CN105439711A - 一种城市淤泥制备有机肥料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市淤泥制备有机肥料及其制备方法，由以下重量份的原料制成：城市淤泥、蛭石、EM菌剂、玉米芯、干牛粪、鸡粪、果蔬废渣、废纸、粗制面粉、交联剂和适量的水；对城市的淤泥进行处理应用于肥料，是一种很好的天然泥土改良剂，高含量的有机质有利于提高作物的生长，同时稀泥自身是一种疏松多孔的结构，可以给微生物提高良好的生存环境，发明中的肥料未经堆积发酵就以进入土壤，其可以自行在微生物的作用下发酵，被植物直接利用，发酵后的肥料在雨水的冲刷下不利于释放，效率大大降低，本发明很好的解决了这个问题。

Description

一种城市淤泥制备有机肥料及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料的工艺技术领域，具体涉及到一种城市淤泥制备有机肥料及其制备方法。

背景技术

因水利工程等建设和维护的需要，我国每年都要对河道进行大规模的疏通淤泥，从而产生大量的淤泥，淤泥具有含水量高、孔隙比大、压缩性大、强度低、有机质含量极为丰富等特点，淤泥由于长期处于水下，结构松散，孔隙比很大，其含水量非常高，达到120~180%，加之淤泥的天然结构强度非常低，所以淤泥常处于流动的液态形式。

对淤泥的颗粒累计百分比含量粒径，由颗粒分析筛分发和密度计法联合测定，得到粘粒含量为16.7%，粉粒含量为74.7%，砂粒的含量为8.6%。儿城市淤泥的特点是：颗粒的比表面积小，颗粒吸附能力差，彼此间的粘连特性降低，所以对于城市淤泥的处理固话难度更高。

同时检测淤泥的矿质成分发现，大多以石英砂为主，黏土为矿质高岭土，蒙脱石，伊利石，化学成分以SiO₂为主，常见的淤泥固话处理是加入一定量的水泥，石灰等作为固化材料，再由环保式的清淤工艺机械脱水后使含水量在40%以下完成的。

由于水土流失、堤防缺少护岸加上人为因素的影响，目前平均每省约6万km河道淤积总量已达20亿m³，每年平均淤积量1亿m³。其中城市下水道等的淤泥直接影响人们的生活健康水品，导致下水道堵塞，气味难闻，细菌滋生；淤积导致河道行洪排涝不畅，调蓄容量减少，供水、抗旱能力下降，航运萎缩，水质污染，水环境状况日趋恶化。

发明内容

本发明为了减轻城市河道，主干道河床多年的淤泥沉积问题，发明一种利用城市淤泥为细菌载体的微生物型有机肥料，起到废物充利用的作用，推进可持续发展的战略目标，具体是通过以下的方法实现的：

一种城市淤泥制备有机肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：城市淤泥60~75、蛭石4~8、EM菌剂6~8、玉米芯30~45、干牛粪20~25、鸡粪10~16、果蔬废渣40~50、废纸8~12、粗制面粉40~55、交联剂5~8和适量的水；

所述的交联剂由以下重量份的原料制成：水泥4~6、石膏粉12~18、马来酸3~6、木质磺酸1~3、聚丙烯酸酯15~20、工业棕榈油10~15、羟乙基纤维素1~3、乙醇10~14、丙酮3~6和水100；制备方法是：将乙醇、水和丙酮混合加入到反应釜中，加热至75~90℃保温，然后加入聚丙烯酸酯和马来酸，不断搅拌至溶解，完成后加入工业棕榈油、羟乙基纤维素以及木质磺酸钠，保温并以200~250r/min的转速搅拌复配1.5~2h后起泡成为粘稠状的液体，最后混合水泥和石膏粉，超微粉碎过80~120目筛，加入前述总料中搅拌消泡后成为均一的乳剂即得。

一种城市淤泥制备有机肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将城市淤泥放入搅拌机高速搅拌，然后在转速200~300r/min的离心机上离心，去除表层青液及下层大颗粒残渣，保留中间稀泥；

