專利名稱：一種復(fù)合肥及其制造方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合肥料及其制造方法和設(shè)備，尤其涉及一種由有機肥、無機肥和微生物菌復(fù)合而成的肥料及其制造方法和設(shè)備。
目前，國內(nèi)對有機肥方面的研究相對很少，一些利用固體廢物生產(chǎn)有機肥的企業(yè)，由于技術(shù)和資金基礎(chǔ)薄弱，大部分加工工藝存在單一性缺點，有的企業(yè)只是通過發(fā)酵、干燥處理便作為肥料使用；有的企業(yè)生產(chǎn)的有機肥僅采用高溫快速烘干處理；有的企業(yè)只進行后加工，缺少發(fā)酵過程。實踐證明，這些不完整的工藝和落后的生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)出的有機肥產(chǎn)品沒有質(zhì)量保證。
生物菌肥的主要作用在于①將無機態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成為有機態(tài)的氨基酸氮，提高作物對養(yǎng)分的吸收率；②改善作物的土壤微生物環(huán)境，使利于作物生長的有利菌群占主導(dǎo)地位。
目前國內(nèi)大部分廠家對于生物菌肥的開發(fā)停留于“將某種細菌或菌群噴灑在肥料之中”這個初級階段，而忽略了微生物菌肥中細菌應(yīng)該達到的上述兩種功能。而且，細菌噴入肥料以后，由于缺少它所生存的基本條件(如水分、養(yǎng)分、空間結(jié)構(gòu)等)，很少有細菌能夠生存下來。因此，很多生物菌肥是“名義上的”。要真正作成生物菌肥就必須使肥料中的細菌生存下來，同時實現(xiàn)細菌所賦予的兩種基本功能。
目前，許多其它企業(yè)生產(chǎn)的有機復(fù)合肥，很大程度上都是有機和無機的混合，均勻度難以實現(xiàn)，肥效無法提高；有的也采用了水解的辦法，但技術(shù)落后、肥力流失嚴重且不利于推廣生產(chǎn)。
總之，目前利用固體廢棄物制造復(fù)合肥料的方法和設(shè)備尚沒有完善，特別是沒有成套生產(chǎn)該復(fù)合肥的設(shè)備。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種復(fù)合肥的制造方法，其特點在于，至少包括如下步驟A、對有機固體廢棄物進行發(fā)酵預(yù)處理；B、與其他物料進行配料混合，；C、進行膨化處理；D、噴菌、撲粉、包衣、整粒；E、干燥、冷卻；F、成品。
上述的制造方法，其特點在于，所述發(fā)酵預(yù)處理過程包括對所述有機固體廢棄物進行調(diào)質(zhì)、攤鋪、充氧曝氣、翻拌、后腐熟過程。
上述的制造方法，其特點在于，在有機固體廢棄物中還加入一些含炭成份的輔料和微生物群對有機固體廢棄物進行發(fā)酵處理。
上述的制造方法，其特點在于所述調(diào)質(zhì)過程中還包括加入菌過程。
上述的制造方法，其特點在于所述其他物料可以是肉骨粉、豆粕、膨潤土、松針粉、鉀肥或尿素其中任意一種，或者其任意組合。
上述的制造方法，其特點在于，在進行膨化處理之后以及在進行噴菌、撲粉、包衣、整粒之后還分別包括篩分過程。
上述的制造方法，其特點在于，所述膨化處理過程是指將混合物料進行高溫瞬時膨化過程，使混合物料在膨化腔內(nèi)受到瞬時磨擦、剪切、搓揉、高溫、高壓作用，使無機化肥糊化，從而使有機肥料與無機肥料完全融合。
上述的制造方法，其特點在于，所述噴菌撲粉整粒過程是利用噴涂設(shè)備將菌液噴涂在膨化顆粒表面，再進行整形和包衣，整形后的顆粒呈橢圓或球形狀。
