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      利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法

      文檔序號:310420閱讀:805來源:國知局
      專利名稱:利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)有機農(nóng)用肥的方法,具體為利用生活垃圾生產(chǎn)有機肥的方法,特別是利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法。
      背景技術
      利用城市生活垃圾制造生產(chǎn)農(nóng)用肥是目前處理、利用城市生活垃圾的方法之一?,F(xiàn)有利用城市生活垃圾生產(chǎn)農(nóng)用肥的工藝方法為先對垃圾進行分選,將有機物和無機物分離,可利用的有機物直接進行堆肥發(fā)酵,然后混合攪拌、烘干、粉碎、造粒、冷卻,然后再加入大量的無機肥料,如尿素、過磷酸鈣、氯化鉀等,攪拌均勻后裝袋。以上述工藝方法生產(chǎn)的農(nóng)用肥養(yǎng)份含量低,特別是含氮量低,而且垃圾中的有機動植物得不到充分分解、消化,無法大量產(chǎn)生易于植物吸收的有機養(yǎng)份,各成份之間也未得到充分的反應,特別是加入大量的無機肥,不但增加了成本,而且所加入的無機肥與發(fā)酵后的生活垃圾并不進行反應,無機肥與生活垃圾只處于簡單混合狀態(tài),因此,只能稱其為復合或復混肥,而且,其內(nèi)養(yǎng)份主要為無機成份,有機養(yǎng)份含量極少,不便于農(nóng)業(yè)植物吸收;另外,其所含各種養(yǎng)份成份特別是所含氮,處于不穩(wěn)定狀態(tài),不便于其安全儲存和在農(nóng)業(yè)上使用。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供利用生活垃圾生產(chǎn)高質、有機肥的工藝方法。
      本發(fā)明所述的工藝方法是采用如下技術方案實現(xiàn)的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,包含生活垃圾的分選工序,垃圾按有機物、無機物、廢塑料等分選成類,分選出的可用有機物(即通過發(fā)酵可消化、分解的有機物質)與下水污泥、糞便、粉碎植物秸桿、氮、磷元素的混合物經(jīng)厭氧發(fā)酵并產(chǎn)生沼氣后所剩的沼渣沼液進行混合,然后,再次進行好氧堆肥發(fā)酵。經(jīng)抽樣調(diào)查分析,下水污泥中有機質為11-24.4%,全磷2.14mg/g,全氮5.8-10.1mg/g,全鉀為5.25-8.9mg/g,速氮為260-580PPM,速磷為38.3-50.7PPM,其氮、磷、鉀有機養(yǎng)分及有機質含量均較高。而糞便中氮磷鉀有機養(yǎng)份和有機質含量也較高,是理想的有機肥源。在下水污泥和糞便的基礎上再加入氮、磷、鉀元素(鉀元素主要從秸桿中獲取),然后混合發(fā)酵產(chǎn)生沼氣,使上述各成份在發(fā)酵的過程中充分得到反應,在產(chǎn)生大量有機養(yǎng)份的同時,還使加入的無機氮磷元素在發(fā)酵過程轉化成有機的氮、磷養(yǎng)份,這樣發(fā)酵后所剩的沉積物和浸出液,即沼渣、沼液含有很高的有機養(yǎng)分,將其與生活垃圾相混合,既可以滿足好氧堆肥發(fā)酵中所需的水份,從而大量節(jié)約用水,又可增加有機養(yǎng)份,提高堆肥質量,產(chǎn)出高質肥;更重要的是沼渣、沼液與生活垃圾混合進行二次好氧堆肥發(fā)酵,還起到接種物的作用,可促進垃圾中的有機動植物及其它有機物進行充分的發(fā)酵和生物分解,使各成份之間得到充分的反應,產(chǎn)生大量的有機氮磷養(yǎng)份并使各成份達到穩(wěn)定狀態(tài),克服現(xiàn)有技術所述的缺陷和不足,實現(xiàn)利用生活垃圾生產(chǎn)有機肥的目的。
