：利用破碎机将含水率为55％的生物沥浸污泥粉碎，粉碎后的生物沥浸污泥的粒径小于5.0mm，生物沥浸污泥中的有机质含量在45％；
B、污泥调理：按上述生物沥浸污泥干重的1.0％添加石灰，将生物沥浸污泥的PH值调节至5.5；同时，按生物沥浸污泥湿重的5％添加辅料，调节孔隙度的辅料为秸秆和蘑菇渣的混合物，将生物沥浸污泥的孔隙度调节至60％，调理后的生物沥浸污泥作为发酵原料，控制上述发酵原料的有机质含量在45％；
C、反应器发酵：按上述发酵原料湿重的1.5‰接种污泥发酵菌剂，并将发酵原料装入生物反应器中进行发酵，通过翻堆的方式供氧，每天测定并调节物料的含水率、发酵温度、含氧量；环境室温高于10℃时开始进行发酵，发酵第1天，发酵温度由室温升至45℃，从发酵开始起的第2天到第13天，发酵温度保持在55℃，随后，发酵温度降至50℃以下，并持续10天直至降至室温，最终物料中氧气浓度小于10％，发酵结束；
D、烘干：采用冷却烘干的措施降低发酵污泥的含水率，使其含水率降至20％以下；
E、添加功能菌剂：采用喷施方式向烘干后的发酵污泥中添加由解钾细菌和溶磷细菌复配构成的液体菌剂，解钾细菌为胶质芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的4％，溶磷细菌为巨大芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的1％；
F、造粒制肥：将添加功能菌剂后的污泥进行造粒包膜，生物沥浸污泥形成颗粒型的复合微生物肥。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，包括以下步骤：
A、机械破碎：利用破碎机将含水率为50-60％的生物沥浸污泥粉碎，粉碎后的生物沥浸污泥的粒径小于5.0mm；
B、污泥调理：按上述生物沥浸污泥干重的0.8-1.2％添加石灰，将生物沥浸污泥的PH值调节至5.0-6.0；同时，按生物沥浸污泥湿重的4-6％添加辅料，将生物沥浸污泥的孔隙度调节至55-65％，调理后的生物沥浸污泥作为发酵原料，控制上述发酵原料的有机质含量在30-60％之间；
C、反应器发酵：按上述发酵原料湿重的1.5‰接种污泥发酵菌剂，并将发酵原料装入生物反应器中进行发酵，通过翻堆的方式供氧，每天测定并调节物料的含水率、发酵温度、含氧量；环境室温高于10℃时开始进行发酵，发酵第1天，发酵温度由室温升至40-50℃，从发酵开始起的第2天到第13天，发酵温度保持在50-60℃，随后，发酵温度降至50℃以下，并持续7-10天直至降至室温，最终物料中氧气浓度小于10％，发酵结束；
D、烘干：采用冷却烘干的措施降低发酵污泥的含水率，使其含水率降至20％以下；
E、添加功能菌剂：采用喷施方式向烘干后的发酵污泥中添加由解钾细菌和溶磷细菌复配构成的液体菌剂；
F、造粒制肥：将添加功能菌剂后的污泥进行造粒包膜，生物沥浸污泥形成颗粒型的复合微生物肥。
2.根据权利要求1所述的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，其特征在于：解钾细菌为胶质芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的4％。
3.根据权利要求2所述的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，其特征在于：溶磷细菌为巨大芽孢杆菌，添加比例为当前步骤时污泥重量的1％。
4.根据权利要求1所述的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，其特征在于：污泥调理步骤中调节孔隙度的辅料为秸秆和蘑菇渣的混合物。
5.根据权利要求1所述的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，其特征在于：利用生物沥浸污泥为原料直接进行堆肥发酵，无需通过返还腐熟物料等调节污泥的含水率。
6.根据权利要求1所述的用生物沥浸污泥生产复合微生物肥的方法，其特征在于：生物沥浸污泥中的有机质含量在30-60％之间。
7.一种复合微生物肥，其特征在于，利用生物沥浸污泥作为原料，通过权利要求1所述的生产方法获得。
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