CN101429066A - 利用造纸污泥制备有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用造纸污泥制备有机肥的方法，为采用造纸污泥与调理剂等成分混合后经高温好氧发酵、后熟、粉碎、筛分后混入氮、磷、钾等肥料以及中微量元素后制备而成的有机肥料。本发明工艺简便易行，无害化效果显著，避免环境污染，且养分损失少，生产的有机肥料可广泛用于蔬菜、果树、中草药、花卉等经济作物以及小麦、玉米、水稻等大田作物。

Description

利用造纸污泥制备有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种利用工业废料制备有机肥的方法，尤其是涉及一种利用造纸污泥制备有机肥的方法。

背景技术

国际上传统的造纸污泥处理处置方法主要有海洋倾倒、焚烧、填埋、土地利用等。各种处理方法的比较见下表：

 

处置方式	优点	缺点
			投海	成本低廉	二次污染，破坏海洋生态平衡(已被国际海洋法禁止)
焚烧	杀灭病原微生物无害化减量化彻底热量回收利用	投资成本运行费用高尾气引起二次污染浪费营养元素
			填埋	有助于恢复受损地貌保持生态环境	占地面积大、易发生爆炸造成土地、地下水及大气的污染填埋技术要求高，费用高
土地利用	恢复植被、修复土地物质、能量再循环利用提高土壤养分含量	重金属、病毒病原体、寄生虫影响环境和公共卫生污染周围环境和地下水

在以上污泥处理方法中，随着海洋投弃被禁止，污泥弃置的比例正逐渐减少，同时土地填埋也受到越来越严格的限制，因为填埋需占用大量土地、耗费可观的填埋费用且不能根治污染。另外，由于焚烧费用较高，而且会造成二次污染。污泥减量化、稳定化、无害化处理后作为资源利用已经成为主要发展方向，将造纸污泥堆肥化后土地利用是比较理想的处理处置方法。

由于造纸污泥含水量高达75％～80％，有机物含量高，易腐烂、有恶臭、不便于运输和施用，必须对污泥进行稳定化、无害化处理。充分利用污泥中的微生物降解污泥中的有机质，进一步减少污泥含水量，杀灭污泥中的细菌、病原体等，消除臭味，使污泥中的各种成分处于相对稳定的状态；同时杀灭病菌、杂草种子、除臭、脱水和稳定化。经过堆肥化稳定化处理后的污泥质地疏松，阳离子交换量(CEC)显著增加，容重减小，可被植物利用的营养成分增加。

目前，有关利用城市污泥制造有机肥料方面的专利文献和报道很多，尽管这些技术均有各自的不同特点，但都不同程度的存在以下几方面的问题：一是全部针对城市污泥，而造纸污泥与城市污泥理性指标有很大区别；二是为杀灭病源微生物和寄生虫(卵)，将pH值调到等于或大于12，在碱性条件下容易造成氨的挥发损失，产生恶臭，污染环境。三是在强碱性环境下虽然能有效杀灭病源微生物和寄生虫(卵)，但同时也影响堆肥微生物的快速繁殖，从而造成腐殖化速度慢，堆肥周期长，处理效率低，而且导致堆肥产品呈较强碱性。四是仅进行简单堆置、筛分，未进行后续处理如配方造粒以便于使用且养分更全面科学。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种能够方便的应用造纸污泥制造有机肥的方法。

本发明的利用造纸污泥制备有机肥的方法，包括如下步骤：

a)发酵由于造纸污泥的质量含水量达75％～80％，采用将造纸污泥与调理剂按体积比1.5～2.5：1的比例混合均匀，制备含水率50～60％、碳氮质量比(C/N)25～35：1、有机质质量含量50～60％的混合污泥，然后按相对混合污泥质量0.8～1.2％喷洒催腐剂后发酵，发酵利用计算机控制强制通风控制温度达到高温好氧发酵方式，通过自动控制温度和自动控制通气设备，培养高温好氧微生物，以使造纸废弃物在短期内腐熟、脱水、除臭，达到无害化。其中1.5～2.5天升温至60～65℃，维持该温度5～7天后，开始降温，1.5～2.5天温度降至35～45℃；调理剂可以采用造纸除尘、树皮或作物秸秆中的一种或一种以上；催腐剂为木酢液、或酵母废液、或木酢液和酵母废液一起使用。发酵可以采用在发酵池中进行，混合污泥堆体堆高2m，发酵期间通过计算机控制强制通风控制温度。

