CN105948885A - 一种活性污泥有机肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活性污泥有机肥料，采用活性污泥作为主要原料，同时还添加秸秆粉、食用菌废料、木醋液等多种组分，木醋液有利于加强作物的根部活力，促进植物对养分的吸收，同时有利于加快发酵速度，减少生产周期，降低生产成本；相对于传统的有机肥料，本发明所述活性污泥有机肥料，配伍更合理，营养元素更全面，不仅能有效去除活性污泥中的重金属等有害成分，同时还充分利用活性污泥中的多糖、蛋白质、微量元素、多种矿物质等营养物质，配合其他成分，能够调节植物养分的平衡，增强植物的抗病能力，本发明所述的活性污泥有机肥料，实现了对污水处理剩余活性污泥的回收利用，节约资源同时有利于环保，使农业生产进入良性循环，获得可持续发展。
Description
技术领域
本发明属于有机肥料技术领域，具体涉及一种活性污泥有机肥料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着越来越多城市污水处理厂的投入运行，特别是一些大中型污水处理厂的投入运行，我国在污水处理率不断提高的同时，污泥产量也迅速增加，如何处理和处置这些污泥一直是各方面关注的问题。
污水处理厂中活性污泥的处理能力下降后，剩余活性污泥的利用价值便降低，剩余活性污泥的处理也是污水处理厂面临的重要问题，剩余污泥中主要含有微生物、微生物所吸附的有机物及微生物代谢产物，还含有大量多糖、蛋白质、纤维素物质。现有技术中，大多将活性污泥经过脱水后直接用作农田肥料。但研究表明，污水处理后的剩余活性污泥中还含有重金属等有害物质，直接用作肥料，不仅不能满足植物对养分的需求，肥效低，而且将含有重金属的污泥施用于土壤后，随着施用次数的增加，污泥中的重金属会逐渐累积于土壤的表层，从而对土壤产生累积性污染。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种活性污泥有机肥料及其制备方法，所述活性污泥有机肥料将污水处理厂剩余活性污泥进行了有效利用，处理后转化为有机肥料，肥效好，代替化肥使用，能提高作物产率，使用方便，不会产生二次污染，有效改善土质。
本发明所采用的技术方案为：
一种活性污泥有机肥料，原料组分包括：
活性污泥40-70重量份，秸秆粉35-45重量份，食用菌废料6-12重量份，米糠粉4-8重量份，锯末4-8重量份，粉煤灰4-8重量份，草木灰2-5重量份，凹凸棒土4-8重量份，剩余茶叶5-12重量份，水镁石纤维4-8重量份，木醋液4-8重量份，碳酸钙粉2-6重量份，腐熟剂0.1-5重量份。
所述活性污泥的含水量为45-95质量％。
原料组分中还添加土壤调理剂15-25重量份。
所述土壤调理剂采用如下方法制备得到：
(1)将20-30重量份鸡粪进行干燥处理，得到水分含量低于30wt％干燥鸡粪；向所述干燥鸡粪中依次加入2-5重量份磷石膏、6-8重量份泥螺壳粉、15-25重量份水产品下脚料并进行充分混合，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所述混合物料放入密闭容器中，常压下通入水蒸汽以利用所述水蒸汽对所述混合物料进行加热40-60分钟，取出冷却至室温，得到预处理后的混合物料；
(3)向步骤(2)所述预处理后的混合物料中依次加入3-6重量份的聚丙烯酸、5-8重量份的食用菌废料和6-10重量份的甘蔗渣，常温条件下进行发酵25-40天，得到发酵产物；
(4)向步骤(3)所述发酵产物中依次加入5-8重量份钼酸铵和5-6重量份磷酸二氢铵并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，即得粒径为3-5毫米的土壤调理剂。
步骤(3)中，进行发酵处理时，每隔5-6天进行翻堆一次。
一种制备所述的活性污泥有机肥料的方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理15-25天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加水烧煮40-60分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维和碳酸钙粉并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，得到所述的活性污泥有机肥料。
步骤(S3)中，所述烘干温度为40-80度，烘干时间为0.5-2h。
进一步优选所述活性污泥有机肥料的制备方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理15-25天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加水烧煮40-60分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维、碳酸钙粉和土壤调理剂并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，得到所述的活性污泥有机肥料。
