CN106278761B - 一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：将木材废料粉碎，水解；将剩余活性污泥灭菌，离心，固液分离，得到固体成分；将水解后的木材废料连同水解液与所得的固体成分混合，加入相对于混合物总重量0.0003～0.001％的微生物添加剂和0.0006～0.0015％的植物激素，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为48～53℃，空气湿度为68～72％，堆肥时间为12～20天。本发明在堆肥过程中加入了微生物添加剂、植物激素以及膨松剂，可以调节堆肥中的含氧量，增强其活性，无需使用大量的调理剂，节约成本，提高堆肥效率，提高堆肥产品的质量，减少对环境的污染，将剩余活性污泥与废弃木材有效回收利用以满足资源化的要求。

Description

一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法
技术领域
本发明涉及剩余活性污泥处理技术领域，具体是涉及一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展以及国家对环境污染治理力度的不断加强，带动我国污水处理效率的逐渐提高，与此同时，污水处理过程产生大量的剩余污泥有待处理。城市污水处理厂剩余污泥中含有丰富的有机质、氮、磷和其他一些营养物质，具有可观的肥效成分。剩余污泥好氧堆肥处理是污泥处理中最常见的方式之一。好氧堆肥是在有氧气条件下，借助好氧微生物的作用，有机物不断被分解转化的过程。
未腐熟的城市污泥施入土壤后,由于不稳定有机物的强烈分解,会消耗根际土壤中的氧气,并产生有机酸等有毒物质而抑制作物的生长,甚至引起烧苗。城市污泥在好氧高温堆肥处理过程中,其有机物不断向稳定化和腐殖化方向转化,从而避免了烧苗现象的发生。好氧高温堆肥可以灭活城市污泥中混入的杂草种子,避免了农田杂草的丛生。
虽然废弃物堆肥化处理日益受到人们的青睐,利用堆肥产物制造有机肥也具有一定的经济价值，但对堆肥的处理效率和产品质量的稳定性等技术问题仍是其比较关键的制约因素。因此，目前应当提高产品的质量,更好地满足无害化、减量化和资源化的要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，提高堆肥产品的质量，减少对环境的污染，将剩余活性污泥与废弃木材有效回收利用，制备高品质有机肥，以满足资源化的要求。
本发明的技术方案是：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎，水解，所述水解方法为酸水解或酶水解；所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；
(2)将剩余活性污泥灭菌，离心，固液分离，得到固体成分；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为45～50％，再加入相对于混合物总重量0.0003～0.001％的微生物添加剂和0.0006～0.0015％的植物激素，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为48～53℃，空气湿度为68～72％，堆肥时间为12～20天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的1-2‰，制得生物有机肥。
作为一种改进，所述堆肥过程中加入了膨松剂。
进一步地，所述膨松剂为菌糠与甲基纤维素、陶泥球、按4:1:10的质量比组成的混合物，菌糠是利用秸秆、木屑等原料进行食用菌代料栽培，收货后的培养基剩余物，俗称食用菌栽培废料、菌渣或余料；是食用菌菌丝残体及经食用菌酶解，结构发生质变的粗纤维等成分的复合物。菌糠是很好的有机肥料，被誉为“超级堆肥”。在本发明中，一方面它可以改善堆肥过程中混合物的含氧量，另一方面，废弃木材所含难熔性大分子化合物被菌丝体分解变成简单可溶性物质，因而可以有效地提高被农作物吸收利用的养分，具有明显的经济效应，还具有明显的生态和环保效应，菌糠肥施入土壤后，还可以进一步改善土壤的理化性质，增加土壤有机质含量，促进土壤腐殖质和团粒基团的形成与转化，提高土壤保水性能和土壤肥力，促进农作物抗腐能力和增产，同时可以减少化肥的过量使用引起许多负效应，如土质污染、环境污染等。陶泥球具有微孔结构，可以促进和增加作物对氮、磷、钾的吸收，使某些作物增强抗病、抗寒、抗旱的能力，同时还可壮根、活化土壤，强壮根系、增强植物吸收养分的能力。
进一步地，所述膨松剂的加入量为相对于混合物总重量的0.005～0.012％。
进一步地，所述木材废料的水解方法选自酸水解或酶水解中的任意一种；
其中，所述酸水解是将木材废料与浓度为0.55～0.6％硫酸先在130～150℃下共热，完成易水解聚糖的水解，然后连续通入180～190℃稀硫酸，完成难水解聚糖的水解；
其中，所述酶水解是用纤维素酶进行水解，将木材废料与浓度为0.05～0.06％的纤维素酶在25～35℃的温度条件下完成水解。
进一步地，所述步骤(2)所得的剩余活性污泥的固体成分的含水量小于20％。
进一步地，所述剩余活性污泥的灭菌方法为：将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟。
进一步地，将木材废料粉碎至10×10mm～20×20mm的小块。
进一步地，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。
进一步地，所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
