CN105001007B - 一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料制造有机肥的方法及有机肥 - Google Patents

一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料制造有机肥的方法及有机肥 Download PDF

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Abstract

本发明针对目前柑橘皮渣、城市污泥易造成二次污染且资源化利用率低等问题提出一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料制造有机肥的方法及有机肥,原料按如下重量份数:柑橘皮渣30~35%,城市污泥30~35%,畜禽粪便15~20%,秸秆16~23%,生物菌种1~2%。经配料、初发酵、堆肥腐熟、晾晒杀虫后获得有机肥料。该有机肥料符合国家分布的有机肥标准。本发明工艺简单,成本低,有效的实现了柑橘皮渣、城市污泥的无害化和资源化,具有良好的环境效益和经济效益。

Description

一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料制造有机肥的方法及 有机肥
技术领域
本发明属于有机肥制造领域和有机固体废弃物资源化回收技术领域,涉及一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥及制备方法。
背景技术
近年来,随着我国柑橘产业的飞速发展,橙汁加工业也在各地迅速崛起,柑橘皮渣处理问题日益凸显,其具有产出的季节性、集中性和易腐败变质等特点,如何合理利用大量废渣,是橙汁工业必须面临的共性问题。传统的倾倒填埋方式不仅污染环境、严重威胁公共安全,废渣本身富含多种营养成分,更是浪费资源。目前,国内外对柑橘皮渣资源化利用技术进行了大量研究,如发酵制饲料、酒精、果醋、柠檬酸等,提取皮渣中香精油、色素、果胶、橙皮甙、膳食纤维等有用成分作为原料等,但这些技术成本较高且较为复杂。所以,目前国内的柑橘皮渣大部分仍以集中弃置为主,严重增加了企业和环境负担。无害化处理柑橘果汁生产中产生的皮渣,对于保护生态环境,柑橘种植和果汁加工业的可持续发展有重要意义。柑橘皮渣内含丰富的有机质兼具营养植物和改良土壤之功能。利用柑橘皮渣生产有机肥,既可解决环境污染问题,又可实现农业资源的再利用。但是由于柑橘皮渣本身氮、磷、钾含量较低,且本身带酸性,导致堆肥的效果不佳和肥料质量不高。
另一方面,城市污泥的大量产生已成为污水处理的严峻问题,如果不能将其妥善处置将给环境造成严重危害。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的在于提供一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料制造有机肥的方法及有机肥,具有工艺简单,成本低,能够有效实现柑橘皮渣、城市污泥的无害化和资源化等优点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥的制造方法,包括以下步骤:
1)柑橘皮渣预处理:将柑橘皮渣的粒级粉碎至1cm以下;
2)混料:将重量份数为30~35份的柑橘皮渣、31~35份的城市污泥、16~21份的秸秆和1~2份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按6.2~7.8kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在6.93~7.45,含水率控制在55.0~65.0%;所述的城市污泥为城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥;
3)初发酵:将步骤2)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在35-45℃发酵3~5天形成初发酵的有机肥;
4)堆肥腐熟:向步骤3)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为15~20份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆4~6次;至堆体温度稳定在20-28℃时,形成腐熟的有机肥;
5)干燥杀虫:将步骤4)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至20%以下,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
其中:所述的生物菌种为质量份数比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌,其活性菌数不小于1.5×109cfu/g;城市污泥的含水率即水分的质量分数为65~80%、挥发性固体占干物质的质量分数为50~80%;秸秆的料级小于1cm、含水率即水分的质量分数小于1-6%。
一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥,采用上述的以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥的制造方法制造,该有机肥外观呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分即N+P2O5+K2O含量为5.81~6.08%、有机质含量为48.2~53.5%、含水量为15.8~17.0%、pH值为7.02~7.62、蛔虫卵死亡率为98.1~99.5%。
与现有的技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、充分地将固体废弃物转变为可再生绿色能源,既克服现在普遍采用的填埋法处理柑橘皮渣造成二次污染的问题,又解决城市污水处理中产生的污泥难以处理的环境问题,一举两得。
2、充分利用污泥的氮、磷、钾等营养元素含量高的特点,联合柑橘皮渣堆肥后增加有机肥的氮、磷、钾等营养元素的含量,提高了肥效。同时,污泥中含有较高碱度,可以中和部分柑橘皮渣的酸性物质减少外部碱性物质的投加量。
3、采用初发酵的方式先将柑橘皮渣中较难降解的果胶、纤维素等进行分解,从而提高发酵效率、缩短腐熟时间;同时,充分利用污泥中富含的大量、多种且易被驯化的微生物,增加堆肥过程中的微生物量,提高堆肥发酵效率。
4、隔热阳光温室能够利用太阳能提高环境温度,有利于堆肥发酵和保温脱水,同时降低能耗。
5、采用本发明提供的方法进行生产,需要的基础设施建设量小、能耗低、工艺流程简单、易操作,运行方式和运行规模可以灵活设计,运行成本很低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
主料:工业榨汁后的柑橘皮渣,其含水率即水分的质量分数为80.0%,粒级小于1cm;城市污泥,即城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥,其含水为80%,挥发性固体含量即挥发性固体占干物质的质量分数为80%。
