生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法。包括以下步驟，A、備料：將不同的種類的污泥分切后并混合均勻形成污泥原料，將有機(jī)質(zhì)物料粉碎后攪拌均勻形成有機(jī)物原料；B、原材料混合：將污泥原料和有機(jī)物原料混合均勻，得到混合料；C、水解：將混合料放入到水解反應(yīng)釜內(nèi)，得到水解料；D、風(fēng)冷干燥：將水解料送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，冷卻并風(fēng)干，得到風(fēng)干料；E、發(fā)酵：將風(fēng)干料送入到發(fā)酵倉內(nèi)，得到發(fā)酵料；F、造粒：將發(fā)酵料通過造粒機(jī)造粒，得到生態(tài)營養(yǎng)料。本發(fā)明工藝簡單、生產(chǎn)過程安全可靠，能得到高效的工藝簡單、生產(chǎn)過程安全可靠。
【專利說明】
生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城鎮(zhèn)化水平不斷提高，污水處理設(shè)施建設(shè)得到了高速發(fā)展，據(jù)《2013-2017年中國污泥處理處置深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計2010年我國城鎮(zhèn)污水處理廠已經(jīng)建有2500多座，城市污水處理能力已達(dá)到每天1.22億噸，為實現(xiàn)國家的減排目標(biāo)和水環(huán)境改善，做出了巨大貢獻(xiàn)。但是污水廠的建設(shè)及運(yùn)行伴隨產(chǎn)生了大量剩余污泥，以含水率80%計，全國年污泥總產(chǎn)水量將很快突破3000萬噸，污泥處理形勢十分嚴(yán)峻。由于我國污水廠在建設(shè)過程中，長期以來“重水輕泥”，我國城鎮(zhèn)污水處理廠基本實現(xiàn)了污泥的初步減量化，但未實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化處理。據(jù)統(tǒng)計，約80%污水廠建有污泥的濃縮脫水設(shè)施，達(dá)到了一定程度的減量化;約有80%的污泥未經(jīng)穩(wěn)定化處理，污泥中含有惡臭物質(zhì)、病原體、持久性有機(jī)物等污染物從污水轉(zhuǎn)移到陸地，導(dǎo)致污染物進(jìn)一步擴(kuò)散，使得已經(jīng)建成投運(yùn)的大污水處理設(shè)施的環(huán)境減排效益大打折扣。據(jù)統(tǒng)計，目前處置方式中，土地填埋占63.0%、污泥好氧發(fā)酵+農(nóng)用約占13.5 %、污泥自然干化綜合利用占5.4 %、污泥焚燒占1.8 %、污泥露天堆放和外運(yùn)各占1.8%和14.4%。事實上，土地填埋、露天堆放和外運(yùn)的污泥絕大部分屬于隨意處置，真正實現(xiàn)安全處置的比例不超過20%。
[0003]此外，城市園林綠地面積園林廢棄物的數(shù)量也越來越多，二者成為城市固體廢棄物的主要組成之一。這兩種固體有機(jī)廢棄物通常的處置方式是填埋或焚燒，這不僅增加了政府對垃圾處理的成本，還浪費(fèi)了寶貴的土地資源，污染了環(huán)境。同時城市生活污泥與園林廢棄物中含有大量的有機(jī)質(zhì)，不加利用也是對資源大大的浪費(fèi)。
[0004]另一方面，目前在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的栽培基質(zhì)是泥炭，然而由于過度開采，泥炭資源已大大減少，同時開采泥炭會對濕地生態(tài)造成嚴(yán)重的破壞，而且泥炭短期內(nèi)不可再生，因此限制泥炭使用的壓力越來越大，迫切需要開發(fā)泥炭的替代品
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，人們經(jīng)過不斷探索，采用了各種各樣的方法，比如中國專利文獻(xiàn)公開了一種利用城市廢棄物制備新型生態(tài)栽培基質(zhì)的方法及裝置[申請?zhí)?201510133600X]，包括以下步驟:(a)將含水率為10%?35%的園林廢棄物物機(jī)械破碎至粒徑<3cm，并與先干化、后剪切的城市生活污泥進(jìn)行攪拌混合，得到混合原料;經(jīng)干化處理后的城市生活污泥的含水率為60%?90%，城市生活污泥與園林廢棄物混合的質(zhì)量比為1:
