CN110204379A - 一种利用河道淤泥制备有机肥的方法及缓释型有机肥料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用河道淤泥制备有机肥的方法及缓释型有机肥料，涉及淤泥处理技术领域。利用河道淤泥制备有机肥的方法包括：采用强碱进行灭菌，然后进行发酵；优选地，强碱采用氧化钙，且氧化钙的添加量为淤泥质量的0.1‑0.5％。采用此种方法可以利用单独的河道淤泥为原料生产有机肥，无需添加其他主要原料，更为重要的是可以制备得到缓释型有机肥，有机肥的生产成本低，营养成分能够满足要求，应用领域广泛。
Description
技术领域
本发明涉及淤泥处理技术领域，且特别涉及一种利用河道淤泥制备有机肥的方法及缓释型有机肥料。
背景技术
目前常用的河道清淤处理没有有效的施工解决方法，绝大部分挖出的淤泥废弃，或者设置堆场进行存放，不仅占用鱼塘和耕地，污染海洋，危害生态环境，很难再开发利用。此外，由于地基基础非常软弱，挖除后采取翻挖晾晒措施使得工期大幅延长，管理费用增加，而且受天气因素影响较大。
缓释型有机肥是一种能够持续供给植物营养的肥料，目前制备缓释型有机肥的工艺复杂，并且没有针对河道淤泥制备缓释型有机肥的工艺。河道淤泥的处理量大，且质地不适于单独作为主料生产有机肥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其通过先采用强碱进行灭菌再进行发酵的工艺，能够利用简便的工艺采用河道淤泥制备缓释肥，具有很高的经济价值。
本发明的另一目的在于提供一种缓释型有机肥料，其由河道淤泥制备而得，生产成本低，且营养成分满足有机肥的要求。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，包括如下步骤：
采用强碱进行灭菌，然后进行发酵；
优选地，强碱采用氧化钙，且氧化钙的添加量为淤泥质量的0.1-0.5％。
本发明还提出一种缓释型有机肥料，应用上述利用河道淤泥制备有机肥的方法制备而得；
优选地，缓释型有机肥料的pH为6.5-7.5；
优选地，在缓释型有机肥料中，有机质的含量为20-25g/kg，速效钾的含量为180-190mg/kg，有效磷的含量为20-30mg/kg。
本发明实施例提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法的有益效果是：先加入强碱对淤泥进行处理，去除微生物的同时，还可以通过化学反应形成以有机物质为主的有机氢氧化物，使用时在空气和雨水的促进下转化为碳酸氢钙并逐步缓慢分解，形成持续肥料供给植物营养。
本发明还提供了一种缓释型有机肥料，其应用上述制备方法制备而得，有机肥的生产成本低，营养成分能够满足要求，能够持续供给营养，应用领域广泛。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种利用河道淤泥制备有机肥的方法及缓释型有机肥料进行具体说明。
本发明实施例提供的一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其包括如下步骤：
S1、微生物去除
发明人发现在发酵之前先去除河道淤泥中的微生物能够保证淤泥发酵形成有机肥，若在发酵过程中去除微生物则很可能导致制备得到的产品不能满足有机肥的要求。
去除河道淤泥中的微生物是采用强碱进行灭杀；更优选地，采用氧化钙，氧化钙的添加量为淤泥质量的0.1-0.5％。氧化钙可以为市购的高活性度氧化钙，可以短时杀灭微生物去除异味消除公害。一般而言采用搅拌等方式使氧化钙和河道淤泥混合均匀，静置20-30h即可。
在去除河道淤泥中的微生物之前，将从河道底部挖出的淤泥进行筛分，去除杂质。通过河道底淤泥开挖处理技术在项目河道中开挖出淤泥，经初步筛分后把去除石渣等杂质的淤泥收集运回处理厂进行后续处理。
需要补充的是，高活性度氧化钙初期形成短时强碱杀灭微生物，然后通过化学反应形成以有机物质为主的有机氢氧化物，使用时在空气和雨水的促进下转化为碳酸氢钙并逐步缓慢分解，形成持续肥料供给植物。
S2、发酵
需要强调的是，以单独的河道淤泥为原料制备有机肥是很难实现的，现有技术中有采用河道淤泥和其它多种原料配合进行发酵的方式，而单独以河道淤泥为原料进行发酵制备有机肥是一项长久不能解决的技术问题。长久不能实现的原因主要是发酵后产品不能满足有机肥的要求，这可能与河道淤泥本申请的成分和特性有关，因此长久以来都没有采用单独的河道淤泥进行有机肥的制备。
