[发明专利]一种利用污泥和植物秸秆生产肥料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用污泥和植物秸秆的混合物生产肥料的方法，属于资 源利用和污染防治技术领域。

背景技术

随着工业和城市的发展，工业和城市生活污水的排量逐渐加大，其中的 有机废水主要采用生物法处理，由此导致产生的污泥量也随之迅速增加。如 何解决污泥的处理处置出路，已成为各国工业和城市发展过程中亟待解决的 重大环境问题。已知，污泥的主要成分是细胞类有机物，还含有氮、磷、钾 及多种微量元素，含水量一般为70％～85％。而作物秸秆是种类多、产生量非 常大的生物质农业废弃物，主要由草木纤维素、半纤维素、木质素、果胶质 等成分构成，还含有少量的氮、磷、钾和微量元素。因此，污泥和秸秆等废 弃物都具有重要的资源属性，经适当的转化处理可用于生产有机肥、有机-无 机复合肥及土壤改良剂等产品，这种综合利用途径可称为肥料化利用。现有 技术中公开的利用秸秆或污泥废弃物进行肥料化利用的技术，多数是基于微 生物发酵原理进行腐殖化转化，所需要的发酵时间至少要15天以上，转化速 度慢。检索到的涉及采用化学法加速生物质废弃物腐熟转化的方法如中国专 利文献，申请号：03122742.2和申请号：03122743.0，分别公开了用氢氧化 钾碱法造纸制浆黑液和氢氧化钾水溶液在常温下处理植物性材料，调节酸度 至pH4～9后，直接混入氮肥、磷肥、中微量元素肥或进一步经发酵处理后再 混入这些无机肥料成分，制造有机肥或有机-无机复合肥的方法。上述方法 存在腐熟速度慢和腐熟不彻底的问题。中国专利申请号：200510086269.7报 道了用浓缩的亚铵法造纸制浆废液与秸秆粉混合，在100℃以上的蒸球中加热 转化得到湿有机肥料半成品，经进一步处理后得到有机肥，该方法利用的是 稀亚铵法造纸制浆废液，需经蒸发浓缩后使用，处理的原料仅是农作物秸秆。 关于污泥的化学法转化技术很少，如：中国专利文献，申请号：96122252.2报 道了城市污泥或藻渣经干燥-活化-与无机矿物肥混合-造粒制备复混肥的方 法，该方法中只是对污泥进行了热干燥脱水处理，没有对污泥进行腐殖化转 化。中国专利文献，申请号：96122252.2报道了将硫化钠、二硫化碳及少量 的焦磷酸钠、四丁脂助剂与城市污水处理厂污泥混合，分别在80～85℃和90～ 95℃下热处理1h、1.5～2h，然后过滤，滤液进一步加工得到所谓有机酸肥， 滤渣经烧结后弃掉，这种方法所得滤液含水量过高，且所用的反应原料二硫 化碳有异味。综上所述，在现有技术中还没有关于利用秸秆和污泥混合物生 产肥料的方法报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以浓缩污泥和植物秸秆为原料生产肥料的方 法，实现了污泥和农业废弃物植物秸秆的肥料化利用。

本发明的目的是这样实现的。本发明借鉴造纸工业中的化学蒸煮制浆技 术，将污泥和秸秆按一定比例混合，使混合原料中的含水量在适宜蒸煮的范 围，通过选择使用适宜的蒸煮腐解剂和反应工艺条件，可得到高浓度的腐殖 质浆液，既实现了秸秆和污泥的快速腐熟转化，腐熟程度高，又实现了对原 料中所含的病原微生物、寄生虫卵的杀灭，以及对微量有机污染物的降解去 除和除臭的目的。由于得到的腐殖质浆液浓度高，不用浓缩可直接进行干燥 造粒或与其它无机肥料混配后干燥造粒，可以节省能源成本和投资。

具体地，本发明所说的利用污泥和植物秸秆生产肥料的方法包括以下步 骤：

(1)混合蒸煮

将生物法处理有机废水产生的浓缩污泥和植物秸秆粉及蒸煮药剂混合， 并拌合均匀，装入耐压和耐高温的容器中，用蒸汽或外源热源加热到125～170 ℃之间，并保持2～7h，加热过程中应使容器慢速转动，以使物料保持混匀状 态。植物秸秆和污泥(湿重下)的混合质量比控制在(1～5)∶20，蒸煮药 剂的用量为上述混合物折合干重质量的8％～15％，蒸煮药剂为亚硫酸铵 ((NH₄)₂SO₃)、亚硫酸钠(Na₂SO₃)和亚硫酸氢钾(KHSO₃)中的一种或几种。加入亚 硫酸盐的作用是使秸秆和污泥中的有机物发生水解、分解、溶解及腐殖化转 化。拌合过程可在蒸煮容器外进行，也可在蒸煮容器中进行，反应结束后得 到腐殖质浆液，其干固体含量为20％～68％。pH在8～9之间，呈弱碱性，可 免去用酸中和，得到浆状有机肥料半成品；