      為進一步實現(xiàn)本發(fā)明的目的,生產(chǎn)出高質、有機肥料,本發(fā)明在對生活垃圾與沼渣、沼液的混合物進行好氧堆肥發(fā)酵的過程中,對發(fā)酵時間、溫度進行控制,以達到最佳的產(chǎn)品效果。在發(fā)酵開始階段,嗜溫菌叢起主要作用,擔負大部分的代謝活動,嗜溫菌叢可生長的溫度范圍為35-50攝氏度,因此,一般當溫度達到35攝氏度時,微生物開始分解。隨著微生物活動量的增加,堆肥的溫度提高,嗜熱菌叢便取代了嗜溫菌叢(嗜熱菌叢的可生長溫度范圍為55-65攝氏度),大約三天溫度達到55--65攝氏度,微生物活動達到高峰,以后便逐漸下降,大約9-10天,溫度下降到40攝氏度時分解即堆肥發(fā)酵就基本完成。從上述內(nèi)容可以看出,好氧堆肥發(fā)酵需要一定的起始溫度和時間,本發(fā)明在堆肥發(fā)酵開始應保證堆肥溫度在35-37攝氏度并維持20-30分鐘,這樣,嗜溫菌叢開始生長,確保堆肥發(fā)酵正常啟動,使微生物生長出充分的有效氮,堆肥發(fā)酵需9-10天,該堆肥發(fā)酵的時間可根據(jù)堆肥發(fā)酵物的實際狀況作調(diào)整。本發(fā)明堆肥發(fā)酵完成后其內(nèi)含氮量的測量指標為垃圾中C/N(碳氮比),9-10天發(fā)酵完成后該值要在20以下,本發(fā)明所以在堆肥物質中加進沼渣、沼液,其目的也就是為了提高堆肥物的含氮量,降低C/N值,同時促進堆肥的分解,使堆肥在規(guī)定的時間內(nèi)充分發(fā)酵、消化、分解,產(chǎn)生大量的有機氮養(yǎng)份,使堆肥物的C/N值進一步達到規(guī)定值以下。
      本發(fā)明生活垃圾與沼渣、沼液混合后,應保持有適當?shù)臐穸?,濕度過低達不到發(fā)酵所必須的水份,混合物的堆肥無法正常發(fā)酵,濕度過大,造成堆肥內(nèi)部密度增大,使其內(nèi)的空氣流動受到限制,含氧量降低,這樣同樣不利于堆肥的正常發(fā)酵。堆肥物中還要保證供微生物生長足量的磷(C/P應保證在100∶1),這樣,才能適于微生物的生長與消化。本發(fā)明生活垃圾與沼渣、沼液的混合比例控制在2∶1,這樣,即可滿足混合物正常發(fā)酵所需的合理濕度,又可滿足上述發(fā)酵所需的磷的含量。采用上述的混合比例能夠促進堆肥發(fā)酵的完成,從而進一步提高最終產(chǎn)品的質量。當然,上述2∶1的混合比例可根據(jù)實際情況在一定范圍內(nèi)有所調(diào)整。
      前述已經(jīng)提到,沼渣、沼液與生活垃圾混合進行二次發(fā)酵,除了增加堆肥的有機養(yǎng)份外,還起促進生活垃圾充分發(fā)酵、分解、消化的接種物的作用。其內(nèi)的養(yǎng)份含量特別是氮、磷、鉀的含量必須達到一定值,才能充分、完全地起到接種物的作用,含量過高成本增加,過低無法充分起到接種物的作用,因此,本發(fā)明確定了一定的比例范圍,以達到最佳的效果。本發(fā)明下水污泥和糞便混合后需達到如下的指標要求含氮大于等于1%,含磷大于等于1.5%,含鉀大于等于2%。按一般城市的下水污泥和糞便的成份含量計,按下水污泥60-70%、糞便30-40%的比例可大致滿足上述的指標要求。在上述指標的基礎上再添加0.36-0.45%的氮元素、0.41-0.45%磷元素、8-10%的粉碎植物秸桿,這樣,其作為接種物的效果更加明顯。由于從城市不同地域或不同城市采集的下水污泥成份含量,特別是氮的含量有所差異,下水污泥與糞便的混合比例及混合后氮磷鉀含量指標會有所變化,這時,添加的氮磷元素及植物秸桿的添加含量應有所調(diào)整,比如下水污泥和糞便混合后的含量指標中氮的含量偏高,添加的氮元素可在上述的范圍內(nèi)甚至可能在范圍外有所減少,偏低添加的氮元素則要在上述的范圍內(nèi)或可能在范圍外有所增加。因此,本發(fā)明上述的混合比例、添加物含量范圍可根據(jù)下水污泥的成份變化作適當調(diào)整,不是固定或唯一的。