发酵过程包括发酵剂添加和翻堆发酵，翻堆发酵是指当物料温度达到65-70℃后进行翻堆以降低温度。发酵过程会产生大量热量，会导致物料的温度升高，发酵温度不宜过高，否则会导致发酵产品不能满足有机肥的要求。
发酵剂的添加量为淤泥质量的0.1-0.3％；优选地，发酵剂的添加是将发酵剂和淤泥进行搅拌以混合均匀；发酵剂为市购有机肥发酵剂。有机肥发酵剂能够分解蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素等，并将细菌、真菌等复合而成，其有效活菌数含量高，降解能力强。在适宜的条件下能迅速将堆料中的碳、氮、磷、钾、硫等分解矿化，形成简单有机物，从而进一步分解作为可吸收的营养成分。有机肥发酵剂的主要物料是猪粪、鸡粪、牛粪等畜禽类粪便，还包括果渣、蘑菇渣、酒糟、糠醛渣等大宗物料。
发酵的时间根据发酵温度而定，发酵环境温度为t，当15℃≤t≤40℃时，发酵时间为5-7天；当0℃≤t＜15℃时，发酵时间为12-15天。也就是说，夏天发酵到5-7天即可出槽，冬天12-15天即可出槽。
在进行灭菌在之后进行发酵之前，将淤泥水分调节至70-80％，优选为75-80％。发酵之前的含水量不宜过高，否则会影响发酵后产品中有效成分含量，也容易导致产品不符合有机肥标准。
放置储料厂进行堆放发酵，时间为3-5天，使其中含水量在35％-40％即可进行造粒或粉碎。发酵是否完成除了考虑发酵时间外，还要考虑含水量，需要待含水量满足要求后才能进入后处理环节。
S3、后处理
后处理的具体步骤是根据产品的要求选择粉碎、造粒，或者单独进行粉碎即可。
在一些实施例中，在发酵之后，将物料进行粉碎；优选地，粉碎后粒径为0.5-5mm。由于发酵好的物料含有小结块，不利于后面成品造粒，这时可进行物料粉碎，可用有机肥粉碎机进行，台数在1-2台功率30KW。
在粉碎之后，将物料进行搅拌配料，在搅拌过程中加入营养组分；优选地，营养组分选自氮源、钾源和磷源中的任意一种或多种。把粉碎好的物料运送到配料仓中，经自动配料送至主运输机，送至搅拌机进行搅拌，可根据需求加入相关营养组分。通过再次搅拌配料能够制备营养组成更加丰富的有机肥，具体可以根据对有机肥的营养需求进行添加。
在粉碎之后，将物料进行烘干；优选地，烘干是在50-70℃下干燥40-45min；更优选地，烘干机的转速为4.5-5转/秒。烘干的温度不宜过高，否则容易导致营养成分的流失，采用可转动的烘干机能够进一步促进物料混合，提升烘干速率。
在一些实施例中，将烘干后的颗粒进行筛分，粒径在5mm以上进行再次粉碎后造粒。通过筛分去除不符合粒径要求的颗粒，将这部分尺寸较大的颗粒再次粉碎造粒，提高了原料的利用率也保证了产品的品质。
需要说明的是，发明人将河道底淤泥开挖处理技术、淤泥回收生产填方材料技术、生产缓释型有机化肥技术综合应用，提出了河底淤泥处理再利用项目施工技术；河底淤泥处理再利用项目施工技术不仅满足了河道流域蓄水、排水及防洪等功能性要求，而且较好的改善了河道流域辐射范围内的生态环境、气候条件。
本发明实施例还提供了一种缓释型有机肥料，应用上述利用河道淤泥制备有机肥的方法制备而得。由于有机肥的主要原料完全为废物利用，生产成本低，是一种缓释型有机肥料，pH为6.5-7.5。
优选地，在缓释型有机肥料中，有机质的含量为20-25g/kg，速效钾的含量为180-190mg/kg，有效磷的含量为20-30mg/kg，有效成分的含量均能够满足对有机肥的要求。此含量范围为不加入额外营养成分的前提下，单独采用河道淤泥发酵制备的有机肥，具有广阔的应用前景。
需要说明的是，河道底泥经过化学无公害处理，无异味、无污染，处理产物加工成PH≈7的缓释型有机肥料用于绿化种植底肥，用于城市绿化施工，成本低廉，变废为宝经济效益可观。该有机肥料还可用于绿化种植土改良，活化土壤调节土壤组分。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其包括以下步骤：
首先，在河道中挖出淤泥，经初步筛分后把去除石渣等杂质的淤泥收集运回处理厂，添加高活性度氧化钙(氧化钙含量约为90％)，添加量为淤泥质量的0.1％，搅拌均匀后静置30h。
其次，经初步沥水后控制淤泥一般含水量75％-80％左右，向淤泥中添加有机肥发酵剂，通过抛翻机翻抛搅拌，使发酵菌均匀的同淤泥混合均匀，复合发酵剂的添加量为淤泥质量的0.1％左右。在夏季堆放发酵5天(温度在15-40℃之间)，当温度达到65℃左右时进行翻堆、降温。