上述的制造方法，其特點在于，在所述調(diào)質(zhì)過程中，水分保持在50-65％，炭氮比為20-30∶1，同時加入快速降解有機物和纖維的生物菌；所述配料、混合過程含水率保持在18-24％；所述膨化溫度為80-110℃，膨化時間約30秒。
為了更好地完成上述目的，本發(fā)明還提供一種復(fù)合肥的制造設(shè)備，由固體廢棄物前預(yù)處理設(shè)備和后續(xù)處理設(shè)備組成，其特點在于所述前預(yù)處理設(shè)備包括一鋪糞車，用于接收調(diào)質(zhì)處理后的固體廢棄物并將其送到發(fā)酵槽適當位置后鋪撒，以及一發(fā)酵攪拌機，用于將發(fā)酵槽內(nèi)的固體廢棄物進行翻堆、攪伴、移動以使發(fā)酵物疏松、含氧量增加，加快發(fā)酵降解；所述后續(xù)處理設(shè)備至少包括配料攪拌裝置、膨化裝置、冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置、烘干裝置；所述配料攪拌裝置與所述膨化裝置相聯(lián)，經(jīng)膨化處理后的混合物料依次經(jīng)過所述冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置后，最后由烘干裝置烘干冷卻后制成成品。
上述的復(fù)合肥的制造設(shè)備，其特點在于所述后續(xù)處理設(shè)備還包括一電子定量打包裝置，用于將所述制成品通過電子包裝稱進行定量包裝。
上述的復(fù)合肥的制造設(shè)備，其特點在于所述膨化裝置為濕法膨化機，所述濕法膨化機用于將所述混合物料加工成具有微孔結(jié)構(gòu)的軟膨化顆粒。
上述的復(fù)合肥的制造設(shè)備，其特點在于所述烘干裝置為一種復(fù)合圓震動干燥機，所述干燥機由多層螺旋環(huán)狀孔板組成主體，下部裝有振動電動機，并通過彈簧支撐在機架上；物料沿螺旋環(huán)狀孔板從下向下運動，熱風(fēng)從下向上依次透過所述孔板穿過各層物料，使物料烘干。
本發(fā)明還一個發(fā)明目的，是用上述方法及設(shè)備制造的一種復(fù)合肥料，由有機肥、無機肥和微生物菌復(fù)合而成三維有機復(fù)合肥，其特點在于，所述三維有機復(fù)合肥是預(yù)先通過在有機固體廢物中加入微生物菌群進行發(fā)酵處理后得到的純有機肥與無機肥料混合，再經(jīng)膨化、噴菌、撲粉、包衣、整粒而形成，所述三維有機復(fù)合肥為有機/無機/微生物三維一體的多孔海綿體顆粒狀外包衣肥料。上述方法及設(shè)備通過對畜禽糞便、污泥等有機固體廢物的處理，生產(chǎn)高效的有機/無機/微生物三維復(fù)合肥，實現(xiàn)無害化、資源化。首先在有機廢物中加入合適的添加劑和微生物菌群，對有機廢物進行發(fā)酵預(yù)處理，有機質(zhì)進一步生物降解，水分保持在20％左右。然后采用熱噴技術(shù)，改變尿素及其它有機質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，實現(xiàn)無機物與有機物的結(jié)合，此時的肥料中間體非常疏松。在此基礎(chǔ)上對肥料進行接種有益菌群、撲粉(加入后續(xù)接種菌群存活所需的養(yǎng)分)，最后采用包膜技術(shù)，將有機、無機、微生物菌群、以及菌群生存所需的養(yǎng)分等包成一個個獨立的生存空間，實現(xiàn)無機/有機肥與生物菌肥的結(jié)合，最終得到高效的三維復(fù)合肥料。
混合過程把配好的物料由上料提升機輸送到攪拌裝置23進行混合，目的是把不同比例的物料混合均勻。主要設(shè)備是雙軸臥式攪拌機，主要由提升、攪拌、卸料三大部分組成。每次攪拌只需1～3分鐘，混合均勻度達90％以上。物料最終保持含水率18-24％。