（2）将蛭石粉碎成过20~40目筛的粉剂，混合交联剂加入到（1）所述的稀泥中，搅拌混匀，然后在90~115℃条件下烘干，进而粉碎成粒径0.5~1mm粒径的颗粒剂；

（3）将EM菌剂与30倍其重量份的水混合稀释，加入（2）所述的颗粒剂，常温下搅拌吸附2~4h，完成后过滤得改性颗粒剂；

（4）混合干牛粪、玉米芯及其它以下未涉及的剩余成分，适量加水球磨至糊状材料，拌入（3）所述的改性颗粒，混合均匀后通过喷浆造粒制成粒径0.5~0.7cm的球状即可。

检测城市荷塘的淤泥有机质含量达到9.6%以上，高于一般土壤近2.5倍，其中的粘土矿质含量比较高，通过对城市淤泥的了解，重点对其利用的是其较高的有机质含量，松散多孔性的结构，同时细微的土壤结构使得其具备一定的天然吸附特性，发明是将淤泥从河道等捞出后搅拌机搅拌，然后离心表层的稀土黏土部分，过滤掉下层大颗粒的石英砂颗粒及杂质，将发明特制的粘结剂加入上层的稀土壤中，充分粘结后烘干成固体块状，再重新粉碎过40~60目筛的微小颗粒剂，具有很强的吸附性能，同时自身是一种多孔的颗粒，其含有的丰富有机质有利于微生物的附着生长，然后作为一个整体制成微生物肥料，有利于微生物的活性，持久保持微生物的活力，材料本身来源是适于微生物生长的城市、河道的淤泥，所以很适于微生物的生长繁殖，微生物不易变异，用于微生物肥料，能大大延长肥料的作用时间。

发明对于粘结剂的选择尤为重视，由于河道淤泥较稀，结构不稳定，相互间的粘滞效果差，发明采用水泥、石灰作为基本固化的载体，其他选用的高炉矿渣和脱硫石膏效果均不如前者，高分子固化材料选用聚丙烯酸酯和聚乙烯醇作为对比加入，发现聚丙烯酸酯的效果更好。

固化原理为固化材料通过一系列的吸水、水解、水化反应，在淤泥颗粒的表面产生凝胶类物质（水化硅酸钙），形成不可逆的硬化壳，使之具有一定的稳定性，同时，具有凝胶性质的水化产物在淤泥颗粒之间形成了网状结构，产生形状复杂的空隙。

在水泥化的胶体中Ca（OH）₂和Ca²⁺、OH^-共存，而构成淤泥的黏土中通常带有Na⁺和K⁺，析出的Ca²⁺会与之吸附交换使得水泥化的生成物Ca（OH）₂具有强烈的吸附活性，而这能进一步的使各成分间紧密相连，形成链状结构，成为稳定的联结。水泥土的强度主要来自水泥水化所产生的水化硅酸钙等水化物的胶结作用，在水泥土孔隙水中Ca（OH）₂不饱和的情况下，土质对OH^-，CaO，Ca²⁺的吸收将降低水化硅酸钙的生成量，致使水泥强度降低，使用水泥和石膏粉的组合正好弥补相互的缺陷，达到较为完美的结果。

高分子增稠剂羟乙基纤维素加入到粘结剂中会产生化学结合，具有粘合成膜，增稠、保护剂等的作用，粘结土壤颗粒，减少土壤的吸附水；助固化剂是用来减少粘结中的树脂添加剂饱和性质，增加不饱和性质的树脂，增添彼此交联特性，分别筛选了马来酸、胡马酸、碳酸钠、硫酸铝钾等作为实验，发现马来酸的效果最佳。

本发明的有益效果：对城市的淤泥进行处理应用于肥料，是一种很好的天然泥土改良剂，高含量的有机质有利于提高作物的生长，同时稀泥自身是一种疏松多孔的结构，可以给微生物提高良好的生存环境，发明中的肥料未经堆积发酵就以进入土壤，其可以自行在微生物的作用下发酵，被植物直接利用，发酵后的肥料在雨水的冲刷下不利于释放，效率大大降低，本发明很好的解决了这个问题。