最后，待淤泥中含水量在35-40％时，采用功率为30KW的粉碎机将发酵好的物料进行粉碎至粒径为1mm左右。然后将半成品颗粒经主输送机送到烘干机进行烘干，烘干温度控制在50℃左右，颗粒在烘干机内的存留时间为40分钟，烘干机转速为4.5转/秒。将烘干的有机肥成品颗粒通过输送机送至一次筛分机，粒径在5mm以上的较大颗粒经返料皮带送至粉碎机粉碎进行再次粉碎，符合要求的颗粒经输送机送至冷却机冷却。将筛分好的有机肥成品颗粒通过输送机送入有机肥自动包装机，计量包装即得成品生物有机肥。
实施例2
本实施例提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其包括以下步骤：
首先，在河道中挖出淤泥，经初步筛分后把去除石渣等杂质的淤泥收集运回处理厂，添加高活性度氧化钙(氧化钙含量约为90％)，添加量为淤泥质量的0.5％，搅拌均匀后静置20h。
其次，经初步沥水后控制淤泥一般含水量70％-80％左右，向淤泥中添加有机肥发酵剂，通过抛翻机翻抛搅拌，使发酵菌均匀的同淤泥混合均匀，复合发酵剂的添加量为淤泥质量的0.3％左右。在夏季堆放发酵7天(温度在15-35℃之间)，当温度达到70℃左右时进行翻堆、降温。
最后，待淤泥中含水量在35-40％时，采用功率为30KW的粉碎机将发酵好的物料进行粉碎至粒径为5mm左右。然后将半成品颗粒经主输送机送到烘干机进行烘干，烘干温度控制在70℃左右，颗粒在烘干机内的存留时间为45分钟，烘干机转速为5转/秒。将烘干的有机肥成品颗粒通过输送机送至一次筛分机，粒径在5mm以上的较大颗粒经返料皮带送至粉碎机粉碎进行再次粉碎，符合要求的颗粒经输送机送至冷却机冷却。将筛分好的有机肥成品颗粒通过输送机送入有机肥自动包装机，计量包装即得成品生物有机肥。
实施例3
本实施例提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其包括以下步骤：
首先，在河道中挖出淤泥，经初步筛分后把去除石渣等杂质的淤泥收集运回处理厂，添加高活性度氧化钙(氧化钙含量约为90％)，添加量为淤泥质量的0.3％，搅拌均匀后静置25h。
其次，经初步沥水后控制淤泥一般含水量70％-80％左右，向淤泥中添加有机肥发酵剂，通过抛翻机翻抛搅拌，使发酵菌均匀的同淤泥混合均匀，复合发酵剂的添加量为淤泥质量的0.1％左右。在冬季堆放发酵12天(温度在0-15℃之间)，当温度达到65℃左右时进行翻堆、降温。
最后，待淤泥中含水量在35-40％时，采用功率为30KW的粉碎机将发酵好的物料进行粉碎至粒径为3mm左右。然后将半成品颗粒经主输送机送到烘干机进行烘干，烘干温度控制在65℃左右，颗粒在烘干机内的存留时间为40分钟，烘干机转速为5转/秒。将烘干的有机肥成品颗粒通过输送机送至一次筛分机，粒径在5mm以上的较大颗粒经返料皮带送至粉碎机粉碎进行再次粉碎，符合要求的颗粒经输送机送至冷却机冷却。将筛分好的有机肥成品颗粒通过输送机送入有机肥自动包装机，计量包装即得成品生物有机肥。
实施例4
本实施例提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其包括以下步骤：
首先，在河道中挖出淤泥收集运回处理厂，添加高活性度氧化钙(氧化钙含量约为90％)，添加量为淤泥质量的0.3％，搅拌均匀后静置25h。
其次，经初步沥水后控制淤泥一般含水量70％-80％左右，向淤泥中添加有机肥发酵剂，通过抛翻机翻抛搅拌，使发酵菌均匀的同淤泥混合均匀，复合发酵剂的添加量为淤泥质量的0.1％左右。在冬季堆放发酵15天(温度在0-15℃之间)，当温度达到65℃左右时进行翻堆、降温。
最后，发酵完后，采用功率为30KW的粉碎机将发酵好的物料进行粉碎至粒径为3mm左右。然后将半成品颗粒经主输送机送到烘干机进行烘干，烘干温度控制在65℃左右，颗粒在烘干机内的存留时间为40分钟，烘干机转速为5转/秒。将烘干的有机肥成品颗粒通过输送机送至一次筛分机，符合要求的颗粒经输送机送至冷却机冷却。将筛分好的有机肥成品颗粒通过输送机送入有机肥自动包装机，计量包装即得成品生物有机肥。
实施例5
本实施例提供一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其具体步骤与实施例3大致相同，不同之处在于：在粉碎之后烘干之前，进行搅拌配料，加入尿素和硝酸钾，加入量分别为淤泥质量的3％、1％。
试验例1
将实施例1中制备得到的有机肥进行含量测试，依据CJ/T340-2016的评定方法，检测设备包括：分光光度计、pH计、火焰光度计、电子天平、水浴锅、油浴锅、恒温箱等。测试结果见表1：