本发明的有益效果是：本发明利用剩余活性污泥与木材废料进行混合堆肥，制备高品质有机肥，剩余活性污泥与木材废料堆肥时释放出的大量有机质、氮、磷和其他营养物质，作为肥料可以促进植物物生长；本发明在堆肥过程中加入了微生物添加剂、植物激素以及膨松剂，可以调节堆肥中的含氧量，增强其活性，无需使用大量的调理剂，节约成本，提高堆肥效率，比传统堆肥方法更快；所制备成的有机肥营养元素丰富，可有效促进农作物生长；本发明将剩余活性污泥与废弃木材有效回收利用可以满足资源化的要求，可减少对环境的污染。
具体实施方式
实施例1：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎至10×10mm的小块，所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；然后水解，所述木材废料的水解方法为酸水解，将木材废料与浓度为0.55％硫酸先在130℃下共热，完成易水解聚糖的水解，然后连续通入180℃稀硫酸，完成难水解聚糖的水解；
(2)将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟，离心，固液分离，得到固体成分，固体成分的含水量为5％；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为45％，再加入相对于混合物总重量0.0003％的微生物添加剂和0.0006％的植物激素，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为48℃，空气湿度为68％，堆肥时间为10天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的1‰，制得生物有机肥。
其中，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
实施例2：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎至15×15mm的小块，所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；然后水解，所述木材废料的水解方法为酶水解，将木材废料与浓度为0.055％的纤维素酶在30℃的温度条件下完成水解；
(2)将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟，离心，固液分离，得到固体成分，固体成分的含水量小于20％；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为47.5％，再加入相对于混合物总重量0.00065％的微生物添加剂和0.00105％的植物激素，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为50.5℃，空气湿度为70％，堆肥时间为16天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的1.5‰，制得生物有机肥。
其中，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
实施例3：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎至20×20mm的小块，所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；然后水解，所述木材废料的水解方法为酸水解，将木材废料与浓度为0.6％硫酸先在150℃下共热，完成易水解聚糖的水解，然后连续通入190℃稀硫酸，完成难水解聚糖的水解；
(2)将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟，离心，固液分离，得到固体成分，固体成分的含水量小于20％；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为50％，再加入相对于混合物总重量0.001％的微生物添加剂和0.0015％的植物激素，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为53℃，空气湿度为72％，堆肥时间为20天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的2‰，制得生物有机肥。
其中，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
实施例4：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎至10×10mm的小块，所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；然后水解，所述木材废料的水解方法为酶水解，将木材废料与浓度为0.05％的纤维素酶在25℃的温度条件下完成水解；
(2)将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟，离心，固液分离，得到固体成分，固体成分的含水量小于20％；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为45％，再加入相对于混合物总重量0.0003％的微生物添加剂和0.0006％的植物激素，再加入相对于混合物总重量的0.005％的膨松剂，所述膨松剂为菌糠与甲基纤维素、陶泥球、按4:1:10的质量比组成的混合物，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为48℃，空气湿度为68％，堆肥时间为12天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的1‰，制得生物有机肥。
