CN1316404A - 用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法，该方法是通过原料发酵处理、烘干、粉碎、配料、等九个工艺步骤实现的，它通过生物工程技术和物理制备技术将固氮菌、磷细菌、钾细菌等多种有益微生物菌剂接种到有机载体上，从而使城市废水处理污泥、城市生活垃圾、禽畜粪便等含有有机质的固体废料变为一种颗粒状生物有机复合肥，该肥料充分体现了绿色环保、速效及植物营养平衡的优点，克服了堆肥产品粗糙，无速效性，夹杂物多营养成份低，无法机械化施肥的缺点。

Description

用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法

本发明涉及一种将含有有机物质的固体废物制造加工成生物有机复合肥料的制造工艺方法。

固体废弃物是人类在生产、生活活动中丢弃的固体和泥状物质，(固体废弃物主要分为工业废弃物、城市垃圾、农业废弃物、矿业废弃物等。)随着人类文明社会的发展，固体废弃物的产生量愈来愈大，世界各国都遇到了固体废弃物成灾、污染环境的挑战，固体废弃物和废水、废气、噪声一样，是造成目前环境污染的重要因素之一。

我国是一个发展中国家，在改革开放、发展经济的大好形势下，乡镇企业异军突起，固体废弃物产出量急剧增加。据1996年统计，中国工业废弃物年产生量为6.4亿吨。固体废弃物产生量如此之大，而处理设置却严重不足，综合利用率很低，多数固体废弃物仍处于简单堆放、任意排放状态，致使工业废弃物历年堆存量已达64亿多吨，全国2/3以上城市陷入垃圾重围之中。固体废弃物污染的农田已达30多万亩，仅1990年污染事故就发生了100多起，损失巨大。预计到今年，我国工业废弃物年产生量将达10亿吨，生活垃圾近2亿吨。如此巨大的固体废弃物量，产生的危害也是巨大的，它侵占了大量的耕地、污染土壤、污染水质、污染大气和严重影响环境卫生。同时固体废弃物又是一种可再生利用的资源。我国自80年代已制定了一系列固体废弃物资源化的方针、政策和法规，90年代初，又把八大固体废弃物的综合回收利用(资源化)列为国家的重大技术经济政策之中。目前我国农业生产中，施用化肥过多，大量造成土壤板结，土壤肥力持续下降，严重影响了农业生产。

国内外垃圾处理主要方式有填埋技术、焚烧技术、热处理技术、堆肥技术等。其中最普通的是采用填埋和焚烧技术为主，焚烧法投资大、运行费用高，并在焚烧过程中产生强致癌物“二恶英”，造成严重的二次污染。垃圾填埋不仅占用土地、污染地下水源，并且可能产生可燃气体，随时都有***的危险。堆肥处理的方法存在两个主要问题：一是产品粗糙，堆肥中常夹杂有螺壳、玻璃、瓦砾、铁屑等碎块，影响农田应用；二是其中N、P、K等营养元素低，在单施堆肥的情况下其增产效益无法与其他肥料相比，缺乏竟争力。这是大多数垃圾堆肥厂产品销路不畅和所有堆肥厂亏损的关键所在，因而不少堆肥厂面临倒闭的严峻局面。解决这一问题的理想之路就是对堆肥产品进行深加工，把堆肥粗品经工业化生产变为一种颗粒状生物有机复合肥，目前我国还没有比较完整和成形的生产颗粒状生物有机复合肥的制造工艺方法。

本发明的目的是要提供一种生物有机复合肥料的制造工艺方法，它能将城市废水处理污泥，城市生活垃圾，粉煤灰、禽畜粪便、糖厂废渣、农业废弃物、食品加工废弃物等含有有机质的固体废料经工业化生产变为一种颗粒状生物有机复合肥，克服了堆肥产品粗糙，夹杂物多营养成份低的缺点，具有较好的环保效果。