b)后熟将上述物料进行堆体后熟，后熟期间对物料堆体进行翻堆以使物料堆体发酵彻底，4～6天后发酵结束，生成发酵物料水分质量含量35～40％，有机质质量含量45～50％；这样造纸污泥、造纸除尘、树皮、作物秸秆经发酵腐熟等工艺处理后，生成农作物生长需要的有机质和腐殖酸；后熟采用在后熟槽中进行，将物料装入后熟槽内，堆高1.2m，后熟期间对物料堆体进行翻堆并采用从物料堆体的次日起每天翻堆一次，以使堆体发酵彻底，进一步降低水分。

c)粉碎、筛分将发酵后熟后的发酵物料进行粉碎并筛分，获得粉状发酵物料制肥；如可以采用小于等于2mm的粉状发酵物料进入制肥设备用于制肥，大于2mm的未完全分解的木屑等发酵物料回流到物料堆体，而垃圾筛分则单独处理。

d)混料向粉状发酵物料中加入风化煤、尿素、磷酸一铵和硫酸钾，由尿素为提供氮(N)；磷酸一铵为提供氮和磷(P₂O₅)；硫酸钾提供钾(K₂O)；加入量以质量份计，采用以含水率35％粉状发酵物料：含水率35％风化煤：尿素：磷酸一铵：硫酸钾为60～90：15～35：0.5～1.5：1～3：0.5～1.5，混合均匀，之后经过干燥制得质量含量分别为N+P₂O₅+K2O≥4％、有机质≥35％、腐殖酸≥10％、水分≤20％，以及PH7-7.5的有机肥料。磷酸一铵和硫酸钾均可采用农用磷酸一铵和硫酸钾。

混料时还可加入硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰和硼砂，提供镁、铁、锌、锰、硼等中微量元素，加入量以质量份计，采用以含水率35％为粉状发酵物料：硫酸亚铁：硫酸镁：硫酸锌：硫酸锰：硼砂为300～360：2～4：5～9：1～3：1～3：0.5～1.5。

可以采用混料后进入转鼓造粒机制成肥料颗粒，之后再经滚筒干燥机、滚筒冷却机、滚筒筛分机后，制成大于等于2mm、小于等于4.5mm的圆形颗粒状有机肥。滚筒干燥机采用由热风炉、引风机、滚筒组成，进口炉温180℃。

本产品以造纸污泥为主要原料，利用由强制通风高温好氧发酵原理，通过自动温度控制和自动通气设备，培养堆体高温好氧微生物，使造纸废弃物在短期内腐熟、脱水、除臭，达到无害化、资源化要求。生产过程根据不同土壤特性、作物的营养需求特点和栽培技术要求等添加腐殖酸、各种中微量元素，生产出适合不同土壤、作物需求的有机肥料产品。有机肥料的指标按质量含量计可分别为N+P₂O₅+K₂O≥4％、有机质≥35％、腐殖酸≥10％、水分≤20％，以及PH7-7.5，并可实际生产和作物的需要对指标进行调整，如采用4％≤N+P₂O₅+K₂O≤8％，35％≤有机质≤45％，10％≤腐殖酸≤15％，10％≤水分≤20％，PH：7-7.5。

并且采用本发明生产的有机肥料重金属含量低于《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284-84)，重金属含量与GB4284-84标准对比如

 

重金属	Cu(mg/kg)	Zn(mg/kg)	As(mg/kg)	Cd(mg/kg)	Cr(mg/kg)	Pb(mg/kg)	Hg(mg/kg)
								本发明方法生产有机肥	22.6	94.0	4	2	43	13	0
污泥农用标准(GB4284-84)	1500	1000	75	20	1000	1000	15

采用本发明处理造纸污泥，实现污泥的综合利用，变废为宝，解决困扰造纸行业的污泥处理问题，避免环境污染。该技术系统性、配套性良好，还具有投资小、能耗低、运行成本低、占地面积适中、操作和维护简便。

采用本发明生产的产品含有作物生长所必需的多种营养元素和活性物质，不仅肥效持久，而且能够增强土壤保水、保肥和通气能力，改善土壤生态环境，提高土壤对酸碱及盐分的缓冲能力，从而增强作物的抗逆性。长期施用本产品还可增强作物抗干旱、抗冻害、抗倒伏、抗重茬能力，减少病虫害发生，并且可使果蔬颜色鲜亮，果形周正，口感好，商品性好，在改善作物品质方面作用显著。该产品可广泛用于蔬菜、果树、中草药、花卉等经济作物以及小麦、玉米、水稻等大田作物。

