CN109485471A - 一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，属于固体废物资源化利用领域。本发明将市政污泥与农林牧业废弃物粉碎物进行混合；添加厌氧发酵菌稀释水剂，逐级搅拌，添加好氧发酵菌稀释粉剂进行搅拌，发酵腐熟；添加磷酸二铵、复合改良材料、中微量元素进行性能调制，添加重金属钝化剂进行重金属防治；即得盐碱地改良专用有机肥既解决了城市污泥、农、林、牧业废弃物的处理和处置难题；又解决了土地沃肥改良原材料和资金问题。是一个实现废弃物处理处置和土地沃肥改良“以废治废”的典型技术方案。实为环境、土地、农业、民生、社会、经济的统一效益体系。

Description

一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法
技术领域
本发明属于固体废物资源化利用领域，涉及一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法。
背景技术
盐碱土地是盐土和碱土的总称。盐土主要指含氯化物或硫酸盐较高的盐渍化土壤，碱土是指含碳酸盐或重磷酸盐的土壤，pH值较高，土壤呈碱性。盐碱土的有机质含量少，土壤肥力低，理化性状差，对作物有害的阴、阳离子多，作物不易促苗生长。
针对盐碱地缺乏有机质而造成的地温低、土瘦、结构差等特点，充分利用城市污泥与农林牧业废弃物富含有机质特性，制取盐碱地专用有机肥调理剂，利用有机肥中产生的有机酸，既能中和游离的碱，置换土壤复合体上的交换钠，又可溶解土壤中含有的碳酸钙，使钙离子和钠离子相互作用而置换出交换性钠离子，达到盐碱土壤改良目的。土壤中有机质含量越高，抑制水盐运动的作用就越强，多施有机肥可使土壤变得疏松，孔隙度大，耕作层地温高，土壤水分、物理性能和结构能得到改善。因此，增施有机质肥料是盐碱地改良持久有效的措施。
长期施用有机肥可对土壤中的有害阴、阳离子起缓冲作用，有利于发根、促苗。有机肥经微生物分解、转化形成腐殖质，能提高土壤的缓冲能力，并可和碳酸钠作用形成腐殖酸钠，降低土壤碱性。腐殖酸钠还能刺激作物生长，增强抗盐能力。腐殖质也可以促进团粒结构形成，从而使孔度增加，透水性增强，有利于盐分淋洗，抑制返盐。有机质在分解过程中产生大量有机酸，一方面可以中和土壤碱性，另一方面可加速养分分解，促进迟效养分转化，提高磷的有效性。因此，增施有机肥料是改良盐碱地，提高土壤肥力的重要措施。
在城市内，城市污水处理厂污泥有机质含量高达30％～50％，并含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，为植物可利用形态。因此需要一种方法利用城市污水处理厂污泥处理处置改良盐碱地。
发明内容
本发明的目的提供了一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，旨在充分利用市政污泥资源改良盐碱地，实现了以废治废，废物资源化利用目标。具有环保效益、生态效益、民生效益、经济效益。
本发明为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于：其包括如下步骤：市政污泥与农林牧业废弃物粉碎物按照质量比4-5：5-6准备原材料并进行混合，其中，混合物含水率为50-55％，碳氮比为25-35：1；添加混合物质量3-5％的厌氧发酵菌稀释水剂，逐级搅拌，添加混合物质量5-7％的好氧发酵菌稀释粉剂进行搅拌，发酵腐熟；其中，厌氧生物发酵菌稀释液按体积比1∶5加水稀释；好氧生物发酵菌稀释粉剂按体积比1∶6加粉状物稀释；添加混合物质量3—5％的磷酸二铵、10—20％的复合改良材料、2—3％的中微量元素进行性能调制，其中，复合改良材料按重量比3:3:2:2配混过磷酸钙、含腐植酸物质与硫酸亚铁和醋渣，添加重金属钝化剂进行重金属防治；即得盐碱地改良专用有机肥。