本发明的目的是这样实现的：

该生物有机复合肥料是以有机物作载体，将固氮菌、磷细菌、钾细菌、放线菌、光合菌等多种有益微生物菌剂接种到有机载体上，再通过工业化生产，制成颗粒肥料。

本发明所采用的原料为含有有机质的固体物料，包括：

1、城市污水处理后的污泥；    2、城市生活垃圾；

3、粉煤灰；                  4、禽畜粪便；

5、糖厂废渣；                6、农业废弃物；

7、食品加工业废弃物；        8、褐煤；

9、煤矸石；                  10、草碳；其中部分原料有效养分见下表：

本发明提供了一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法该工艺方法包扩下述顺序的步骤：

1、原料发酵处理：对各种含有机质的固体物料应先进行发酵处理(太阳能浓缩发酵)，发酵的目的在于腐熟、灭菌、除臭、脱水。

对各原料要求如下：

有机质含量	20-80％
		碳氮比为	25-35∶1
碳磷比为	75-150∶1
		含水量为	50-60％

发酵的温度为65-75℃，为了缩短发酵时间可在物料中加入EM菌(酵素菌)，使发酵时间缩短至5-7天，发酵后指标：有机物充分腐熟，含水率≤35％,C∶N≤20∶1，大肠杆菌：＜10^-2-10^-1，沙门氏菌：无，该种工艺步骤对于粉煤灰、褐煤、煤矸石等矿物质原料因其含有Si.Ca等微量元素，也可作其它有机物发酵添加剂。

2、烘干：当原料发酵后，为了除去多余水份，要进行烘干，此过程是边烘干边破碎，烘干后原料含水率应为10-15％，粒度为5-10cm。

3、粉碎：为了制成颗粒的需要，需将烘干后的原料进行粉碎，粉碎后粒度80目。

4、配料过程：由于各种原料的养份含量不一，要对原料的N.P.K.等元素进行补充，使其总养份和有机物达到标准要求，另外有时还要根据不同作物和不同土壤条件要求在原料中添加中微量元素，植物生长调解剂、除草剂等。以上各种原料要根据配方要求由计算机控制下的电子配料***完成。

5、混合：配料后要经过混合机进行混合，混合要充分，混合后要即混既用，不宜混合后放置过久。以免受潮。

6、造粒：造粒工序是生物有机复合肥的关键过程。将混合好的物料输入造粒盘中，在水或粘合剂的作用下，完成造粒过程，要求料粒度达到Φ2-4.75mm，数量(成形率)≥80％。

7、生物菌扩培：将固氮菌、磷细菌、钾细菌，放线菌、光合菌多种有益微生物菌剂接种到有机载体上，经扩培后与物料混合，使物料中含菌量达到有益细菌菌数≥0.2亿/g的要求，只有加入生物菌剂的肥料，才能成为生物有机肥料。

(1)固态菌剂可在混合过程中加入。

(2)液态菌剂可在混合过程中也可在造粒过程中加入。

8、低温烘干冷却：由于造粒过程中水和菌剂的加入，使肥料的含水量增加，需再次烘干，此次烘干要保证菌种的存活，只能进行低温烘干，烘干温度在60℃以下，烘干后颗粒的含水量控制在≤13％以下，颗粒抗压度≥6N。

9、筛分处理：烘干后的物料，经过筛分机分选，细物料返回重新混合，粗大物料经粉碎后再重新造粒，合格物料经电子打包秤包装入库。

本发明由于采用了上述的制造工艺方法生产生物有机复合肥，具有以下优点：

1、该种工艺将城市生活垃圾，城市废水中的污泥。淤泥、机械化养鸡、养猪场的畜禽粪便、作物茎杆、发电厂的粉煤灰、炉渣、化工行业的有机废弃物等造成环境污染的废弃物制成了有机肥料，即治理了环境污染又为农业改良了土壤，使农业增产增收、创造出很好的社会效益，据实际测算，每生产一吨有机肥料，可消耗掉2吨固体废弃物。

2、在农业生产中，使用有机肥料比使用化肥降低成本10-20％，又可使农作物增产10％以上。如按亩产1000斤计算，则可增产100斤，每斤粮食按0.5元计算，则每亩地可增收50-70元人民币，这样也给农民带来了很大的经济收入。

3、所生产出的生物有机复合肥料的技术指标：

项目	单位	数量
			总养分(N、P、K)	％	25
有机物	％	≥20
			水份	％	≥10
粒度	φ1-4.75m/m ％≥	80
			抗压力	φ2-2.8m/m N≥	6