膨化過程通過濕法膨化機24進行膨化。膨化溫度80-110℃，時間大約為30秒種左右，實現(xiàn)了有機無機物的形態(tài)改變，使之達到了完全融合，由于時間較短，不至于導(dǎo)致有機物分解。同時利用膨化產(chǎn)生的瞬時高溫殺滅原肥中的病菌而不破壞其中的養(yǎng)分；利用膨化技術(shù)中的制粒原理，膨化制粒時水分的瞬時蒸發(fā)使肥料中有機質(zhì)間的緊密結(jié)合減弱，肥料蓬松成多孔狀，更有利于微生物的作用，從而使肥效得以提高。原料要求18-22％時性。
經(jīng)過高溫瞬時膨化，物料在膨化腔內(nèi)受到瞬時磨擦、剪切、搓揉、高溫、高壓作用使尿素糊化，無機氮改變特形態(tài)，從而達到了有機無機完全融合，在后噴涂時可以使菌種免受雜菌的干擾，得以健康的生長，也利于土壤中的微生物分解利用。膨化可使添加的礦物元素與載體緊密的結(jié)合在一起。施用一般有機肥時，礦物元素易隨雨水流失，而通過膨化制粒后，礦物元素被固定在載體上，只有當遇到植物根系土壤中的微生物作用時才被釋放出來，從而提高了礦物元素的利用率。
與傳統(tǒng)的制粒相比，經(jīng)膨化加工后物料熟化、軟化，制成顆粒容易得多，對模具的磨損大大降低，改善了制粒工況，同時膨化、制粒一體化，既降低了設(shè)備投資，又減少了場地占用及能耗。此外，制粒制得的是硬顆粒，而膨化制粒所得為具有微孔結(jié)構(gòu)的軟顆粒，利于微生物存活及生長。同時在肥料被高壓擠出切割成形時，由于冷卻使表面收縮，顆粒切口形成圓滑曲面，顆粒形狀接近球形，再經(jīng)滾圓修整便可很好的與現(xiàn)有的施肥機具相適應(yīng)。
通過膨化的高溫高壓，原料肥中的病菌被殺滅，一些菌種生長抑制因子被鈍化，噴涂特定的菌種后，可保證施肥時肥料中含有所需要的活菌數(shù)。這些有益菌群進入到植物根系土壤中，與土壤微生物一起作用，增加了根系有益菌群的數(shù)量和活性，可以加速肥料中養(yǎng)分的釋放和固氮、解磷、解鉀過程，促進植物根系發(fā)展，從而達到使農(nóng)作物增產(chǎn)增收的最佳效果。同時，由于這些微生物和肥料中有機質(zhì)的存在，可改善土壤物理性狀，增加土壤團粒結(jié)構(gòu)，從而使之疏松，防止板結(jié)、酸化，有利于保水、保肥、通氣。
膨化過程中N素形態(tài)的變化；該有機肥的制備過程是先將各種物料混合均勻，用保溫雙層蒸汽調(diào)質(zhì)氣輸送進熱噴機組將尿素糊化并與尿素載體一起膨化，溫度為80-110℃，時間為30秒種左右。由于膨化過程主要是物理過程，且時間較短，不至于有機物、磷酸鹽和硝酸鹽分解；而尿素是一種有機分子，在溫度高50℃時可縮合成縮二脲，高于135℃使即發(fā)生分解反應(yīng)?？s二脲是一種對植物有害的物質(zhì)，在含氮肥料中有嚴格限制(小于0.5％)該三維有機肥中的縮二脲含量進為0.0249％，目前國家對一級尿素縮二脲的含量標準是不能超過0.5％，而該有機肥遠低于該值，說明尿素在膨化過程中，并未大量形成縮二脲。
在該方法中由于采用了膨化技術(shù)，通過瞬時高溫高壓的膨化，使尿素等添加速效氮的糊化，改變其形態(tài)，從而達到了有機無機的完全融合，使真正意義上的二維復(fù)合得以實現(xiàn)。篩分過程經(jīng)過膨化的物料通過吸風(fēng)冷卻裝置25后，進行分級篩分過程。工作時物料進入篩分機26后，大顆粒首先被篩除，成品及小顆粒進入第二層篩分，成品由成品出料口進入下一道工序，大顆粒由小顆粒出料口出料返回。噴菌、撲粉、包衣、整粒、篩分過程通過整粒裝置27，把各種需要在添加的有機氧分及菌液按需要的比例調(diào)和，利用噴吐設(shè)備噴涂于膨化顆粒表面，之后進行整形和包衣、篩分。噴涂溫度在50℃左右，物料呈橢圓或圓形顆粒狀。物料溫度45～80℃。
