[发明专利]一种粉煤灰-秸秆有机复合辅料的制备方法和应用

说明书

技术领域

 本发明涉及一种复合辅料，特别是一种粉煤灰-秸秆有机复合辅料的制备方法和应用。

背景技术

污泥是废水处理过程中产生的沉淀物质,含有混入生活污水或工业废水中的泥沙、纤维、动植物残体等固体颗粒及其凝结的絮状物,是各种胶体、有机质及吸附的金属元素、微生物、病菌、虫卵等物质的综合物质,状态由含水率决定。城市污泥的土地利用是普遍认可的一种资源化利用方式，英、法等发达国家城市污泥的农用率高达70-80%以上,而我国目前农用率还不足10%。只有土地利用所提供的潜在价格空间可以覆盖污泥处理所需的大部分成本。我国的国情决定了最经济有效的污泥处置方法是高温好氧堆肥。污泥好氧堆肥可明显杀灭病原菌和寄生虫卵,使部分有机物转化为腐殖质,使污泥含水率降低而减量,使营养物质易于被植物吸收,促进植物生长,使土壤的理化及生物学性质改善。

辅料是指为了使堆肥过程能够进行并且以较快速度进行,提高堆肥产品质量，而在污泥中加人的辅助物料。辅料种类很多,根据其作用可分为接种剂、膨胀剂、调节剂、重金属钝化剂等,有些辅料可以兼有上述几种作用。有些辅料本身就是废物,需要处理或处置,使用废物作辅料的污泥堆肥可以达到以废治废的效果。辅料的性质和作用与堆肥其他影响因素密切相关。

随着经济的发展，我国的电力需求不断增加，火电厂的数量也随之增加。随着火电装机容量从2002年开始爆炸式增长，中国的粉煤灰排放量在过去8年间增加了2.5倍，是中国工业固体废物的最大单一排放源。 2009年，中国粉煤灰的产量达到了3.75 亿吨，相当于当年中国城市生活垃圾总量的两倍多； 其体积可达4.24亿立方米，相当于每2分半钟填满1个标准游泳池，每天填满1个水立方。如此大规模的粉煤灰排放量，如果不能被妥善治理，会对中国的环境和公众健康产生巨大威胁。

粉煤灰的主要化学成分是硅、铝、铁、钙、镁、钾等氧化物。粉煤灰因为富集了碱金属、碱土金属元素，而使其pH值较高，通常达11-12以上。粉煤灰含有较高的可溶性盐，一般在0.16-3.3% 之间，其中含可溶性硅1.45%、可溶性Al₂O₃2.73%，并含有较丰富的钾、氮、磷及钙、硼、铍等营养元素，以及微量的铅、镉、汞等有害元素。粉煤灰富含硅酸盐，而且具有质轻，细小、耐高温、强度高等优点，有较高附加值，因此粉煤灰也属一种可再利用的废弃资源。

粉煤灰中含有大量农作物生长需要的营养元素如 Zn、Fe、Mn、Cu、Mo 等，而且含有大量的微量元素，可以利用粉煤灰制造复合肥。此外粉煤灰中含有较丰富的 N、P、K 及 Ca、Si、B 等微量元素，是良好的土壤改良剂。粉煤灰施入土壤，不仅可以有效的改善土壤的物理性质，如降低体积质量、增加孔隙度、改良土壤的透气和提高地温、缩小膨胀率等，也可以改善土壤的化学性质，如改良土壤的酸碱性等，从而促进土壤中微生物活性，有利于养分的转化、保湿保墒，使水、肥、气、热趋向协调，为作物生长创造良好的土壤环境，起到增产目的。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种粉煤灰-秸秆有机复合辅料的制备方法和应用，采用该有机复合辅料作为污泥堆肥的辅料，可以提高高温好氧堆肥的效果、改善污泥颗粒的透气性能、使污泥堆肥富含钾、氮、磷及钙、硼、铍等营养元素、钝化重金属，达到以废治废的效果，经济和环保效益明显。

本发明的技术方案：

一种粉煤灰-秸秆有机复合辅料的制备方法，将粉煤灰和秸秆放入搅拌器中，在转速为10转/分下混合搅拌20-30min，即可制得粉煤灰-秸秆有机复合辅料；所述粉煤灰为乳白色-深灰色的颗粒粉状物，比表面积为800-19500cm²/g；所述秸秆的含水率为50-70%；所述粉煤灰和秸秆的体积比为1-5:1。

一种所制备的粉煤灰-秸秆有机复合辅料的应用，用于污泥堆肥的辅料，粉煤灰-秸秆有机复合辅料在污泥堆肥中添加的质量百分比为20-40%，混合均匀后送入发酵堆肥，采用人工翻堆好氧发酵20-30天后堆肥即可腐熟。。

本发明的有益效果：

1）该粉煤灰-有机复合辅料能够在污泥堆肥中起到支撑作用，保证污泥与空气充分接触，可以达到高温好氧堆肥的效果；

2）该粉煤灰-有机复合辅料能够吸收污泥中的自由水使整个堆体水分分布均匀，从而改善污泥颗粒的透气性能；同时可以使污泥堆肥富含钾、氮、磷及钙、硼、铍等营养元素，调节C/N比；

3）该粉煤灰-有机复合辅料加入污泥堆肥中可以使重金属形态发生变化，生物有效性降低，从而钝化重金属；