步骤(S3)中，所述烘干温度为40-60度，烘干时间为0.5-2h。
为了便于理解本发明，下面对本发明中的原料及药效作进一步阐述。
秸秆粉选自玉米秸秆粉、稻草杆粉、花生枝叶粉、桑枝叶粉或果树叶粉中的至少一种。
食用菌废料，又称菌糠、菌渣、下脚料等，是栽培食用菌后的培养料。
米糠粉，将糙米制成精米时，所出的糠叫米糠，米糠进一步粉碎处理得当米糠粉。
锯末，是指在进行木材加工时因为切割而从树木上散落下来的树木本身的沫状木屑。
粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。
草木灰，植物(草本和木本植物)燃烧后的残余物，称草木灰。属于不可溶物质。草木灰肥料因草木灰为植物燃烧后的灰烬，所以是凡植物所含的矿质元素，草木灰中几乎都含有。
凹凸棒土，又称坡缕石或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。
剩余茶叶是指喝茶水后剩余的茶叶。
水镁石纤维，是一种纤维状氢氧镁石，具有颜色洁白、易劈分、出绒率高等特点，其独特而优异的性能及低廉的价格，成为当今首选石棉天然代用品。
木醋液是以醋酸为主要成分的酸性液体，可通过把木头烧成木炭的过程中冒出的烟气自然冷却液化而得到的，因此木醋液是把树木炭化，将其能量转换成气体再自然冷却成浓缩液体而成，含有K，Ca，Mg，Zn，Ge，Mn，Fe等矿物质，此外还含有维他命B1和B2。
腐熟剂，是指能加速各种有机物料(包括农作物秸秆、畜禽粪便、生活垃圾及城市污泥等)分解、腐熟的微生物活体制剂。
甘蔗渣，经过榨糖之后剩下的即为甘蔗渣，其中含有的甘蔗渣纤维长度约为0.65-2.17mm，宽度是21-28μm。
本发明的有益效果为：
本发明所述的活性污泥有机肥料，采用活性污泥作为主要原料，同时还添加秸秆粉、食用菌废料、木醋液等多种组分，木醋液有利于加强作物的根部活力，促进植物对养分的吸收，同时有利于加快发酵速度，减少生产周期，降低生产成本；相对于传统的有机肥料，本发明所述的活性污泥有机肥料，配伍更合理，营养元素更全面，不仅能够有效去除活性污泥中的重金属等有害成分，同时还充分利用活性污泥中的多糖、蛋白质、微量元素、多种矿物质等营养物质，配合其他成分，能够调节植物养分的平衡，增强植物的抗病能力；数据表明，使用本发明有机肥料种植农作物如玉米、小麦、番茄等，与使用普通化肥进行种植相比，产率提高18-22％；由此可见，本发明所述的活性污泥有机肥料，实现了对污水处理剩余活性污泥的回收利用同时，还将食用菌废料、剩余茶叶等各种废弃物变废为宝，节约资源同时有利于环保，使农业生产进入良性循环，获得可持续发展。
具体实施方式
下面实施例中以1重量份代表1g。
实施例1
本实施例提供一种活性污泥有机肥料，原料组分包括：
含水量为45质量％的活性污泥40重量份，秸秆粉45重量份，食用菌废料6重量份，米糠粉8重量份，锯末4重量份，粉煤灰8重量份，草木灰2重量份，凹凸棒土8重量份，剩余茶叶5重量份，水镁石纤维8重量份，木醋液4重量份，碳酸钙粉6重量份，腐熟剂(北海群林生物工程有限公司提供)0.1重量份。
一种制备所述的活性污泥有机肥料的方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理15天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加2倍质量水烧煮40分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维和碳酸钙粉并进行充分混合均匀，经造粒、40度烘干1h，得到粒径为3毫米的所述活性污泥有机肥料。
实施例2
本实施例提供一种活性污泥有机肥料，原料组分包括：
含水量为95质量％的活性污泥70重量份，秸秆粉35重量份，食用菌废料12重量份，米糠粉4重量份，锯末8重量份，粉煤灰4重量份，草木灰5重量份，凹凸棒土4重量份，剩余茶叶12重量份，水镁石纤维4重量份，木醋液8重量份，碳酸钙粉2重量份，腐熟剂(北海群林生物工程有限公司提供)5重量份。
一种制备所述的活性污泥有机肥料的方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理25天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加1.5倍质量水烧煮60分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维和碳酸钙粉并进行充分混合均匀，经造粒、80度烘干0.5h，得到粒径为6毫米的所述活性污泥有机肥料。
实施例3
本发明提供一种活性污泥有机肥料，原料组分包括：
