CN1137870C - 城市污泥制造有机复合肥料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用城市污泥制造有机复合肥料的方法，其技术关键是采用沸石作为污泥的膨胀调理剂，将沸石与污泥混合进行好氧发酵，筛分的污泥堆肥中添加无机肥进行配料造粒即可。本方法使用的沸石不参与微生物降解反应，可重复使用，成本低廉，本方法使城市污泥达到减害化，同时也使这一资源得到有效的利用。

Description

城市污泥制造有机复合肥料的方法
本发明涉及有机复合肥料的制备方法，特别是一种利用城市污泥制造有机复合肥料的新方法。
随着我国人口的增长和经济的发展，城市污水处理事业迅速发展，而污水处理后遗留的污泥如何更好的处置一直是限制污水处理行业健康发展的薄弱环节。由于经济和技术限制等原因，污泥的处置一直得不到根本的解决，城市污泥处置成了污水处理厂的沉重负担，以致于一些污水处理厂无法正常运转，同时产生的污泥任意堆放和排放，对厂区周围的环境又造成二次污染，使得建成的污水处理厂不能发挥其彻底消除环境污染的作用。
污泥中含有大量有机质和植物生长所必需的大量和微量营养元素，城市污泥的土地利用是一种效果较好的处置方法，具有一定的经济效益和环境效益。但是污泥直接作为肥料施用，其肥效毕竟很有限，很难有其真正的市场，同时由于污泥中含有病原菌、寄生虫(卵)和重金属等污染物质，大量施用会增加上壤、水体及大气污染的风险。目前，对污泥的处置方法有卫生填埋、大海投弃、焚烧及土地利用等。填埋可能散发臭味，还可能污染地下水源，许多国家可供填埋的场地已日益减少。大海投弃会危害海洋生态系统，威胁人类的食物链。焚烧浪费生物能源，污染大气，而且投资及操作费用及前处理费用都很大。土地利用在国外已普遍受到重视。土地利用即把污泥施用于农田、林地、育苗、观赏植物、草皮、公园、牧草、果树、蔬菜、高尔夫球场、垦荒地、填埋矿坑、固定海滩、高速公路绿化带及建筑供游乐的海岛等。
目前，我国城市污泥的出路主要有填埋和土地利用。填埋的处置费用较高，如北京市每年仅污泥处置的运输费用一项开支就达1000多万元。土地利用也是未经稳定化处理的污泥，很容易产生二次污染。因而，在土地利用之前，对污泥进行稳定化处理是必要的。
污水污泥的稳定化处理方法较多，考虑到对污泥稳定化处理后的土地利用，把污泥进行堆肥化处理是比较恰当的。美国等发达国家在污泥堆肥过程中加入的调理剂和膨胀剂主要为木屑，也有加入花生壳、秸秆、树叶、团粒垃圾等，由于木屑等调理剂、膨胀剂在堆肥化过程中参与了微生物的降解反应，逐渐变脆、变小，不容易分离，为了使碎木屑充分腐熟，不得不延长堆沤时间，堆肥周期一般较长(2-6个月)，同时，为了满足污泥堆肥化的要求，需要不断补充新的木屑，使木屑的消耗率增加，费用提高。
国外一般将污泥堆肥直接出售，经济效益较低。我国现有的化肥产量缺口较大，且化肥工业正在向复合肥方向发展，将污泥与化肥复混制成有机复合肥料，既可以解决污泥处置的环境问题，又可以充分利用污泥中的养分资源，带动我国污水处理事业的健康发展，从而可以获得良好的经济和环境效益。
本发明的目的是提供一种以城市污泥为主要原料制造有机复合肥料的方法，以解决污水处理厂产生的污泥的处置问题，并且充分利用污泥中含有的大量有机质和微量营养元素；使用一种价格低廉、并可反复使用的的膨胀调理剂，缩短堆肥周期，克服上述技术的不足。