进一步的技术方案在于，所述中微量元素按质量百分比硫磷铵25％—45％，硫酸铵20％—45％，硫酸锌2％—8％，硫酸镁4％—10％，硼砂2％—10％，硝酸钙3％—7％进行配制。
进一步的技术方案在于，所述重金属钝化剂用量为混合物质量比的5-10％。
进一步的技术方案在于，所述农林牧业废弃物为农业秸秆、林业枝叶、野生杂草、猪牛羊鸡鸭粪便。
进一步的技术方案在于，添加好氧生物发酵菌稀释粉剂进行搅拌后，控制颗粒在3cm以下，颗粒外表面均匀包裹好氧生物发酵菌稀释粉剂。
进一步的技术方案在于，发酵腐熟过程中，控制温度在50-70℃，辅以物料翻抛操作控制温度；直至发酵完全。
进一步的技术方案在于，在制备过程中还添加了pH值调节剂，所述pH值调节剂为水解聚马来酸酐与水按质量比1:500配置的有机水溶液。
进一步的技术方案在于，所述重金属钝化剂为有机物料或碳材料、粘土矿物、金属氧化物。
进一步的技术方案在于，所述金属氧化物为硫酸亚铁、硫酸铁、氧化锰、针铁矿中的一种或多种；所述碳材料为腐殖酸、泥炭、黑炭中的一种或多种；所述粘土矿物为膨润土、珍珠岩、凹土、海泡石、高岭土中的一种或多种。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述有机肥可以作为普通肥料进行使用，也可以作为盐碱地调理剂对盐碱地进行调理；本发明配方组成科学合理，选材得当，其原料是城市污水处理厂污泥(简称：市政污泥)，辅料是农、林、牧业废弃物，原辅材料来源广泛、取之不尽、用之不竭。在培制工艺上采取兼氧发酵工艺，保证了发酵腐熟效果及有机质和养分生化指标。
在作为调理剂时，也是充分考虑了盐碱贫瘠土壤排盐降碱沃肥渴求，其终极产成品沃肥改良针对性，和利于作物生长的适应性非常强，为盐碱贫瘠土地土壤得天独厚的优质沃肥改良材料。
本发明既解决了城市污泥、农、林、牧业废弃物的处理和处置难题；又解决了土地沃肥改良原材料和资金问题。是一个实现废弃物处理处置和土地沃肥改良“以废治废”的典型技术方案。实为环境、土地、农业、民生、社会、经济的统一效益体系。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明公开了一种利用市政污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂生产方法，所述方法的内容主要包括以下步骤：原、辅材料验收进场—原、辅材料检验(水分含量、碳氮比)—原、辅材料试配(调节水分含量、碳氮比)—原、辅材料调配混合搅拌(加厌氧发酵菌)—拌和搅拌(加好氧发酵菌)—将搅拌好的混合物料建堆—兼氧发酵腐熟—添加磷酸二铵、复合改良材料和中微量元素混合搅拌—粉碎筛选—筛上物回拌—筛下产成品添加重金属钝化剂进行防治—有机肥成品。具体的制备步骤为：
1.原、辅材料检测试验：为掌握原、辅材料符合要求，需在进场前进行检测(或索取)获得重金属污染物、含水率、碳氮比等各成分含量基础数据，根据检测数据进行配料试验，较为准确的确定辅料和各种添加剂及材料的调质配比。检测方法是针对来料渠道按批次或按月进行，执行依据是《(GB/T24600-2009)城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》标准。目的是保证原、辅材料符合环保要求，和便于下一步的辅料和各种添加剂及材料的采购储备，有计划的安排处理生产。
原料：市政污泥；辅料：农林牧业废弃物，如农业秸秆、林业枝叶、野生杂草、猪牛羊鸡鸭粪便等
2.污泥调质处理：根据我国城镇污水处理厂，市政污泥的理化及生化性质，配比范围基本上在(按质量比)：市政污泥40—50份，辅料(农林牧业废弃物)50—60份；污泥混合物料含水量50—55％，碳氮比25—35：1，才能够适合兼氧发酵所需要的条件。