含水量为75质量％的活性污泥60重量份，秸秆粉40重量份，食用菌废料9重量份，米糠粉6重量份，锯末6重量份，粉煤灰6重量份，草木灰3.5重量份，凹凸棒土6重量份，剩余茶叶9重量份，水镁石纤维6重量份，木醋液6重量份，碳酸钙粉4重量份，腐熟剂(北海群林生物工程有限公司提供)3重量份，土壤调理剂20重量份。
所述土壤调理剂采用如下方法制备得到：
(1)将20重量份鸡粪进行干燥处理，得到水分含量29wt％干燥鸡粪；向所述干燥鸡粪中依次加入2重量份磷石膏、8重量份泥螺壳粉、15重量份水产品下脚料并进行充分混合，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所述混合物料放入密闭容器中，常压下通入水蒸汽使充分整个密闭容器，利用水蒸汽对所述混合物料进行加热40-60分钟，取出冷却至室温，得到预处理后的混合物料；
(3)向步骤(2)所述预处理后的混合物料中依次加入3重量份的聚丙烯酸、8重量份的食用菌废料和6重量份的甘蔗渣，常温条件下进行发酵25天，得到发酵产物；
(4)向步骤(3)所述发酵产物中依次加入5重量份钼酸铵和6重量份磷酸二氢铵并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，即得粒径为3毫米的土壤调理剂。
一种制备所述的活性污泥有机肥料的方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理20天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加2倍质量水烧煮50分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维、碳酸钙粉和土壤调理剂并进行充分混合均匀，经造粒、50度烘干2h，得到粒径为3毫米的所述活性污泥有机肥料。
实施例4
本发明提供一种活性污泥有机肥料，原料组分包括：
含水量为75质量％的活性污泥55重量份，秸秆粉40重量份，食用菌废料8重量份，米糠粉6重量份，锯末6重量份，粉煤灰6重量份，草木灰3重量份，凹凸棒土6重量份，剩余茶叶9重量份，水镁石纤维6重量份，木醋液6重量份，碳酸钙粉4重量份，腐熟剂(北海群林生物工程有限公司提供)2重量份，土壤调理剂20重量份。
所述土壤调理剂采用如下方法制备得到：
(1)将30重量份鸡粪进行干燥处理，得到水分含量26wt％干燥鸡粪；向所述干燥鸡粪中依次加入5重量份磷石膏、6重量份泥螺壳粉、25重量份水产品下脚料并进行充分混合，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所述混合物料放入密闭容器中，常压下通入水蒸汽使充分整个密闭容器，利用水蒸汽对所述混合物料进行加热60分钟，取出冷却至室温，得到预处理后的混合物料；
(3)向步骤(2)所述预处理后的混合物料中依次加入6重量份的聚丙烯酸、5重量份的食用菌废料和10重量份的甘蔗渣，常温条件下进行发酵40天，得到发酵产物；进行发酵处理的过程中，每隔6天进行翻堆一次；
(4)向步骤(3)所述发酵产物中依次加入8重量份钼酸铵和5重量份磷酸二氢铵并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，即得粒径为5毫米的土壤调理剂。
一种制备所述的活性污泥有机肥料的方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理25天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加1.5倍质量水烧煮60分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维、碳酸钙粉和土壤调理剂并进行充分混合均匀，经造粒、60度烘干1.5h，得到粒径为6毫米的所述活性污泥有机肥料。
实施例5
本发明提供一种活性污泥有机肥料，原料组分包括：
含水量为75质量％的活性污泥55重量份，秸秆粉40重量份，食用菌废料8重量份，米糠粉6重量份，锯末6重量份，粉煤灰6重量份，草木灰3重量份，凹凸棒土6重量份，剩余茶叶9重量份，水镁石纤维6重量份，木醋液6重量份，碳酸钙粉4重量份，腐熟剂(北海群林生物工程有限公司提供)2重量份，土壤调理剂20重量份。
所述土壤调理剂采用如下方法制备得到：
(1)将25重量份鸡粪进行干燥处理，得到水分含量24wt％干燥鸡粪；向所述干燥鸡粪中依次加入3重量份磷石膏、7重量份泥螺壳粉、20重量份水产品下脚料并进行充分混合，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所述混合物料放入密闭容器中，常压下通入水蒸汽使充分整个密闭容器，利用水蒸汽对所述混合物料进行加热50分钟，取出冷却至室温，得到预处理后的混合物料；
(3)向步骤(2)所述预处理后的混合物料中依次加入4重量份的聚丙烯酸、6重量份的食用菌废料和8重量份的甘蔗渣，常温条件下进行发酵32天，得到发酵产物；进行发酵处理的过程中，每隔5天进行翻堆一次；