      本發(fā)明中的生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合的同時,在其內(nèi)添加經(jīng)鍘節(jié)的植物秸桿6.5-7.5%,作為堆肥中的膨脹物,促進堆肥的好氧發(fā)酵,同時提高養(yǎng)分含量,尤其是鉀的含量。
      本發(fā)明中的生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合同時,添加3-3.5%的氮元素和2.7-3.5%的磷元素。
      本發(fā)明在生活垃圾與沼渣、沼液混合的同時及下水污泥和糞便的混合物中所添加的氮、磷元素與現(xiàn)有技術中在生活垃圾堆肥發(fā)酵后再添加無機肥有本質的區(qū)別,前者所加的氮、磷元素能在厭氧發(fā)酵和好氧發(fā)酵的過程中得到充分反應,最終能轉化成有機肥所需的成份,其為本發(fā)明進一步提高產(chǎn)品質量,達到生產(chǎn)高質、有機肥的目的的有效方法之一;而后者只是與生活垃圾簡單混合,產(chǎn)出的為復合或復混肥。
      本發(fā)明中的氮元素可以從尿素中獲得,也可以從其它氮肥獲得,但由于尿素含氮量高,可減少肥料體積。磷元素可從過磷酸鈣或其它磷肥中獲得。本發(fā)明中的植物秸桿可用玉米秸桿、小麥秸桿或其它植物秸桿。
      本發(fā)明所述工藝方法生產(chǎn)出的高質有機肥,肉眼觀其腐熟度,成品呈棕褐色,無臭、松散、顆粒較均勻。其中蔬菜、瓜皮等有機垃圾已完全消失,堆肥體積明顯減小。經(jīng)實驗室檢查,測得碳、纖維素、脂類總量減少或灰分百分比增加,大腸桿菌、蛔蟲卵明顯減少或消失,達到國家規(guī)定的無害化標準。肥效有機質不低于40%,全氮10-12%,全磷5-7%,全鉀3-5%,速氮223.4PPM、速磷215.8PPM,達到或超過有機肥的肥效指標。本發(fā)明另一突出特點是,在利用生活垃圾生產(chǎn)有機肥使垃圾得到利用、處理的同時,在厭氧和好氧的發(fā)酵過程中,產(chǎn)生大量的沼氣,回收后可代替和節(jié)約其它能源,特別是生活垃圾的二次好氧發(fā)酵過程中回收、利用沼氣是前所未有的。
      具體實施例方式
      ;利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法先對生活垃圾進行分選,按有機物、無機物、廢塑料分類,無機物中金屬、玻璃、紙張等可用物進行分類整理,按廢舊物品出售,不可用物在廢棄物填埋場添埋。廢塑料用于煉油。可用有機物待用。下水污泥70噸、糞便30噸、粉碎的植物秸桿10噸、尿素0.8噸、過磷酸鈣1噸進行混合(該混合物各添加物的含量均在前述的范圍內(nèi)),然后在沼池中進行發(fā)酵,產(chǎn)生的沼氣回收。上述混合物發(fā)酵后所剩的沼渣沼液約有80噸,與160噸的可用有機物生活垃圾混合,同時,加入10噸側節(jié)秸桿、10噸尿素、10噸過磷酸鈣(均在前述的含量范圍內(nèi)),混合攪拌后進行9-10天的堆肥好氧堆肥發(fā)酵,在發(fā)酵開始向堆肥供熱,保證堆肥溫度在35-37攝氏度并維持20-30分鐘,然后停止供熱,滿10天,進行二次篩分,將初始分選遺漏的無機物、發(fā)酵未充分消化、分解的塊狀物分離出去,然后,烘干、粉碎、加水造粒、冷卻、裝袋。在上述過程中,回收在下水污泥、糞便、粉碎植物秸桿、氮、磷元素的混合物厭氧發(fā)酵和生活垃圾好氧堆肥發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣,用于向厭氧、好氧堆肥發(fā)酵供熱,滿足發(fā)酵過程達到所需溫度需要的熱量,并可用于取暖、照明等。
      權利要求
      1.一種利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,包含生活垃圾的分選工序,其特征為分選出的可用有機物與下水污泥、糞便、粉碎植物秸桿、氮、磷元素的混合物經(jīng)厭氧發(fā)酵并產(chǎn)生沼氣后所剩的沼渣沼液進行混合,然后,再次進行好氧堆肥發(fā)酵在堆肥發(fā)酵開始應保證堆肥溫度在35-37攝氏度并維持20-30分鐘,堆肥發(fā)酵需9-10天。