其中，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
实施例5：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎至15×15mm的小块，所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；然后水解，所述木材废料的水解方法为酸水解，将木材废料与浓度为0.575％硫酸先在140℃下共热，完成易水解聚糖的水解，然后连续通入185℃稀硫酸，完成难水解聚糖的水解；
(2)将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟，离心，固液分离，得到固体成分，固体成分的含水量小于20％；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为47.5％，再加入相对于混合物总重量0.00065％的微生物添加剂和0.00105％的植物激素，再加入相对于混合物总重量的0.0085％的膨松剂，所述膨松剂为菌糠与甲基纤维素、陶泥球、按4:1:10的质量比组成的混合物，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为50.5℃，空气湿度为70％，堆肥时间为16天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的1.5‰，制得生物有机肥。
其中，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
实施例6：
一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎至20×20mm的小块，所述木材废料主要包括森林采伐或木材加工的废料如外材、板皮、木屑等；然后水解，所述木材废料的水解方法为酶水解，将木材废料与浓度为0.06％的纤维素酶在35℃的温度条件下完成水解；
(2)将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟，离心，固液分离，得到固体成分，固体成分的含水量小于20％；
(3)将水解后的木材废料连同水解液与灭菌后的剩余活性污泥在锥型双螺杆混合器中混合，所述剩余活性污泥在混合物中的重量百分比为50％，再加入相对于混合物总重量0.001％的微生物添加剂和0.0015％的植物激素，再加入相对于混合物总重量的0.012％的膨松剂，所述膨松剂为菌糠与甲基纤维素、陶泥球、按4:1:10的质量比组成的混合物，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为53℃，空气湿度为72％，堆肥时间为20天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的2‰，制得生物有机肥。
其中，所述有益微生物添加剂是由芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌按等质量比的混合。具体地，所述芽孢杆菌属为多粘芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌或炭疽芽孢杆菌，所述假单胞菌属为荧光假单胞菌，可以增强堆肥活性。所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合，是微量的有机分子，对植物的生长、发育、衰老、休眠、抗逆性具有极其重要的作用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种利用剩余活性污泥与木材废料制备有机肥的方法，其特征在于，具体方法为：
(1)将木材废料粉碎，水解，所述水解方法为酸水解或酶水解；
(2)将剩余活性污泥灭菌，离心，固液分离，得到固体成分；
(3)将步骤(1)水解后的木材废料连同水解液与步骤(2)所得的固体成分混合，其中所述步骤(2)的固体成分所占重量百分比为45～50％；加入相对于混合物总重量0.0003～0.001％的微生物添加剂和0.0006～0.0015％的植物激素，送入高温好氧堆肥系统进行堆肥，堆肥期间保持堆肥温度为48～53℃，空气湿度为68～72％，堆肥时间为12～20天；
(4)堆肥腐熟后，添加甲硫氨酸、磷酸二铵、硫酸钾、尿素、腐植酸锌到所述有机肥中，混匀，质量比为有机肥:甲硫氨酸:磷酸二铵:硫酸钾:尿素:腐植酸锌＝20:1:5:4:2:1；再添加壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶，壳寡糖、海藻酸甲壳素、磷脂酶的添加量均为有机肥质量的1-2‰，制得生物有机肥；
所述堆肥过程中加入了膨松剂；
所述膨松剂为菌糠与甲基纤维素、陶泥球、按4:1:10的质量比组成的混合物；
所述膨松剂的加入量为相对于混合物总重量的0.5～2.2％；
所述酸水解是将木材废料与浓度为0.55～0.6％硫酸先在130～150℃下共热，完成易水解聚糖的水解，然后连续通入180～190℃稀硫酸，完成难水解聚糖的水解；
所述酶水解是用纤维素酶进行水解，将木材废料与浓度为0.05～0.06％的纤维素酶在25～35℃的温度条件下完成水解；
所述步骤(2)所得的剩余活性污泥的固体成分的含水量小于20％；
所述剩余活性污泥的灭菌方法为：将剩余活性污泥用在高压灭菌釜中121℃下灭活30分钟；
将木材废料粉碎至10×10mm～20×20mm的小块；
所述微生物添加剂是芽孢杆菌属、假单胞菌属、固氮菌、菌根真菌、硅酸盐菌、绿色木霉菌、酵母菌的混合；
所述植物激素为生长激素和赤霉素的混合。
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