辅料:粉碎到粒级小于1cm的秸秆、猪粪;
生物菌种:重量比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌,其活性菌数不小于1.5×109cfu/g。
采用如下方法制造有机肥:
1)混料:将重量份数为35份的柑橘皮渣、32份的城市污泥、17份的含水率为6%秸秆和1份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按7.1kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在7.21,含水率控制在65.0%;
2)初发酵:将步骤1)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在35℃发酵5天形成初发酵的有机肥;
3)堆肥腐熟:向步骤2)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为15份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆6次;至堆体温度稳定在25℃时,形成腐熟的有机肥;
4)干燥杀虫:将步骤3)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至17%并通过阳光和干燥的双重作用杀死蛔虫卵,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
按照《有机肥料标准(NY525-2002)》的相关规定对所获得的有机肥料进行检测,结果如下:有机肥料呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分(N+P2O5+K2O)含量为5.81%,有机质含量为51.3%,含水量为17.0%,pH为7.38,蛔虫卵死亡率为98.1%,符合《有机肥料标准(NY525-2002)》。
实施例2
主料:工业榨汁后的柑橘皮渣,其含水率为80.0%,粉碎至小于1cm;城市污泥,即城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥,其含水为70%,挥发性固体含量为70.5%。辅料:粉碎到粒级小于1cm的秸秆、猪粪;
生物菌种:重量比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌,其活性菌数不小于1.5×109cfu/g。
采用如下方法制造有机肥:
1)混料:将重量份数为30份的柑橘皮渣、35份的城市污泥、16份的含水率为1%的秸秆和1份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按6.9kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在7.05,含水率控制在60.1%;
2)初发酵:将步骤1)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在40℃发酵4天形成初发酵的有机肥;
3)堆肥腐熟:向步骤2)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为20份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆5次;至堆体温度稳定在28℃时,形成腐熟的有机肥;
4)干燥杀虫:将步骤3)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至15.9%并通过阳光和干燥的双重作用杀死蛔虫卵,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
按照《有机肥料标准(NY525-2002)》的相关规定对所获得的有机肥料进行检测,结果如下:有机肥料呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分(N+P2O5+K2O)含量为6.08%,有机质含量为53.5%,含水量为15.9%,pH为7.16,蛔虫卵死亡率为98.7%,符合《有机肥料标准(NY525-2002)》。
实施例3
主料:工业榨汁后的柑橘皮渣,其含水率为80.0%,粉碎至小于1cm;城市污泥,即城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥,其含水为65.0%,挥发性固体含量为60.0%。
辅料:粉碎到粒级小于1cm的秸秆、猪粪;
生物菌种:重量比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌,其活性菌数不小于1.5×109cfu/g。
采用如下方法制造有机肥:
1)混料:将重量份数为31份的柑橘皮渣、31份的城市污泥、21份的含水率为4%秸秆和2份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按7.6kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在7.35,含水率控制在55.1%;
2)初发酵:将步骤1)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在45℃发酵3天形成初发酵的有机肥;
3)堆肥腐熟:向步骤2)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为18份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆4次;至堆体温度稳定在26℃时,形成腐熟的有机肥;
4)干燥杀虫:将步骤3)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至16.5%并通过阳光和干燥的双重作用杀死蛔虫卵,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
按照《有机肥料标准(NY525-2002)》的相关规定对所获得的有机肥料进行检测,结果如下:有机肥料呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分(N+P2O5+K2O)含量为5.95%,有机质含量为48.2%,含水量为16.5%,pH为7.51,蛔虫卵死亡率为99.1%,符合《有机肥料标准(NY525-2002)》。
实施例4
主料:工业榨汁后的柑橘皮渣,其含水率为80.0%,粉碎至小于1cm;城市污泥,即城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥,其含水为75.0%,挥发性固体含量为50.0%。
辅料:粉碎到粒级小于1cm的秸秆、猪粪;
生物菌种:重量比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌,其活性菌数不小于1.5×109cfu/g。