3.混合搅拌工艺：按兼氧发酵原理，在进行污泥与辅料(农林牧业废弃物)混合搅拌时，厌氧·好氧生物发酵菌剂要分别添加，分别搅拌；首先按污泥混合物料质量3—5％加入稀释了5倍的厌氧发酵菌液，进行强制性搅拌；使厌氧菌与污泥得到充分的混合；紧接着按污泥混合物料质量5—7％添加稀释了6倍的好氧发酵菌粉剂，进行拌和性搅拌，掌握出料粒度在3厘米以下，使其好氧菌粉剂均匀粘裹于物料颗粒外层，使其不易结块，增强透气性，达到透气性好，升温快，实现双氧同时交替发酵。
4.建堆发酵工艺：将搅拌后的混合物料运至发酵区，按高1.6米、宽3.2米堆建条形垛。根据兼氧发酵理论，由好氧发酵起温带动厌氧发酵进行交替发酵，起温速度快而较高。所以要进行严格的温度检测与控制，及时进行翻抛作业，要求按条形垛长度每20米设置一个温度监测点，前期发酵待温度上升到70℃时或下降到50℃时，要及时翻抛通风调节发酵温度，等到堆垛温度不再上下升降到40℃时，表明发酵腐熟过程完成。
当温度在60-70℃时可对害微生物、寄生虫卵、草籽得以杀灭；
5.盐碱地专用有机肥调理剂培制工艺：首先对发酵腐熟了的产成品(有机肥)进行抽样检测化验，主要是针对有害重金属污染指标，其次是有机质、氮磷钾总养分，执行标准依然是《(GB/T24600-2009)城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》标准，根据化验结果决定下一步的调质处理添加配方和工艺。有害重金属钝化剂、改良复合添加材料、中微量元素等，按说明书技术方案选择材料和使用量进行进一步的调质处理即可。
一般添加混合物质量3—5％的磷酸二铵、10—20％的复合改良材料、2—3％的中微量元素进行性能调制，其中，复合改良材料按重量比3:3:2:2配混过磷酸钙、含腐植酸物质与硫酸亚铁和醋渣；能明显降低盐碱土的pH、CO3 2-、HCO3 -,Cl-和Na+的含量，同时增加土壤中S04 2-、Ca2+和Mg2+等离子含量。能提高排盐降碱能力、消除碳酸盐对作物的毒害，预防病虫害，增加肥效；中微量元素按质量百分比硫磷铵25％—45％，硫酸铵20％—45％，硫酸锌2％—8％，硫酸镁4％—10％，硼砂2％—10％，硝酸钙3％—7％进行配制，用于满足土壤营养、提高地温、中和盐碱、减少单盐侵害，有效地改善盐碱地土壤团粒结构，排盐降碱持久，有利于植物生长。
6.环保措施：市政污泥处理和盐碱地改良专用有机肥调理剂制备的主要污染风险是有害重金属污染，其次是恶臭气体及粉尘扩散对大气的影响。针对前者可以选用有害重金属不超标的污水处理厂生活污泥等有机废弃物为原料，为了防止堆肥过程中污泥中的重金属钝化不足或所用生活污泥的重金属含量偏高，可采取添加污泥混合物料质量5-10％的重金属钝化剂(如：膨润土、珍珠岩、凹土、海泡石、高岭土等；特种情况下可使用硫酸亚铁、硫酸铁、氧化锰、针铁矿等)或加大农林牧废弃物的使用量(或添加腐殖酸、泥炭、黑炭等)，使重金属经吸附、氧化、沉淀、螯合的形式进一步固化钝化，保证污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂质量安全。对于臭气的控制可以采取添加生物除臭灭蝇菌剂在堆腐过程中控制除臭的强度，发酵堆腐过程通过封闭式空间，在光氧除臭净化装置和喷雾设施的作用下，避免了除臭对大气的污染影响。
用水解聚马来酸酐与水按质量比1:500配置的有机水溶液来调节盐碱地的酸碱度；其用量根据地性盐碱程度检测结果决定添加量，用于精准调整pH值，满足盐碱地土壤改良使用。
7.质量控制：市政污泥的处理与盐碱地改良专用有机肥调理剂制备，从源头抓起，严格把住原辅料进场质量关，生产过程中随时对物料产成品进行跟踪检测，如发现指标异常、达不到中华人民共和国《(GB/T24600-2009)城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》标准时，随时调整原辅材料和添加剂的配比。保证盐碱贫瘠土地土壤改良后有害重金属污染物控制标准不超过《(GB15618-2018)土壤环境质量标准》，有机质不低于15％，氮磷钾总养分不低于3％，符合农业用地标准。