該方法中采用了撲粉造粒技術(shù)，通過膨化后的物料是蓬松狀的海綿體，濕度在15％左右，具有利于微生物存活所需的空間。利用噴涂設(shè)備，將微生物均勻的噴涂到該物料中，可有力避免膨化對熱敏性菌種造成的失效，同時噴涂特定的菌種后，可保證施肥時肥料中含有所需要的活菌數(shù)。這些有益菌群進入到植物根系土后可以免受雜菌干擾，得以健康的生長，也利于土壤中的微生物分解利用，因此提高了肥效。然后通過轉(zhuǎn)鼓造粒機造粒，該造粒方法對物料沒有其他負面影響，同時更利于微生物和有機無機的結(jié)合體融合。從而實現(xiàn)有機無機微生物三維有機肥的復(fù)合。
該方法中還采用了包膜/包衣技術(shù)，包膜技術(shù)是將噴涂生物菌的膨化顆粒包衣，膨化顆粒與一般造粒顆粒不同，膨化顆粒自身是多孔狀海綿體顆粒，當生物菌噴涂到顆粒上時，生物菌便進入到顆粒的每個膨松孔中，此時顆粒含水率為15％左右，在膨化顆粒外部均勻地包一層膜，該膜是經(jīng)特殊材料制成的，存放時可保持顆粒中的水分損失很慢，同時避免其他有害物質(zhì)感染有益菌群。當肥料施到地里時，該膜能迅速崩解釋放出生物菌群、有機質(zhì)及養(yǎng)分。通過實施該技術(shù)，可有利避免后噴菌群由于長期存放而死亡的問題，延長了生物有機肥料的存放期。另外，經(jīng)過包衣圓整的顆?？膳c現(xiàn)有的施肥機械很好的相適應(yīng)?，F(xiàn)有的施肥機械落料口基本上是規(guī)則的圓形開口，常規(guī)制粒機制得的顆粒由于兩端的毛刺經(jīng)常導(dǎo)致落料不均，球形顆?？捎行У慕鉀Q該問題。排糞輪形狀和尺寸結(jié)構(gòu)以化肥小圓粒而設(shè)計，對現(xiàn)有制粒機得到的柱壯顆粒不適合。此外，球形顆粒的比表面積小，包裝更省空間，更方便運輸。
干燥冷卻過程主要設(shè)備是復(fù)合圓震動干燥機28由多層螺旋環(huán)狀孔板組成主機體，下部裝有振動電動機，用彈簧支撐在機架上。利用振動電動機的激振，使物料沿螺旋環(huán)狀孔板從上層向下層連續(xù)運動，熱風(fēng)從下向上依次透過孔板通過各層物料，使物料烘干。風(fēng)溫小于60℃，干燥冷卻至產(chǎn)品含水率18％。
定量包裝過程主要設(shè)備是電子定量打包裝置29，它是一種機、電、氣動相結(jié)合的自動稱重、打包、縫口設(shè)備。干燥好的物料屬于成品，經(jīng)斗式提升機輸送到電子打包秤，進行包裝，可實現(xiàn)規(guī)格為25～50kg/包，每分鐘4～6包的定量包裝。
在


圖1、2、3、4、5、6中，本發(fā)明的實施例中，該三維復(fù)合肥的成套生產(chǎn)設(shè)備主要由調(diào)質(zhì)混合器10、鋪糞車11、發(fā)酵攪拌機12、移動行車13、發(fā)酵槽軌道14、充氧系統(tǒng)15、發(fā)酵槽18、上料裝置21、配料裝置22、攪拌裝置23、膨化裝置24、吸風(fēng)冷卻裝置25、分級篩26、整粒裝置27、烘干裝置28、電子定量打包裝置29組成。
在本發(fā)明的實施例中，利用本發(fā)明的方法和設(shè)備生產(chǎn)的三維有機復(fù)合肥是一種多維高效生物有機復(fù)合肥，具有優(yōu)質(zhì)、養(yǎng)分含量、生物活性高、微量元素豐富的特點；在有機肥制備過程中，添加了大量的尿素等速效氮肥，尿素在乎化和膨化過程中，由于時間短，沒有增加對植物有害的縮二脲。該有機肥在自然放置時，存在一定程度的發(fā)酵降解，全氮含量有所下降，銨態(tài)氮和銷態(tài)氮含量在前兩個星期內(nèi)均呈增長趨；該有機肥添加的尿素在包裝物中分解的速度比在土壤重要慢的多，兩星期后的殘留量約為80％，這對于減少銨的揮發(fā)及反銷化的損失，使該有機肥在施用前保持較高的肥效是有益的。