      2.如權利要求1所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾與沼渣沼液的混合比例控制在2∶1。
      3.如權利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為下水污泥和糞便混合后需達到如下的指標要求含氮大于等于1%,含磷大于等于1.5%,含鉀大于等于2%,在上述指標的基礎上再添加0.36-0.45%的氮元素、0.41-0.45%磷元素、8-10%的粉碎植物秸桿。
      4.如權利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合的同時,在其內(nèi)添加經(jīng)鍘節(jié)的植物秸桿6.5-7.5%。
      5.如權利要求3所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合的同時,在其內(nèi)添加經(jīng)鍘節(jié)的植物秸桿6.5-7.5%。
      6.如權利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合同時,添加3-3.5%的氮元素和2.7-3.5%的磷元素。
      7.如權利要求3所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合同時,添加3-3.5%的氮元素和2.7-3.5%的磷元素。
      8.如權利要求4所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合同時,添加3-3.5%的氮元素和2.7-3.5%的磷元素。
      9.如權利要求5所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為生活垃圾在與上述沼渣、沼液混合同時,添加3-3.5%的氮元素和2.7-3.5%的磷元素。
      10.如權利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其特征為回收在下水污泥、糞便、粉碎植物秸桿、氮、磷元素的混合物厭氧發(fā)酵和生活垃圾好氧堆肥發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼氣,用于向厭氧、好氧堆肥發(fā)酵供熱。
      全文摘要
      本發(fā)明為利用生活垃圾生產(chǎn)高質有機肥的工藝方法,其主要技術內(nèi)容為分選出的可用有機物與下水污泥、糞便、粉碎植物秸桿、氮、磷元素的混合物經(jīng)厭氧發(fā)酵并產(chǎn)生沼氣后所剩的沼渣沼液進行混合,然后,再次進行好氧堆肥發(fā)酵。以本發(fā)明工藝方法產(chǎn)出的成品呈棕褐色,無臭、松散、顆粒較均勻。經(jīng)實驗室檢查,測得碳、纖維素、脂類總量減少,大腸桿菌、蛔蟲卵明顯減少或消失,達到國家規(guī)定的無害化標準。肥效:有機質:不低于40%,全氮10—12%,全磷5—7%,全鉀3—5%,速氮223.4PPM、速磷215.8PPM,達到或超過有機肥的肥效指標。本發(fā)明所述工藝方法可產(chǎn)生大量的沼氣,回收后可代替和節(jié)約其它能源,特別是生活垃圾的二次好氧堆肥發(fā)酵過程中回收、利用沼氣是前所未有的。
      文檔編號C05F9/00GK1337381SQ0112742
      公開日2002年2月27日 申請日期2001年9月20日 優(yōu)先權日2001年9月20日
      發(fā)明者郭高友 申請人:郭高友
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