8.市政污泥处理与盐碱地改良专用有机肥调理剂制备，搅拌机、翻堆机等设备的选用，要注重选用低噪音70分贝以下的设备，搅拌机搅拌轴转速选用70—100/min之间，搅拌时间不能低于20秒；翻堆机翻抛轴转速选用200—300/min之间，行走速度不能超过5m/min,搅拌翻抛物料粒度不能超过3cm。要充分考虑设备的连续性、强制性、均匀度，各种物料及添加剂搅拌混合的越均匀越亲密，它们之间的物理吸附越吻合，物理与生化反应也越充分，所得到的物理生化反应效果就理想，制备的产成品物质也好；本发明所用的其他物质也是从市场购买，比如发酵菌等。
本发明解决城市污泥、农业秸秆、林业枝叶、牧业粪便等一般废弃物的资源化处理及落地处置去向和路线问题，同时解决盐碱地改良材料来源不足问题，节省国家对盐碱地改良投入，减轻农民负担，促使农业增收。

Claims (9)

1.一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于：其包括如下步骤：市政污泥与农林牧业废弃物粉碎物按照质量比4-5：5-6准备原材料并进行混合，其中，混合物含水率为50-55％，碳氮比为25-35：1；添加混合物质量3-5％的厌氧发酵菌稀释水剂，逐级搅拌，添加混合物质量5-7％的好氧发酵菌稀释粉剂进行搅拌，发酵腐熟；其中，厌氧生物发酵菌稀释液按体积比1∶5加水稀释；好氧生物发酵菌稀释粉剂按体积比1∶6加粉状物稀释；添加混合物质量3—5％的磷酸二铵、10—20％的复合改良材料、2—3％的中微量元素进行性能调制，其中，复合改良材料按重量比3:3:2:2配混过磷酸钙、含腐植酸物质与硫酸亚铁和醋渣，添加重金属钝化剂进行重金属防治；即得盐碱地改良专用有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，所述中微量元素按质量百分比硫磷铵25％—45％，硫酸铵20％—45％，硫酸锌2％—8％，硫酸镁4％—10％，硼砂2％—10％，硝酸钙3％—7％进行配制。
3.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，所述重金属钝化剂用量为混合物质量比的5-10％。
4.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，所述农林牧业废弃物为农业秸秆、林业枝叶、野生杂草、猪牛羊鸡鸭粪便。
5.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，添加好氧生物发酵菌稀释粉剂进行搅拌后，控制颗粒在3cm以下，颗粒外表面均匀包裹好氧生物发酵菌稀释粉剂。
6.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，发酵腐熟过程中，前期控制温度在60℃以上，中期、后期进行翻抛发酵，控制温度在60℃以下，直至发酵完全。
7.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，在制备过程中还添加了pH值调节剂，所述pH值调节剂为水解聚马来酸酐与水按质量比1:500配置的有机水溶液。
8.根据权利要求1所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，所述重金属钝化剂为有机物料或碳材料、粘土矿物、金属氧化物。
9.根据权利要求8所述的一种污泥处理制备盐碱地改良专用有机肥调理剂的方法，其特征在于，所述金属氧化物为硫酸亚铁、硫酸铁、氧化锰、针铁矿中的一种或多种；所述碳材料为腐殖酸、泥炭、黑炭中的一种或多种；所述粘土矿物为膨润土、珍珠岩、凹土、海泡石、高岭土中的一种或多种。
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