利用本發(fā)明生產(chǎn)的三維有機復(fù)合肥，是多元生物有機復(fù)合肥集微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)和植物營養(yǎng)學(xué)最新研究成果于一體的新型肥料，在下表中該三維有機復(fù)合肥的主要性能指標如下

該三維復(fù)合有機肥外觀呈黑色，濕潤蓬松狀顆粒。具有有機質(zhì)含量高(發(fā)酵6天后有機質(zhì)含量為59.34)，全氮量10.56％，銨態(tài)氮3.01％，銷態(tài)氮含量1.08％，磷、鉀以及微量元素等養(yǎng)分含量也遠遠高于一般有機肥含量，具有全量養(yǎng)分高，同時該有機肥的供肥特性可謂長、短兼顧，且高含量有機質(zhì)分解可緩慢持續(xù)地供肥，同時較高含量的速效養(yǎng)分又可迅速供作物吸收利用；融合生物肥、有機肥和無機肥優(yōu)點，優(yōu)勢互補，體現(xiàn)了長效養(yǎng)分與速效養(yǎng)分相結(jié)合、大量元素與微量元素相結(jié)合、有機物質(zhì)與無機物質(zhì)相結(jié)合、生物與肥生物相結(jié)合。因此這種生物有機復(fù)合肥具有三大功能①可長期穩(wěn)定地微作物提供各種所需養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量②改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，尤其是用于生產(chǎn)綠色食品；③可以提高土壤有機質(zhì)含量，改良土壤的物理、化學(xué)及生物形狀。
在同樣實驗條件下，畝施俄羅斯復(fù)合肥和該有機復(fù)合肥，后者的作物長勢要大于前者，成穗率也比前者高出3％。在同樣實驗條件下，畝施俄羅斯復(fù)合肥和黑珍珠有機復(fù)合肥，以魯麥23號做實驗，平均產(chǎn)量增加34公斤，增產(chǎn)8.7％。用不同處理在相同時期內(nèi)辣椒的株高、幅寬及掛果數(shù)表明，該有機肥供給養(yǎng)分是平衡的且肥效利用率高，同時Vc及粗脂肪含量也要高出5-7％。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合肥料，由有機肥、無機肥和微生物菌復(fù)合而成三維有機復(fù)合肥，其特征在于，所述三維有機復(fù)合肥是預(yù)先通過在有機固體廢物中加入微生物菌群進行發(fā)酵處理后得到的純有機肥與無機肥料混合，再經(jīng)膨化、噴菌、撲粉、包衣、整粒而形成，所述三維有機復(fù)合肥為有機/無機/微生物三維一體的多孔海綿體顆粒狀外包衣肥料。
2.一種復(fù)合肥的制造方法，其特征在于，至少包括如下步驟G、對有機固體廢棄物進行發(fā)酵預(yù)處理；H、與其他物料進行配料混合，；I、進行膨化處理；J、噴菌、撲粉、包衣、整粒；K、干燥、冷卻；L、成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述發(fā)酵預(yù)處理過程包括對所述有機固體廢棄物進行調(diào)質(zhì)、攤鋪、充氧曝氣、翻拌、后腐熟過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于所述調(diào)質(zhì)過程中還包括加入菌過程。