0.3?2; (b)將所述混合原料送入蒸汽爆破罐中進(jìn)行蒸汽爆破處理，控制蒸汽爆破罐中的溫度180?260°C，壓力0.8MPa?2.6MPa，保溫保壓時間1min?20min;蒸汽爆破處理后的物料冷卻到50°C?65°C;處理后的物料進(jìn)行冷卻并回收其余熱，得到熱空氣；(c)向冷卻后的物料添加占其0.2?0.5%質(zhì)量的好氧發(fā)酵菌劑作為接種劑進(jìn)行好氧發(fā)酵，同時通入熱空氣以保持發(fā)酵所需溫度，控制發(fā)酵溫度為55°C?65°C，發(fā)酵時間5?10天;所述接種劑為好氧發(fā)酵菌劑；(d)將所述的發(fā)酵后的物料進(jìn)行篩分、干燥、造粒，得到生態(tài)栽培基質(zhì)。
[0006]上述方案，通過蒸汽爆破預(yù)處理工藝的高溫高壓處理，原料中的各種病原菌、寄生蟲卵等可被徹底殺滅，從而實現(xiàn)對環(huán)境的無害化。但是汽爆處理壓力高，溫度高，具有一定的危險性且處理工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單可靠的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案:一種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，包括以下步驟:
[0009]A、備料:將不同的種類的污泥分切后并混合均勻形成污泥原料，將有機(jī)質(zhì)物料粉碎后攪拌均勻形成有機(jī)物原料；
[0010]B、原材料混合:將污泥原料和有機(jī)物原料按1:0.2-1.5的重量比投入到混合器中，充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆?，得到混合料?br>[0011 ] C、水解:將混合料放入到水解反應(yīng)釜內(nèi)，在90-160 °C之間水解，水解時間為20-30min，得到水解料；
[0012]D、風(fēng)冷干燥:將水解料送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，冷卻并風(fēng)干，得到風(fēng)干料；
[0013]E、發(fā)酵:將風(fēng)干料送入到發(fā)酵倉內(nèi)，恒溫50-65°C，發(fā)酵5_8天，得到發(fā)酵料；
[0014]F、造粒:將發(fā)酵料通過造粒機(jī)造粒，得到生態(tài)營養(yǎng)料。
[0015]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟A中，污泥包括城市生活污泥、河道淤泥、湖泊淤泥或市政污泥中的一種或幾種，所述的污泥原料的含水量為50-90%，所述的污泥原料中加入有草酸、疏松劑或陽離子分散劑的任意一種或幾種。
[0016]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟A中，所述的疏松劑為硫酸亞鐵，所述的陽離子分散劑為聚丙烯酰胺，污泥原料加入有草酸、硫酸亞鐵和聚丙烯酰胺，其中，污泥原料:草酸:硫酸亞鐵:聚丙烯酰胺的重量比為1000:0.1-3:0.1-3:0.1-3。
[0017]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟A中，有機(jī)質(zhì)物料包括纖維質(zhì)生物廢料和/或動物糞便，有機(jī)質(zhì)物料粉碎成粒徑小于3mm的顆粒。
[0018]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，所述的纖維質(zhì)生物廢料包括秸桿、稻草、城市行道樹修剪物、園林綠化垃圾、植物腐殖物中的一種或幾種，所述的動物糞便包括雞糞、鴨糞或牛糞中的一種或幾種。
[0019]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟D中，風(fēng)干料的含水量為40%-60%。
[0020]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟E中，在水解料中先投入能吸水的高分子聚合物、高溫發(fā)酵菌種和植物生長菌種，充分?jǐn)嚢?，再送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，水解料通過翻拋降溫風(fēng)干。