4、用本发明工艺生产出的生物有机肥料被称为“绿色肥料”，“生态环保肥”。生物有机肥可以改良土壤，在提高农产品产量的同时还比较好的改善农产品品质，提高农产品附加值，增加农民收入，是加强生态农业建设，保证我国农业可持续发展的一项重要的基础性工作。

5、生物有机的作用：可提供作物各时期生长所需要的养分，提高作物产量和改善农产品品质，提高土壤肥力。

结合附图说明实施例：

图1为用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺流程图。

实施例1

以煤矸石、褐煤、风化煤、草碳等为主要原料再配入磷矿粉及含淀粉的有机物质和含中微量元素的无机物，经与起关键作用的多种有益微生物充分混合，制造成园形颗粒状的生物有机肥，上述主要原料中含有丰富有机质(腐殖酸)，可以单独使用，也可混用。

配方：

配料		比例	要求
					主要原料(煤矸石、褐煤、风化煤、草碳等)占58％		58％	发热量＞1000大卡灰粉量＜70％细度＞120目
辅料	磷矿粉	约占17％	含有P2O5≥24％	细度＞120目
					含有淀粉的有机物质(如玉米粉、次面粉、地瓜粉等)含有淀粉的有机物质(如玉米粉、次面粉、地瓜粉等)	约占20％		细度＞120目
	滑石粉、石灰粉等	约占3-5％	含SiO2＞55％,MgO＞30％	细度＞300目

以上主辅原料按上述工艺流程经烘干，粉碎、配料等工艺步骤后与多种有益微生物充分混合，制成生物有机颗粒肥料。

此种肥料中每克含固氮酶活性达500C₂H₄umol/g以上，除含有氮、磷、钾、硅四大元素外，还含有硫、钙、镁、硼、锰、锌、铜等十多种中，微量元素。

实施例2

由图2所示：以城市废水污泥为主要原料的生物有机肥。污泥的主要成份

有机质％	全N％	全K2O％	有效P2O5％	Cu(mg/kg)	Zm(mg/kg)	Ni(mg/kg)
							31.4	2.9	1.8	627	1000	5219	734

由于污泥在干燥过程中，污泥***很难粉碎，给制粒带来困难，因此要加入粉煤灰，以改变其性质，另外粉煤灰中含有多种中微量元素，也是一种中微量元素添加剂。

粉煤灰成份见下表：                                                        ％

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	SO3	Na2O3及K2O
							40-60	17-35	2-15	1-10	0.5-2	O.1-2	0.5-4

此外还要加N、P、K及微量元素和菌剂，由于各地污泥成份不同其比例大致如下：

                                                           ％

污泥	粉煤灰	N	P	K	微量元素	菌剂
							50	20	5	5	8	6	6

首先要对污泥进行无害处理，以达到消除臭味和杀死虫卵病菌的目的。为减少污泥的水份以减少其体积，需采取压缩脱水工艺，(以上不是本发明所包括内容)。

将上述污泥进行发酵处理，发酵后的污泥与粉煤灰混合进行烘干，粉碎之后，进行造粒，由于本菌剂为液体状态，所以要在制粒中加进，制成粒后经振动干燥机进行低温烘干冷却筛分为成品，再经电子打包秤计量包装，其工艺流程见图1。

实施例3

以城市生活垃圾为主要原料的生物有机肥。

垃圾成分很复杂，其中有机物质占70-80％，其余为砖瓦、砂石、塑料制品等无机物，所以在制肥前要经过分拣、清选等前处理，去除不能制肥的砖瓦、玻璃、塑料、纸张、金属等物质，其余送往发酵场进行发酵处理。垃圾成份如下：

有机质％	全N％	全K2O％	P2O5％	Cu(mg/kg)	Em(mg/kg)	Ni(mg/kg)
							51.29	2.8	2.7	3.56	41.6	5016	99