表1有机肥性能和营养含量检测结果
| 检测项目 | 技术指标 | 检测结果 | 单项评定 |
| pH值 | 5.0-8.3 | 6.93 | 合格 |
| 含盐量(g/kg) | ≤1.0 | 0.82 | 合格 |
| 水解性氮(mg/kg) | 40-200 | 104.2 | 合格 |
| 有机质(g/kg) | 12-80 | 21.2 | 合格 |
| 速效钾(mg/kg) | 60-300 | 180.9 | 合格 |
| 有效磷(mg/kg) | 5-60 | 20.4 | 合格 |
从表1可知，采用本发明实施例提供的方法可以以河道淤泥的单一主原料制备符合要求的有机肥，有机肥的各项指标均能够满足要求。
综上所述，本发明提供的一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，先加入强碱对淤泥进行处理，去除微生物的同时，还可以通过化学反应形成以有机物质为主的有机氢氧化物，使用时在空气和雨水的促进下转化为碳酸氢钙并逐步缓慢分解，形成持续肥料供给植物营养。
本发明提供的一种缓释型有机肥料，其应用上述制备方法制备而得，有机肥的生产成本低，营养成分能够满足要求，应用领域广泛，可用于绿化种植土改良、活化土壤、调节土壤组分。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
Claims (10)
1.一种利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用强碱进行灭菌，然后进行发酵；
优选地，所述强碱采用氧化钙，且氧化钙的添加量为淤泥质量的0.1-0.5％。
2.根据权利要求1所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，在进行灭菌在之后进行发酵之前，将淤泥水分调节至70-80％，优选为75-80％。
3.根据权利要求1所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，发酵过程包括发酵剂添加和翻堆发酵，所述翻堆发酵是指当物料温度达到65-70℃后进行翻堆以降低温度。
4.根据权利要求3所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，发酵环境温度为t，当15℃≤t≤40℃时，发酵时间为5-7天；当0℃≤t＜15℃时，发酵时间为12-15天。
5.根据权利要求3所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，所述发酵剂的添加量为淤泥质量的0.1-0.3％；
优选地，发酵剂的添加是将所述发酵剂和淤泥进行搅拌以混合均匀；
优选地，发酵剂为有机肥发酵剂。
6.根据权利要求1所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，在发酵之后，将物料进行粉碎；优选地，粉碎后粒径为0.5-5mm；
更优选地，发酵结束后含水量为35-40％时进行粉碎。
7.根据权利要求6所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，在粉碎之后，将物料进行搅拌配料，在搅拌过程中加入营养组分；
优选地，营养组分选自氮源、钾源和磷源中的任意一种或多种。
8.根据权利要求6所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，在粉碎之后，将物料进行烘干；
优选地，烘干是在50-70℃下干燥40-45min；更优选地，烘干机的转速为4.5-5转/秒；
优选地，将烘干后的颗粒进行筛分，粒径在5mm以上进行再次粉碎后造粒。
9.根据权利要求1所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法，其特征在于，在去除河道淤泥中的微生物之前，将从河道底部挖出的淤泥去除杂质。
10.一种缓释型有机肥料，其特征在于，应用权利要求1-9中任一项所述的利用河道淤泥制备有机肥的方法制备而得；
优选地，所述缓释型有机肥料的pH为6.5-7.5；
优选地，在所述缓释型有机肥料中，有机质的含量为20-25g/kg，速效钾的含量为180-190mg/kg，有效磷的含量为20-30mg/kg。
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