具体实施方式

实施例1：

一种城市淤泥制备有机肥料，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：城市淤泥65、蛭石5、EM菌剂6、玉米芯30、干牛粪25、鸡粪16、果蔬废渣50、废纸8、粗制面粉40、交联剂6和适量的水；

所述的交联剂由以下重量份的原料制成：水泥6、石膏粉12、马来酸4、木质磺酸2、聚丙烯酸酯16、工业棕榈油10、羟乙基纤维素1、乙醇10、丙酮5和水100；制备方法是：将乙醇、水和丙酮混合加入到反应釜中，加热至75~90℃保温，然后加入聚丙烯酸酯和马来酸，不断搅拌至溶解，完成后加入工业棕榈油、羟乙基纤维素以及木质磺酸钠，保温并以200~250r/min的转速搅拌复配1.5~2h后起泡成为粘稠状的液体，最后混合水泥和石膏粉，超微粉碎过80~120目筛，加入前述总料中搅拌消泡后成为均一的乳剂即得。

一种城市淤泥制备有机肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将城市淤泥放入搅拌机高速搅拌，然后在转速200~300r/min的离心机上离心，去除表层青液及下层大颗粒残渣，保留中间稀泥；

（2）将蛭石粉碎成过20~40目筛的粉剂，混合交联剂加入到（1）所述的稀泥中，搅拌混匀，然后在90~115℃条件下烘干，进而粉碎成粒径0.5~1mm粒径的颗粒剂；

（3）将EM菌剂与30倍其重量份的水混合稀释，加入（2）所述的颗粒剂，常温下搅拌吸附2~4h，完成后过滤得改性颗粒剂；

（4）混合干牛粪、玉米芯及其它以下未涉及的剩余成分，适量加水球磨至糊状材料，拌入（3）所述的改性颗粒，混合均匀后通过喷浆造粒制成粒径0.5~0.7cm的球状即可。

使用本发明的一种城市淤泥制备有机肥料用于农作物种植的试验，选择5亩水稻田，将本发明肥料按每亩150~200kg作为基肥释放到田间，对照组的5亩水稻田不做任何处理，其它养护条件及水肥管理均相同，结果证实：实验组的水稻长势更好，减少后期化学肥料的使用量，水稻的抗逆性也有所提高。

Claims (2)

1.一种城市淤泥制备有机肥料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：城市淤泥60~75、蛭石4~8、EM菌剂6~8、玉米芯30~45、干牛粪20~25、鸡粪10~16、果蔬废渣40~50、废纸8~12、粗制面粉40~55、交联剂5~8和适量的水；

所述的交联剂由以下重量份的原料制成：水泥4~6、石膏粉12~18、马来酸3~6、木质磺酸1~3、聚丙烯酸酯15~20、工业棕榈油10~15、羟乙基纤维素1~3、乙醇10~14、丙酮3~6和水100；制备方法是：将乙醇、水和丙酮混合加入到反应釜中，加热至75~90℃保温，然后加入聚丙烯酸酯和马来酸，不断搅拌至溶解，完成后加入工业棕榈油、羟乙基纤维素以及木质磺酸钠，保温并以200~250r/min的转速搅拌复配1.5~2h后起泡成为粘稠状的液体，最后混合水泥和石膏粉，超微粉碎过80~120目筛，加入前述总料中搅拌消泡后成为均一的乳剂即得。

2.根据权利要求1所述一种城市淤泥制备有机肥料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）将城市淤泥放入搅拌机高速搅拌，然后在转速200~300r/min的离心机上离心，去除表层青液及下层大颗粒残渣，保留中间稀泥；

（2）将蛭石粉碎成过20~40目筛的粉剂，混合交联剂加入到（1）所述的稀泥中，搅拌混匀，然后在90~115℃条件下烘干，进而粉碎成粒径0.5~1mm粒径的颗粒剂；

（3）将EM菌剂与30倍其重量份的水混合稀释，加入（2）所述的颗粒剂，常温下搅拌吸附2~4h，完成后过滤得改性颗粒剂；

（4）混合干牛粪、玉米芯及其它以下未涉及的剩余成分，适量加水球磨至糊状材料，拌入（3）所述的改性颗粒，混合均匀后通过喷浆造粒制成粒径0.5~0.7cm的球状即可。