附图1为本发明的工艺流程图。
下面结合附图1详细叙述本发明的实现过程：
利用城市污泥制造有机复合肥料的方法，依次包括以下步骤：
a、将污泥与沸石混合，进行好氧发酵至腐熟；
b、将腐熟的污泥与沸石过筛分离，得到腐熟的污泥堆肥；
c、向上述污泥堆肥中添加无机化肥进行配料造粒即可。
由于污泥颗粒细密，含水量高，容易结块，自由空域少，不利于通气供氧，很难达到好氧消化的目的。并由于发酵处于厌氧状态而易产生恶臭，因此，应加入膨胀剂、调理剂，以调整物料状况，起到膨胀支撑作用满足堆肥工艺或设备对物料的要求。调理剂和膨胀剂可以是不同的物料，也可以是同一物料，视具体情况而定。本发明选用粒径为2×2cm-5×5cm、密度为1.9-2.3g/cm3、容重为0.8-1.5g/cm3的沸石为膨胀调理剂(将调理剂和膨胀剂合二为一，兼具有二者功能)，与现有的木屑相比，具有吸水性强、无污染物溶出、可反复使用等优点。
将污水处理厂的污泥与沸石混合，污泥与沸石混合体积比为1∶1-3，进行好氧发酵，微生物作用产生的高温(一般在55℃以上的高温时间可持续3天以上)以分解有机物、杀死病原菌及寄生虫(卵)，2-4周即可腐熟，经检测堆腐过的污水污泥含氮量2-4％，含五氧化二磷为0.5-2.5％，含氧化钾为0.3-1％，有机质含量达20-60％。污泥与沸石混合过程中最好加入一定量的回流污泥堆肥，便于快速腐熟，污泥、沸石和回流污泥堆肥三者混合体积比为1∶1-3∶0.5-1。将腐熟的污泥与沸石过筛，得到腐熟的污泥堆肥，将上述腐熟的污泥堆肥烘干、粉碎，添加40～90％的氮、磷、钾肥进行配料，搅拌均匀后进行造粒、烘干即可得到有机复合肥料。
用上述技术，采取任何造粒方式，均可生产符合中华人民共和国国家标准的(国家标准ZB G21002-87)、无污染的复合肥产品，经高温堆腐过的污水污泥已经达到了除臭和杀菌的目的。
本方法的优点及积极效果：1、该方法利用沸石作为污泥堆肥的膨胀调理剂，不参与微生物降解反应，损耗率低，可重复使用，并且容易获得，成本低廉。2、本方法制备的复合肥料中所添加的化肥可以迅速地释放，而污泥中的大量有机质在土壤微生物作用下逐渐降解，使肥料中的养分又具有缓释性，因此，制备的复合肥具有有机质含量高、成本低廉、肥效持久、养分利用率高等特点，同时对土壤的物理性状也能起到改良作用。3、本发明使污泥达到减害化，同时也使这一资源得到有效的利用。
下面结合实施例进一步说明本发明：
实施例1：
选用含水量为80％的污水污泥与粒径为3×3cm的沸石和含水量为40％的回流堆肥按1∶1∶1的体积比混合，进行好氧发酵，通气率为20m3空气/m3肥料·小时，18天后，将腐熟的污泥堆肥与沸石过筛分离，经检测污泥堆肥中含N为3％，含P2O5为2％，含K2O为1％；污泥堆肥经过烘干(温度低于100℃)并粉碎，取172kg污泥堆肥，加入尿素211kg、过磷酸钙536kg、氯化钾81kg，将这些化学肥料与污泥堆肥搅拌均匀，之后采用转鼓式造粒机造粒，根据污泥的添加量加入20％的水分，在造粒过程中采用热风炉送热风，使生产的复合肥产品水分含量低于5％，最后进一步烘干，即得三元复合肥1030kg。制成的有机复合肥料中氮、磷、钾比例为N∶P2O5∶K2O＝10∶10∶5，总含量为25％，符合国家关于复合肥料的标准。