采用如下方法制造有机肥:
1)混料:将重量份数为32份的柑橘皮渣、32份的城市污泥、20份的含水率为2%秸秆和1份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按6.2kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在6.93,含水率控制在59.5%;
2)初发酵:将步骤1)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在38℃发酵5天形成初发酵的有机肥;
3)堆肥腐熟:向步骤2)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为15份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆6次;至堆体温度稳定在20℃时,形成腐熟的有机肥;
4)干燥杀虫:将步骤3)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至15.8%并通过阳光和干燥的双重作用杀死蛔虫卵,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
按照《有机肥料标准(NY525-2002)》的相关规定对所获得的有机肥料进行检测,结果如下:有机肥料呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分(N+P2O5+K2O)含量为5.86%,有机质含量为50.2%,含水量为15.8%,pH为7.02,蛔虫卵死亡率为98.9%,符合《有机肥料标准(NY525-2002)》。
实施例5
主料:工业榨汁后的柑橘皮渣,其含水率为80.0%,粉碎至小于1cm;城市污泥,即城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥,其含水为75.5%,挥发性固体含量为65.5%。
辅料:粉碎到粒级小于1cm的秸秆、猪粪;
生物菌种:重量比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌,其活性菌数不小于1.5×109cfu/g。
采用如下方法制造有机肥:
1)混料:将重量份数为31份的柑橘皮渣、34份的城市污泥、18份的含水率为5%秸秆和2份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按7.8kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在7.45,含水率控制在61.8%;
2)初发酵:将步骤1)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在45℃发酵3天形成初发酵的有机肥;
3)堆肥腐熟:向步骤2)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为15份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆5次;至堆体温度稳定在28℃时,形成腐熟的有机肥;
4)干燥杀虫:将步骤3)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至16.2%并通过阳光和干燥的双重作用杀死蛔虫卵,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
按照《有机肥料标准(NY525-2002)》的相关规定对所获得的有机肥料进行检测,结果如下:有机肥料呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分(N+P2O5+K2O)含量为5.97%,有机质含量为49.3%,含水量为16.2%,pH为7.62,蛔虫卵死亡率为99.5%,符合《有机肥料标准(NY525-2002)》。
实施例1-5的有机肥质量数据与《有机肥料标准(NY525-2002)》的质量要求对比如下表所示,可见本发明中的有机肥完全符合要求。
宏观性状 总养分(N+P2O5+K2O),% 有机质含量,% 含水量,% pH值 蛔虫卵死亡率,%
实施例1 深褐色、粉末状、无恶臭 5.81 51.3 17 7.38 98.1
实施例2 深褐色、粉末状、无恶臭 6.08 53.5 15.9 7.16 98.7
实施例3 深褐色、粉末状、无恶臭 5.95 48.2 16.5 7.51 99.1
实施例4 深褐色、粉末状、无恶臭 5.86 50.2 15.8 7.02 98.9
实施例5 深褐色、粉末状、无恶臭 5.97 49.3 16.2 7.62 99.5
NY525-2002的质量要求 褐色或灰褐色,粒状或粉状,无恶臭 ≥4.0 ≥30 ≤20 5.5-8.0 95-100
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)柑橘皮渣预处理:将柑橘皮渣的粒级粉碎至1cm以下;
2)混料:将重量份数为30~35份的柑橘皮渣、31~35份的城市污泥、16~21份的秸秆和1~2份的生物菌种混合均匀成混匀料,再向混匀料中按6.2~7.8kg/吨的比例加入生石灰,用以将混匀料的pH值控制在6.93~7.45,含水率控制在55.0~65.0%;所述的城市污泥为城市污水处理系统二沉池排出的经脱水处理的污泥且为碱性;所述的生物菌种为质量份数比为1:1:1的黑霉菌、枯草芽孢杆菌和绿色木霉菌;其活性菌数不小于1.5×109cfu/g;所述的城市污泥的含水率即水分的质量分数为65~80%、挥发性固体占干物质的质量分数为50~80%;秸秆的料级小于1cm、含水率即水分的质量分数小于1-6%;
3)初发酵:将步骤2)处理过的混匀料置于隔热阳光温室中,堆积成长垄状并盖上草帘,使之在35-45℃发酵3~5天形成初发酵的有机肥;
4)堆肥腐熟:向步骤3)中形成的初发酵的有机肥中加入重量份数为15~20份的畜禽粪便并混合均匀进行堆肥腐熟;当堆体温度升至60℃时进行翻堆,翻堆4~6次;至堆体温度稳定在20-28℃时,形成腐熟的有机肥;
5)干燥杀虫:将步骤4)中形成的腐熟的有机肥摊开、晾晒,使其水分含量降至20%以下,制得以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥。
2.一种以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥,其特征在于,采用权利要求1所述以柑橘皮渣和城市污泥为主要原料的有机肥的制造方法制造,其外观呈深褐色、粉末状、无恶臭,总养分即N+P2O5+K2O含量为5.81~6.08%、有机质含量为48.2~53.5%、含水量为15.8~17.0%、pH值为7.02~7.62、蛔虫卵死亡率为98.1~99.5%。
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