[0021]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，所述的高分子聚合物包括聚丙烯酸鈉，水解料:高分子聚合物:高溫發(fā)酵菌種:植物生長菌種的重量比為1000:0.1-1:0.1-1:0.Ι-
Ιο
[0022]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟E中，所述的發(fā)酵料的含水量為30-40%。
[0023]在上述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法中，在步驟F中，發(fā)酵料先加入l_2wt%的復(fù)合肥，攪拌均勻，過篩后再造粒。
[0024]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]1、工藝簡單、生產(chǎn)過程安全可靠。
[0026]2、通過加入疏松劑和陽離子分散劑，使物料中間呈現(xiàn)疏松狀結(jié)構(gòu)，便于空氣流通，從而節(jié)約了發(fā)酵時間，發(fā)酵效率高。
[0027]3、加入草酸，起到殺菌和調(diào)節(jié)pH的作用，使發(fā)酵在微酸性下發(fā)酵。
[0028]4、在水解料中加入高分子聚合物，能加速吸收水分，吸收后的高分子聚合物呈蓬松的顆粒狀，進(jìn)一步提高了物料的疏松度，進(jìn)一步提高了發(fā)酵效率，也減少了風(fēng)干需要的時間。
[0029]5、復(fù)合肥的加入，調(diào)節(jié)了最終產(chǎn)物的營養(yǎng)成分，由于疏松劑和高分子聚合物的作用，造粒過程快速可靠，且造粒后的發(fā)酵料具有快速溶化的效果。
【具體實施方式】
[0030]下述實施例中所用的試劑，如無特殊說明，可以從常規(guī)生化試劑商店購買得到。以下實施例中的定量數(shù)據(jù)，均設(shè)置三次重復(fù)實驗，結(jié)果取平均值。
[0031]實施例1
[0032]—種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，包括以下步驟:
[0033]A、備料:將城市生活污泥、河道淤泥、湖泊淤泥或市政污泥中的一種或幾種切割機(jī)分切后，過濾硬顆粒，混合均勻形成污泥原料，將秸桿、稻草、城市行道樹修剪物、園林綠化垃圾、植物腐殖物、雞糞、鴨糞或牛糞中的一種或幾種粉碎呈粒徑小于3_的顆粒狀，攪拌均勻形成有機(jī)物原料；
[0034]所述的污泥原料的含水量為50-90%，所述的污泥原料中加入有草酸、疏松劑或陽離子分散劑的任意一種或幾種。所述的疏松劑為硫酸亞鐵，所述的陽離子分散劑為聚丙烯酰胺，污泥原料加入有草酸、硫酸亞鐵和聚丙烯酰胺，其中，污泥原料:草酸:硫酸亞鐵:聚丙烯酰胺的重量比為1000:0.1:3:0.1。
[0035]B、原材料混合:將污泥原料和有機(jī)物原料按1:0.2的重量比投入到混合器中，充分?jǐn)嚢?，攪拌時間為1-1 Ohr，混合均勾，得到混合料；
[0036]C、水解:將混合料放入到水解反應(yīng)釜內(nèi)，在90°C水解，水解時間為30min，得到水解料；
[0037]D、風(fēng)冷干燥:將水解料送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，冷卻并風(fēng)干，至含水量為40%-60%，得到風(fēng)干料;本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，風(fēng)冷干化倉為現(xiàn)有技術(shù)，通過冷卻風(fēng)對物料進(jìn)行冷卻降溫并風(fēng)干。
[0038]E、發(fā)酵:在水解料中先投入能吸水的高分子聚合物、高溫發(fā)酵菌種和植物生長菌種，充分?jǐn)嚢?，再送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，水解料通過翻拋降溫風(fēng)干，將風(fēng)干料送入到發(fā)酵倉內(nèi)，恒溫50-65°C，發(fā)酵5-8天，得到發(fā)酵料，發(fā)酵料的含水量為30-40% ;
