[发明专利]利用城市废弃物制备生态栽培基质的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种城市废弃物资源化技术，具体是利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法及装置。

背景技术

在我国经济及城市化发展进程中，城市居民生活用水量急剧增加的同时产生了大量的污泥，同时城市园林绿地面积园林废弃物的数量也越来越多，二者成为城市固体废弃物的主要组成之一。这两种固体有机废弃物通常的处置方式是填埋或焚烧，这不仅增加了政府对垃圾处理的成本，还浪费了宝贵的土地资源，污染了环境。同时城市生活污泥与园林废弃物中含有大量的有机质，不加利用也是对资源大大的浪费。

另一方面，目前在世界范围内广泛应用的栽培基质是泥炭，然而由于过度开采，泥炭资源已大大减少，同时开采泥炭会对湿地生态造成严重的破坏，而且泥炭短期内不可再生，因此限制泥炭使用的压力越来越大，迫切需要开发泥炭的替代品

基于以上背景，利用固体有机废弃物发酵生产有机肥或是栽培基质成为当前研究的热点之一。现有的技术中，有很多关于这方面的详细描述。中国专利CN 101618977A提供了一种脱水污泥好氧发酵处理技术。该技术将脱水污泥与辅料进行混合、破碎，使用布料机将堆料颗粒分布为2m高的堆体在发酵仓内进行二次发酵，经20～30天可完全腐熟，产品含水率为40％左右。中国专利CN 1958536A提供了一种用污泥、树枝落叶和矿化垃圾制备栽培土的方法，该方法使用好氧堆肥技术，经30～40天腐熟，制的树枝落叶与污泥堆肥产物，再添加1～4倍重量的矿化垃圾，可制得满足国家标准的栽培土。中国专利CN 101637778提供了一种利用农业有机废弃物、餐厨垃圾、畜禽粪便和有机活性污泥等有机废弃物制备生态有机肥的方法，该方法先将有机废弃物进行破碎，再与工艺水进行混配，然后加入接种物进行厌氧发酵，产出的沼气用于发电，产出的沼渣加水后与沼液再进行高温和中温好氧堆肥，最终经过筛分、干燥、造粒制成生态有机肥。中国专利CN 102303988A提供了一种脱水污泥好氧—厌氧交替发酵制备园林营养土的方法，该方法使用三次交替好氧—厌氧发酵，每次好氧发酵需5天，厌氧发酵需3天，整个制备过程需要24天，最终可得到满足无害化标准的园林营养土。

然而以上技术存在的共性问题是，尽管最终能够获得满足使用要求的生态有机肥或园林栽培土，但整个制备过程尤其是发酵工序的耗时过长，生产效率很低。而且，在整个发酵过程中未考虑产生的带臭味气体的处理问题。另外，以上技术仅仅是利用堆肥过 程中升高的发酵温度来杀灭病菌和寄生虫卵，灭菌的效果不好，容易引起环境的二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法及装置。该方法发酵周期短、可连续生产、能防止臭气污染，可解决包括城市生活污泥与园林废弃物的环境污染问题，生产的有机质栽培基质可用作园林绿化、花卉种植等的栽培土。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种利用城市废弃物制备新型生态栽培基质的方法，包括以下步骤：

(a)将含水率为10％～35％的园林废弃物机械破碎至粒径≤3cm，并与先干化、后剪切的城市生活污泥进行搅拌混合，得到混合原料；经干化处理后的城市生活污泥的含水率为60％～90％，城市生活污泥与园林废弃物混合的质量比为1∶0.3～2；

(b)将所述混合原料送入蒸汽爆破罐中进行蒸汽爆破处理，控制蒸汽爆破罐中的温度180～260℃，压力0.8MPa～2.6MPa，保温保压时间10min～20min；蒸汽爆破处理后的物料冷却到50℃～65℃；处理后的物料进行冷却并回收其余热，得到热空气；

(c)向冷却后的物料添加占其0.2～0.5％质量的好氧发酵菌剂作为接种剂进行好氧发酵，同时通入热空气以保持发酵所需温度，控制发酵温度为55℃～65℃，发酵时间5～10天；所述接种剂为好氧发酵菌剂；

(d)将所述的发酵后的物料进行筛分、干燥、造粒，得到生态栽培基质。

本发明中，在完成步骤(c)后，取部分发酵后的物料作为调理剂用于下一次的制备过程：在添加接种剂时，同时添加占冷却后物料20～50％质量的调理剂，进行好氧发酵。(即调理剂为前一次好氧发酵所得的反应物，首次可不添加。)

本发明中，所述的园林废弃物是：植物凋落物、树枝修剪物、草坪修剪物、杂草、种子或残花中的至少一种。

本发明中，步骤(d)中筛分后的物料粒径为1cm～1.5cm，干燥后物料含水率15％～25％。