(4)向步骤(3)所述发酵产物中依次加入7重量份钼酸铵和5重量份磷酸二氢铵并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，即得粒径为4毫米的土壤调理剂。
一种制备所述的活性污泥有机肥料的方法，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理20天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加1.5倍质量水烧煮50分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维、碳酸钙粉和土壤调理剂并进行充分混合均匀，经造粒、50度烘干1h，得到粒径为5毫米的所述活性污泥有机肥料。
实验例
选取80亩农田来种植同一批玉米，其中40亩施用常规普通化肥为底肥作为对照组，另40亩施用本发明实施例3所述的活性污泥有机肥料为底肥作为实验组，每亩地施肥700kg，在玉米成长期间采用相同的管理模式和种植手法，期间通过对施用两种肥料的玉米进行抽样调查，发现施用本发明实施例3所述有机肥料的玉米果实更大、果粒结实饱满，果粒味道较对照组更为香甜，收获期产量相对对照组提升了18％以上。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种活性污泥有机肥料，其特征在于，原料组分包括：
活性污泥40-70重量份，秸秆粉35-45重量份，食用菌废料6-12重量份，米糠粉4-8重量份，锯末4-8重量份，粉煤灰4-8重量份，草木灰2-5重量份，凹凸棒土4-8重量份，剩余茶叶5-12重量份，水镁石纤维4-8重量份，木醋液4-8重量份，碳酸钙粉2-6重量份，腐熟剂0.1-5重量份。
2.根据权利要求1所述的活性污泥有机肥料，其特征在于，所述活性污泥的含水量为45-95质量％。
3.根据权利要求1所述的活性污泥有机肥料，其特征在于，原料组分中还添加土壤调理剂15-25重量份。
4.根据权利要求3所述的活性污泥有机肥料，其特征在于，所述土壤调理剂采用如下方法制备得到：
(1)将20-30重量份鸡粪进行干燥处理，得到水分含量低于30wt％的干燥鸡粪；向所述干燥鸡粪中依次加入2-5重量份磷石膏、6-8重量份泥螺壳粉、15-25重量份水产品下脚料并进行充分混合，得到混合物料；
(2)将步骤(1)所述混合物料放入密闭容器中，通入水蒸汽以利用所述水蒸汽对所述混合物料进行加热40-60分钟，取出冷却至室温，得到预处理后的混合物料；
(3)向步骤(2)所述预处理后的混合物料中依次加入3-6重量份的聚丙烯酸、5-8重量份的食用菌废料和6-10重量份的甘蔗渣，常温条件下进行发酵25-40天，得到发酵产物；
(4)向步骤(3)所述发酵产物中依次加入5-8重量份钼酸铵和5-6重量份磷酸二氢铵并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，即得粒径为3-5毫米的土壤调理剂。
5.根据权利要求4所述的活性污泥有机肥料，其特征在于，步骤(3)中，进行发酵处理时，每隔5-6天进行翻堆一次。
6.一种制备权利要求1或2所述的活性污泥有机肥料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理15-25天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加水烧煮40-60分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维和碳酸钙粉并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，得到所述的活性污泥有机肥料。
7.根据权利要求6所述的活性污泥有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤(S3)中，所述烘干温度为40-80度，烘干时间为0.5-2h。
8.一种制备权利要求3-5任一项所述的活性污泥有机肥料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(S1)分别取活性污泥、锯末、粉煤灰、草木灰、凹凸棒土、剩余茶叶、木醋液和腐熟剂并进行充分混合均匀，常温条件下进行沤肥处理15-25天，得到第一混合物料；
(S2)分别取秸秆粉、食用菌废料和米糠并进行充分混合均匀，加水烧煮40-60分钟，沥干水分后，得到第二混合物料；
(S3)将步骤(S1)所述第一混合物料与步骤(S2)所述第二混合物料进行混合，加入所述水镁石纤维、碳酸钙粉和土壤调理剂并进行充分混合均匀，经造粒、烘干，得到所述的活性污泥有机肥料。
9.根据权利要求8所述的活性污泥有机肥料的制备方法，其特征在于，步骤(S3)中，所述烘干温度为40-60度，烘干时间为0.5-2h。
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