[0039]高分子聚合物包括聚丙烯酸鈉，水解料:高分子聚合物:高溫發(fā)酵菌種:植物生長菌種的重量比為1000:1:0.1:0.1。高溫發(fā)酵菌種和植物生長菌種為市售產(chǎn)品，本實施例中，高溫發(fā)酵菌種為康源綠洲生物科技(北京)有限公司的有機(jī)肥發(fā)酵專用菌，植物生長菌種為河南祥運(yùn)生物科技有限公司生產(chǎn)的植物生長專用EM菌種。
[0040]F、造粒:發(fā)酵料先加入1_2?1%的復(fù)合肥，攪拌均勻，過篩后再造粒，將發(fā)酵料通過造粒機(jī)造粒，得到生態(tài)營養(yǎng)料。
[0041 ] 實施例2
[0042]—種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，包括以下步驟:
[0043]A、備料:將城市生活污泥先過濾除去大顆粒固體如石塊、鐵片、瓷片等，將污泥分切后，攪拌混合均勻形成污泥原料，將園林綠化垃圾切碎呈粒徑為2-2.5mm的顆粒狀，攪拌均勻形成有機(jī)物原料；
[0044]所述的污泥原料的含水量為50-90%，所述的污泥原料中加入有草酸、疏松劑或陽離子分散劑的任意一種或幾種。所述的疏松劑為硫酸亞鐵，所述的陽離子分散劑為聚丙烯酰胺，污泥原料加入有草酸、硫酸亞鐵和聚丙烯酰胺，其中，污泥原料:草酸:硫酸亞鐵:聚丙烯酰胺的重量比為1000:3:0.1:3。
[0045]B、原材料混合:將污泥原料和有機(jī)物原料按1: 1.5的重量比投入到混合器中，充分?jǐn)嚢?，攪拌時間為6hr，混合均勾，得到混合料；
[0046]C、水解:將混合料放入到水解反應(yīng)釜內(nèi)，在160 °C水解，保壓0.6MPa，水解時間為20min，得到水解料；
[0047]D、風(fēng)冷干燥:將水解料送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，冷卻并風(fēng)干，至含水量為40%-60%，得到風(fēng)干料。
[0048]E、發(fā)酵:在水解料中先投入能吸水的高分子聚合物、高溫發(fā)酵菌種和植物生長菌種，充分?jǐn)嚢?，再送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，水解料通過翻拋降溫風(fēng)干，將風(fēng)干料送入到發(fā)酵倉內(nèi)，恒溫57°C，發(fā)酵7天，得到發(fā)酵料，發(fā)酵料的含水量為35% ;
[0049]高分子聚合物包括聚丙烯酸鈉，水解料:高分子聚合物:高溫發(fā)酵菌種:植物生長菌種的重量比為1000:0.1:1: UF、造粒:發(fā)酵料先加入1.5被％的復(fù)合肥，攪拌均勻，過40目篩后再造粒，將發(fā)酵料通過造粒機(jī)造粒，得到生態(tài)營養(yǎng)料。
[0050]本實施例其余部分與實施例1相同。
[0051 ] 實施例3
[0052]一種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，包括以下步驟:
[0053]A、備料:將城市生活污泥和河道淤泥先過濾除去大顆粒固體如石塊、鐵片、瓷片等，將污泥分切后，攪拌混合均勻形成污泥原料，將園林綠化垃圾切碎呈粒徑為2-2.5mm的顆粒狀，攪拌均勻形成有機(jī)物原料；
[0054]所述的污泥原料的含水量為80%，所述的污泥原料中加入有草酸、疏松劑或陽離子分散劑的任意一種或幾種。所述的疏松劑為硫酸亞鐵，所述的陽離子分散劑為聚丙烯酰胺，污泥原料加入有草酸、硫酸亞鐵和聚丙烯酰胺，其中，污泥原料:草酸:硫酸亞鐵:聚丙烯酰胺的重量比為1000:2:0.8:1.3。
[0055]B、原材料混合:將污泥原料和有機(jī)物原料按1:1的重量比投入到混合器中，充分?jǐn)嚢?，攪拌時間為7hr，混合均勾，得到混合料；
[0056]C、水解:將混合料放入到水解反應(yīng)釜內(nèi)，在140°C水解，通入蒸汽或壓縮空氣保壓至0.8MPa，水解時間為24min，得到水解料；
[0057]D、風(fēng)冷干燥:將水解料送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，冷卻并風(fēng)干，至含水量為50%，得到風(fēng)干料。
[0058]E、發(fā)酵:在水解料中先投入能吸水的高分子聚合物、高溫發(fā)酵菌種和植物生長菌種，充分?jǐn)嚢?，再送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，水解料通過翻拋降溫風(fēng)干，將風(fēng)干料送入到發(fā)酵倉內(nèi)，恒溫55°C，發(fā)酵7天，得到發(fā)酵料，發(fā)酵料的含水量為35% ;