采用本发明生产有机肥，堆肥工艺的创新，可在pH值6～8.5，高温堆肥(60～65℃)持续5～7天，能有效杀灭污泥中的病原菌和寄生虫(卵)，实现堆肥的无害化。同时由于在低pH值情况下发酵，大大减少了氨挥发，养分损失少，有机肥成品养分含量高，效果好。

本发明采用计算机自动控制的静态仓强制鼓风通风发酵，发酵周期短，占地面积少，水分散失快，自动化程度高；采用了后熟工艺处理，使发酵均匀、完全。

本发明中的添加物充分利用造纸厂废弃物造纸除尘和树皮，既处理了造纸污泥，同时处理了造纸除尘等废弃物。其他添加物来源广阔、廉价高质，配料科学、合理，堆肥工艺简便易行，无害化效果显著，养分损失少，适用造纸污泥有机肥的制造方法。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

附图是本发明利用造纸污泥制备有机肥的方法生产流程示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例一

如附图所示，本利用造纸污泥制备有机肥的方法，包括如下步骤和工艺条件：

a)发酵将含水率为80％的造纸污泥与造纸除尘按体积比2：1的比例混合均匀，制备含水率60％、碳氮质量比35：1、有机质质量含量60％的混合污泥，按相对混合污泥质量1％的比例喷洒催腐剂酵母废液后装入发酵池发酵，发酵池堆高2m，通过计算机控制系统控制通风量与通风频率，2天内达到60～65℃，并维持本温度6天，开始降温，2天后温度降至40℃；

b)后熟将上述物料装入后熟池内，堆体堆高1.2m进行后熟，从次日起每天翻堆一次，使堆体发酵彻底，进一步降低水分，5天后发酵结束，生成发酵物料水分质量含量40％，有机质质量含量50％；

c)粉碎、筛分将发酵后熟后的发酵物料进行粉碎并筛分，将小于等于2mm的粉状发酵物料进入制肥设备，大于2mm的发酵物料如未完全分解的木屑回流到堆体，垃圾筛分后单独处理；

d)混料向粉状发酵物料中加入风化煤、尿素、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硼砂，加入量分别为：粉状发酵物(含水率35％)750kg，风化煤(含水率35％)250kg，尿素10kg、磷酸一铵20kg、硫酸钾10kg、硫酸亚铁6kg，硫酸镁14kg，硫酸锌4kg，硫酸锰4kg、硼砂2kg混合均匀，进入转鼓造粒机制成肥料颗粒，经干燥、冷却、筛分后，制成大于2mm小于4.5mm的圆形颗粒状有机肥，有机肥料指标N+P₂O₅+K₂O≥4％、有机质≥35％、腐殖酸≥10％、水分≤20％，PH7-7.5。

实施例二

如附图所示，本利用造纸污泥制备有机肥的方法，包括如下步骤和工艺条件：

a)发酵将造纸污泥与树皮和作物秸秆混合物(树皮与作物秸秆按质量比1：1混合)体积比2.5：1的比例混合均匀，制备含水率55％、碳氮质量比25：1、有机质质量含量50％的混合污泥，按相对混合污泥质量0.8％的比例喷洒催腐剂木酢液后装入发酵池发酵，发酵池堆高2m，由计算机控制系统控制通风量与通风频率，2天内达到60℃，并维持本温度7天，开始降温，2天后温度降至35℃；

b)后熟将上述物料装入后熟池内，堆体堆高1.2m进行后熟，从次日起每天翻堆一次，使堆体发酵彻底，进一步降低水分，6天后发酵结束，生成发酵物料水分质量含量40％，有机质质量含量45％；

c)粉碎、筛分将发酵后熟后的发酵物料进行粉碎并筛分，将小于2mm的粉状发酵物料进入制肥设备，大于2mm的发酵物料如未完全分解的木屑回流到堆体，垃圾筛分后单独处理；

d)混料向粉状发酵物料中加入风化煤、尿素、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硼砂，加入量按质量份计为：粉状发酵物(含水率35％)300份，风化煤(含水率35％)75份，尿素2.5份、磷酸一铵5份、硫酸钾2.5份、硫酸亚铁2份，硫酸镁5份，硫酸锌1份，硫酸锰1份、硼砂0.5份混合均匀，进入转鼓造粒机制成肥料颗粒，经干燥、冷却、筛分后，制成2mm的圆形颗粒状有机肥，有机肥料指标N+P₂O₅+K₂O≥5％、有机质≥38％、腐殖酸≥10％、水分≤18％，PH7-7.5。