在肥料中除垃圾外还需添加其他元素，其比例大致如下：

                                                    ％

垃圾	N	P	K	微量元素	菌剂
						65	7	5	5	10	8

大中城市之间，城乡之间垃圾成份差异较大，配方应根据具体成份和当地资源具体确定，在发酵过程中，各种有害病菌均可被杀死，一般发酵期为l0-15天。

发酵后的制肥过程与实例2相同。

实施例4

以畜禽粪便为主要原料的生物有机肥。

畜禽粪便的养分较高，其养分含量见下表：

                                                 ％

有机物	N	P2O5	K2O
				15-28	0.3-1.6	0.3-1.5	0.15-0.95

由于其它总养份达不到要求，因此要添加N、P、K等单体化肥及其他各种中微量元素和菌剂，因各种畜禽粪便成分不同特性不同及对作物和土壤的要求不同，其配方也不尽相同，其配方比例大致如下：

                                                     ％

畜禽粪便	N	P	K	中微量元素	菌剂
						50	8	6	7	14	15

各种畜禽粪便首先要进行发酵处理，发酵后进行烘干，发酵和烘干也是杀死虫卵和病菌的一个过程，烘干后含水量在10％左右，然后进行粉碎，粉碎后其粒度在80目以上，在配料***中安配方要求将各元素加入，本菌剂为固状可在配料时加入，配料后经混合机充分混合即可进行造粒，制成粒后经低温、干燥、冷却、筛分即为得成品。

Claims (5)

1、一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法，其特征在于：该方法包括下述顺序的步骤：

(1)、原料发酵处理：对各种含有机质的固体原料应先进行发酵处理，发酵的温度为65-75℃，为了缩短发酵时间可在物料中加入EM菌(酵素菌)，使发酵时间缩短至5-7天，

发酵后指标： 有机物充分腐熟 大肠杆菌：＜10^-2-10^-1 含水率≤35％ 沙门氏菌：无 C∶N≤20∶1

(2)、烘干：原料发酵后进行烘干，烘干后原料含水率应为10-15％，粒度为5-10cm；

(3)、粉碎：烘干后的原料要进行粉碎，粉碎后粒度为80目；

(4)、配料过程：由于各种原料的养份含量不一，要对原料的N.P.K.等元素进行补充，使其总养份和有机物达到标准要求，另外有时还要根据不同作物和不同土壤条件要求在原料中添加中微量元素，植物生长调解剂、除草剂等，以上各种原料要根据配方要求由计算机控制下的电子配料***完成；

(5)、混合：配料后要经过混合机进行混合，混合要充分，混合后要即混既用，不宜混合后放置过久，以免受潮。

(6)、造粒：造粒工序是生物有机复合肥的关键过程，将混合好的物料输入造粒盘中，在水或粘合剂的作用下，完成造粒过程，要求粒度达到Φ2-4.75mm，数量(成形率)≥80％；

(7)、生物菌扩培：将固氮菌、磷细菌、钾细菌，放线菌、光合菌多种有益微生物菌剂接种到有机载体上，经扩培后与物料混合，使物料中含菌量达到有益细菌菌数≥0.2亿/g.的要求；

(8)、低温烘干冷却：由于造粒水和菌剂的加入，使肥料的含水量增加，需再次烘干，此次烘干要保证菌种的存活，只能进行低温烘干，烘干温度在80℃以下，烘干后颗粒的含水量控制在≤13％以下，颗粒抗压度≥6N；

(9)、筛分处理：烘干后的物料需经过筛分机分选，细物料返回重新混合，粗大物料经粉碎后再重新造粒，合格物料经电子打包秤包装入库；

2、根据权利要求1所述的一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法，其特征在于：在原料发酵处理步骤中对各原料的指标要求如下： 有机质含量 20-80％ 碳氮比为 25-35∶1 碳磷比为 75-150∶1 含水量为 50-60％

3、根据权利要求1所述的一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法，其特征在于：在原料发酵处理步骤中由于粉煤灰、褐煤、煤矸石等矿物质原料因其含有Si.Ca等微量元素，可作其他有机物发酵添加剂。

4、根据权利要求1所述的一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法，其特征在于：所述的原料发酵处理是指太阳能浓缩发酵，发酵的目的在于腐熟、灭菌、除臭和脱水。

5、根据权利要求1所述的一种用固体废弃物制造生物有机复合肥料的工艺方法，其特征在于：所述的生物菌剂其固态菌种可在混合步骤中加入，液态菌剂可在混合步骤中也可在造粒步骤中加入。

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