[0059]高分子聚合物包括聚丙烯酸鈉，水解料:高分子聚合物:高溫發(fā)酵菌種:植物生長菌種的重量比為1000:0.3:0.6:0.7。
[0060]F、造粒:發(fā)酵料先加入1.8的％的復(fù)合肥，攪拌均勻，過20目篩后再造粒，將發(fā)酵料通過造粒機(jī)造粒，得到生態(tài)營養(yǎng)料。
[0061 ]本實施例其余部分與實施例1相同。
[0062]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、備料:將不同的種類的污泥分切后并混合均勻形成污泥原料，將有機(jī)質(zhì)物料粉碎后攪拌均勻形成有機(jī)物原料； B、原材料混合:將污泥原料和有機(jī)物原料按1:0.2-1.5的重量比投入到混合器中，充分?jǐn)嚢?，混合均勻，得到混合料? C、水解:將混合料放入到水解反應(yīng)釜內(nèi)，在90-160°C之間水解，水解時間為20-30min，得到水解料； D、風(fēng)冷干燥:將水解料送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，冷卻并風(fēng)干，得到風(fēng)干料； E、發(fā)酵:將風(fēng)干料送入到發(fā)酵倉內(nèi)，恒溫50-650C，發(fā)酵5-8天，得到發(fā)酵料； F、造粒:將發(fā)酵料通過造粒機(jī)造粒，得到生態(tài)營養(yǎng)料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟A中，污泥包括城市生活污泥、河道淤泥、湖泊淤泥或市政污泥中的一種或幾種，所述的污泥原料的含水量為50-90%，所述的污泥原料中加入有草酸、疏松劑或陽離子分散劑的任意一種或幾種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟A中，所述的疏松劑為硫酸亞鐵，所述的陽離子分散劑為聚丙烯酰胺，污泥原料加入有草酸、硫酸亞鐵和聚丙烯酰胺，其中，污泥原料:草酸:硫酸亞鐵:聚丙烯酰胺的重量比為1000:0.1-3:0.1-3:0.卜3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟A中，有機(jī)質(zhì)物料包括纖維質(zhì)生物廢料和/或動物糞便，有機(jī)質(zhì)物料粉碎成粒徑小于3mm的顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，所述的纖維質(zhì)生物廢料包括秸桿、稻草、城市行道樹修剪物、園林綠化垃圾、植物腐殖物中的一種或幾種，所述的動物糞便包括雞糞、鴨糞或牛糞中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟D中，風(fēng)干料的含水量為40%-60 %。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟E中，在水解料中先投入能吸水的高分子聚合物、高溫發(fā)酵菌種和植物生長菌種，充分?jǐn)嚢?，再送入到風(fēng)冷干化倉內(nèi)，水解料通過翻拋降溫風(fēng)干。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，所述的高分子聚合物包括聚丙烯酸鈉，水解料:高分子聚合物:高溫發(fā)酵菌種:植物生長菌種的重量比為1000:0.Η:0.Η:0.Ηο9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟E中，所述的發(fā)酵料的含水量為30-40%。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物煉制生態(tài)營養(yǎng)料的方法，其特征在于，在步驟F中，發(fā)酵料先加入l_2wt %的復(fù)合肥，攪拌均勻，過篩后再造粒。
【文檔編號】C05F15/00GK106007822SQ201610322499
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】胡衛(wèi)江
【申請人】胡衛(wèi)江