实施例2：
选用含水量为70％的污水污泥与粒径为2×2cm的沸石按1∶3体积比混合，进行好氧发酵，通气率为10m3空气/m3肥料.小时，22天后，将腐熟的污泥堆肥与沸石过筛分离，经检测污泥堆肥中含氮量为4％，含五氧化二磷为2％，含氧化钾为0.5％；污泥堆肥经过烘干(温度低于100℃)并粉碎，取70kg污泥堆肥，加入尿素216kg、过磷酸钙548kg、氯化钾166kg，将这些化学肥料与污泥堆肥搅拌均匀，之后采用转鼓式造粒机造粒，根据污泥的添加量加入20％的水分，在造粒过程中采用热风炉送热风，使生产的复合肥产品水分含量低于5％，最后进一步烘干，即得三元复合肥1025kg。制成的有机复合肥料中氮、磷、钾比例为N∶P2O5∶K2O＝10∶10∶10，总含量为30％。
实施例3：
选用含水量为90％的污水污泥与粒径为5×5cm的沸石和含水量为40％的回流堆肥按1∶2∶0.5体积比混合，进行好氧发酵，通气率为25m3空气/m3肥料.小时，25天后，将腐熟的污泥堆肥与沸石过筛分离，经检测污泥堆肥中含氮量为3.5％，含五氧化二磷为2.5％，含氧化钾为1％；污泥堆肥经过烘干(温度低于100℃)并粉碎，取282kg污泥堆肥，加入尿素200kg、过磷酸钙406kg、氯化钾112kg，将这些化学肥料与污泥堆肥搅拌均匀，之后采用转鼓式造粒机造粒，根据污泥的添加量加入20％的水分，在造粒过程中采用热风炉送热风，使生产的复合肥产品水分含量低于5％，最后进一步烘干，即得三元复合肥1045kg。制成的有机复合肥料中氮、磷、钾比例为N∶P2O5∶K2O＝10∶8∶7，总含量为25％。
实施例4：
选用含水量为85％的污水污泥与粒径为3×4cm的沸石和含水量为42％的回流堆肥按1∶1∶0.5体积比混合，进行好氧发酵，通气率为20m3空气/m3肥料.小时，22天后，将腐熟的污泥堆肥与沸石过筛分离，经检测污泥堆肥中含氮量为3％，含五氧化二磷为2％，含氧化钾为0.4％；污泥堆肥经过烘干(温度低于100℃)并粉碎，取270kg污泥堆肥，加入尿素204kg、过磷酸钙526kg，将这些化学肥料与污泥堆肥搅拌均匀，之后采用转鼓式造粒机造粒，根据污泥的添加量加入20％的水分，在造粒过程中采用热风炉送热风，使生产的复合肥产品水分含量低于5％，最后进一步烘干，即得二元复合肥1040kg。制成的有机复合肥料中氮、磷比例为N∶P2O5＝10∶10，总含量为20％。

Claims (1)

1.一种利用城市污泥制造有机复合肥料的方法，依次包括以下步骤：
a、将含水率为70～90％、污染物含量符合农用污泥中污染物控制标准GB 4284-84的城市污泥与粒径为2×2cm～5×5cm、密度为1.9～2.3g/cm3、容重为0.8～1.5g/cm3的沸石及含水率小于45％的回流污泥堆肥按体积比例为1∶1～3∶0.5～1混合，进行好氧发酵至腐熟，好氧发酵过程中空气的通气率为10～25m3/m3堆肥物料·小时；
b、将腐熟的污泥与沸石过筛分离，得到腐熟的污泥堆肥；
c、将污泥堆肥烘干、粉碎，得到粉状的污泥堆肥；
d、向上述粉状的污泥堆肥中添加质量为40～90％的尿素、过磷酸钙及氯化钾无机肥进行配料、造粒并烘干，即可得到有机复合肥料。
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