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，在進行膨化處理之后以及在進行噴菌、撲粉、包衣、整粒之后還分別包括篩分過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述膨化處理過程是指將混合物料進行高溫瞬時膨化過程，使混合物料在膨化腔內(nèi)受到瞬時磨擦、剪切、搓揉、高溫、高壓作用，使無機化肥糊化，從而使有機肥料與無機肥料完全融合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述噴菌撲粉整粒過程是利用噴涂設(shè)備將菌液噴涂在膨化顆粒表面，再進行整形和包衣，整形后的顆粒呈橢圓或球形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，在所述調(diào)質(zhì)過程中，水分保持在50-65％，炭氮比為20-30∶1，同時加入快速降解有機物和纖維的生物菌；所述配料、混合過程含水率保持在18-24％；所述膨化溫度為80-110℃，膨化時間約30秒。
9.一種復(fù)合肥的制造設(shè)備，由固體廢棄物前預(yù)處理設(shè)備和后續(xù)處理設(shè)備組成，其特征在于所述前預(yù)處理設(shè)備包括一鋪糞車，用于接收調(diào)質(zhì)處理后的固體廢棄物并將其送到發(fā)酵槽適當位置后鋪撒，以及一發(fā)酵攪拌機，用于將發(fā)酵槽內(nèi)的固體廢棄物進行翻堆、攪伴、移動以使發(fā)酵物疏松、含氧量增加，加快發(fā)酵降解；所述后續(xù)處理設(shè)備至少包括配料攪拌裝置、膨化裝置、冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置、烘干裝置；所述配料攪拌裝置與所述膨化裝置相聯(lián)，經(jīng)膨化處理后的混合物料依次經(jīng)過所述冷卻裝置、分級裝置、整粒裝置后，最后由烘干裝置烘干冷卻后制成成品。
10.權(quán)利要求9所述的復(fù)合肥的制造設(shè)備，其特征在于所述后續(xù)處理設(shè)備還包括一電子定量打包裝置，用于將所述制成品通過電子包裝稱進行定量包裝。
11.權(quán)利要求9所述的復(fù)合肥的制造設(shè)備，其特征在于所述膨化裝置為濕法膨化機，所述濕法膨化機用于將所述混合物料加工成具有微孔結(jié)構(gòu)的軟膨化顆粒。
12.權(quán)利要求9所述的復(fù)合肥的制造設(shè)備，其特征在于所述烘干裝置為一種復(fù)合圓震動干燥機，所述干燥機由多層螺旋環(huán)狀孔板組成主體，下部裝有振動電動機，并通過彈簧支撐在機架上；物料沿螺旋環(huán)狀孔板從下向下運動，熱風(fēng)從下向上依次透過所述孔板穿過各層物料，使物料烘干。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機/無機/微生物菌三維復(fù)合肥及其制造方法和設(shè)備,包括:對有機固體廢棄物進行發(fā)酵預(yù)處理;與其他物料進行配料混合;進行膨化處理;噴菌、撲粉、包衣、整粒;干燥、冷卻;成品等步驟和相應(yīng)裝置,該復(fù)合肥養(yǎng)分含量高、見效快且可實現(xiàn)無害化、資源化。
文檔編號C05G5/00GK1346819SQ01134728
公開日2002年5月1日 申請日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月9日
發(fā)明者黃希國, 孫長征, 肖士軍 申請人:現(xiàn)代農(nóng)裝科技股份有限公司