实施例三

如附图所示，本利用造纸污泥制备有机肥的方法，包括如下步骤和工艺条件：

a)发酵将造纸污泥与造纸除尘和树皮混合物(造纸除尘与树皮按质量比0.5：1混合)按体积比1.5：1的比例混合均匀，制备含水率50～55％、碳氮质量比30：1、有机质质量含量55％的混合污泥，按相对混合污泥质量1.2％的比例喷洒催腐剂酵母废液后装入发酵池发酵，发酵池堆高2m，由计算机控制系统控制通风量与通风频率，1.5天内达到65℃，并维持本温度5天，开始降温，2.5天后温度降至45℃；

b)后熟将上述物料装入后熟池内，堆体堆高1.2m进行后熟，并保持翻堆，使堆体发酵彻底，进一步降低水分，4天后发酵结束，生成发酵物料水分质量含量35％，有机质质量含量50％；

c)粉碎、筛分将发酵后熟后的发酵物料进行粉碎并筛分，将小于2mm的粉状发酵物料进入制肥设备，大于2mm的发酵物料如未完全分解的木屑回流到堆体，垃圾筛分后单独处理；

d)混料向粉状发酵物料中加入风化煤、尿素、磷酸一铵、硫酸钾、硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰、硼砂，加入量按质量份计为：粉状发酵物(含水率35％)360份，风化煤(含水率35％)140份，尿素6份、磷酸一铵12份、硫酸钾6份、硫酸亚铁4份，硫酸镁9份，硫酸锌3份，硫酸锰3份、硼砂1.5份混合均匀，进入转鼓造粒机制成肥料颗粒，经干燥、冷却、筛分后，制成2mm的圆形颗粒状有机肥，有机肥料指标N+P₂O₅+K₂O≥5％、有机质≥35％、腐殖酸≥12％、水分≤20％，PH7-7.5。

Claims (8)

1、利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于包括如下步骤：

a)发酵将造纸污泥与调理剂按体积比1.5～2.5:1的比例混合均匀，制备含水率50～60％、碳/氮质量比25～35:1、有机质质量含量50～60％的混合污泥，按相对混合污泥质量0.8～1.2％喷洒催腐剂后发酵，1.5～2.5天升温至60～65℃，维持该温度5～7天后，开始降温，1.5～2.5天温度降至35～45℃；

b)后熟将上述物料进行堆体后熟，后熟期间对物料堆体进行翻堆以使物料堆体发酵彻底，4～6天后发酵结束，生成发酵物料水分质量含量35～40％，有机质质量含量45～50％；

c)粉碎、筛分将发酵后熟后的发酵物料进行粉碎并筛分，获得粉状发酵物料；

d)混料向粉状发酵物料中加入风化煤、尿素、磷酸一铵和硫酸钾，加入量以质量份计，采用以含水率35％粉状发酵物料：含水率35％风化煤：尿素：磷酸一铵：硫酸钾为60～90:15～35:0.5～1.5:1～3:0.5～1.5，混合均匀，之后经过干燥制得质量含量分别为N+P₂O₅+K₂O≥4％、有机质≥35％、腐殖酸≥10％、水分≤20％，以及PH7-7.5的有机肥料。

2、如权利要求1所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于在混料时还加入硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸锌、硫酸锰和硼砂，加入量以质量份计，采用以含水率35％粉状发酵物料：硫酸亚铁：硫酸镁：硫酸锌：硫酸锰：硼砂为300～360:2～4:5～9:1～3:1～3:0.5～1.5。

3、如权利要求1所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于：所述调理剂为造纸除尘、树皮或作物秸秆中的一种或一种以上。

4、如权利要求1所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于：所述催腐剂为木酢液、或酵母废液、或木酢液和酵母废液。

5、如权利要求1所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于：后熟期间对物料堆体进行翻堆采用从物料堆体的次日起每天翻堆一次，以使堆体发酵彻底。

6、如权利要求1所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于：发酵采用在发酵池进行，堆高2m，发酵期间通过鼓风控制温度。

7、如权利要求1所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于：发酵后熟后的发酵物料粉碎、筛分，小于等于2mm的粉状发酵物料用于制肥，大于2mm的发酵物料回流到物料堆体。

8、如权利要求1至7中任一项所述的利用造纸污泥制备有机肥的方法，其特征在于：将有机肥料制成大于等于2mm而小于等于4.5mm的圆形颗粒状有机肥。

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