專利名稱：利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)肥的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)有機(jī)農(nóng)用肥的方法，具體為利用生活垃圾生產(chǎn)有機(jī)肥的方法，特別是利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)肥的工藝方法。
背景技術(shù)：
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。現(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(jìn)行分選，將有機(jī)物和無機(jī)物分離，可利用的有機(jī)物直接進(jìn)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(jī)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(jī)動(dòng)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(jī)養(yǎng)份，各成份之間也未得到充分的反應(yīng)，特別是加入大量的無機(jī)肥，不但增加了成本，而且所加入的無機(jī)肥與發(fā)酵后的生活垃圾并不進(jìn)行反應(yīng)，無機(jī)肥與生活垃圾只處于簡單混合狀態(tài)，因此，只能稱其為復(fù)合或復(fù)混肥，而且，其內(nèi)養(yǎng)份主要為無機(jī)成份，有機(jī)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(zhì)、有機(jī)肥的工藝方法。
本發(fā)明所述的工藝方法是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)肥的工藝方法，包含生活垃圾的分選工序，垃圾按有機(jī)物、無機(jī)物、廢塑料等分選成類，分選出的可用有機(jī)物(即通過發(fā)酵可消化、分解的有機(jī)物質(zhì))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(jìn)行混合，然后，再次進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵。經(jīng)抽樣調(diào)查分析，下水污泥中有機(jī)質(zhì)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(jī)養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量均較高。而糞便中氮磷鉀有機(jī)養(yǎng)份和有機(jī)質(zhì)含量也較高，是理想的有機(jī)肥源。在下水污泥和糞便的基礎(chǔ)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(yīng)，在產(chǎn)生大量有機(jī)養(yǎng)份的同時(shí)，還使加入的無機(jī)氮磷元素在發(fā)酵過程轉(zhuǎn)化成有機(jī)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(jī)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(jī)養(yǎng)份，提高堆肥質(zhì)量，產(chǎn)出高質(zhì)肥；更重要的是沼渣、沼液與生活垃圾混合進(jìn)行二次好氧堆肥發(fā)酵，還起到接種物的作用，可促進(jìn)垃圾中的有機(jī)動(dòng)植物及其它有機(jī)物進(jìn)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(yīng)，產(chǎn)生大量的有機(jī)氮磷養(yǎng)份并使各成份達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，克服現(xiàn)有技術(shù)所述的缺陷和不足，實(shí)現(xiàn)利用生活垃圾生產(chǎn)有機(jī)肥的目的。
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，生產(chǎn)出高質(zhì)、有機(jī)肥料，本發(fā)明在對生活垃圾與沼渣、沼液的混合物進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵的過程中，對發(fā)酵時(shí)間、溫度進(jìn)行控制，以達(dá)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(dān)負(fù)大部分的代謝活動(dòng)，嗜溫菌叢可生長的溫度范圍為35-50攝氏度，因此，一般當(dāng)溫度達(dá)到35攝氏度時(shí)，微生物開始分解。隨著微生物活動(dòng)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(dá)到55--65攝氏度，微生物活動(dòng)達(dá)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(shí)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(shí)間，本發(fā)明在堆肥發(fā)酵開始應(yīng)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(dòng)，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(shí)間可根據(jù)堆肥發(fā)酵物的實(shí)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(biāo)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(zhì)中加進(jìn)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(shí)促進(jìn)堆肥的分解，使堆肥在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充分發(fā)酵、消化、分解，產(chǎn)生大量的有機(jī)氮養(yǎng)份，使堆肥物的C/N值進(jìn)一步達(dá)到規(guī)定值以下。
本發(fā)明生活垃圾與沼渣、沼液混合后，應(yīng)保持有適當(dāng)?shù)臐穸?，濕度過低達(dá)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(dòng)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(yīng)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(jìn)堆肥發(fā)酵的完成，從而進(jìn)一步提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)然，上述2∶1的混合比例可根據(jù)實(shí)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(jìn)行二次發(fā)酵，除了增加堆肥的有機(jī)養(yǎng)份外，還起促進(jìn)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(dá)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(dá)到最佳的效果。本發(fā)明下水污泥和糞便混合后需達(dá)到如下的指標(biāo)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(jì)，按下水污泥60-70％、糞便30-40％的比例可大致滿足上述的指標(biāo)要求。在上述指標(biāo)的基礎(chǔ)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(biāo)會(huì)有所變化，這時(shí)，添加的氮磷元素及植物秸桿的添加含量應(yīng)有所調(diào)整，比如下水污泥和糞便混合后的含量指標(biāo)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(dāng)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(shí)，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(jìn)堆肥的好氧發(fā)酵，同時(shí)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(shí)，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(shí)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(shù)中在生活垃圾堆肥發(fā)酵后再添加無機(jī)肥有本質(zhì)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(yīng)，最終能轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥所需的成份，其為本發(fā)明進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到生產(chǎn)高質(zhì)、有機(jī)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(fù)合或復(fù)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(zhì)有機(jī)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(jī)垃圾已完全消失，堆肥體積明顯減小。經(jīng)實(shí)驗(yàn)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(dá)到國家規(guī)定的無害化標(biāo)準(zhǔn)。肥效有機(jī)質(zhì)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(dá)到或超過有機(jī)肥的肥效指標(biāo)。本發(fā)明另一突出特點(diǎn)是，在利用生活垃圾生產(chǎn)有機(jī)肥使垃圾得到利用、處理的同時(shí)，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(shí)施例方式
；利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)肥的工藝方法先對生活垃圾進(jìn)行分選，按有機(jī)物、無機(jī)物、廢塑料分類，無機(jī)物中金屬、玻璃、紙張等可用物進(jìn)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?？捎糜袡C(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)物生活垃圾混合，同時(shí)，加入10噸側(cè)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(jìn)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(jìn)行二次篩分，將初始分選遺漏的無機(jī)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(dá)到所需溫度需要的熱量，并可用于取暖、照明等。
權(quán)利要求
1.一種利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(jī)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(jìn)行混合，然后，再次進(jìn)行好氧堆肥發(fā)酵在堆肥發(fā)酵開始應(yīng)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(quán)利要求1所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(quán)利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)肥的工藝方法，其特征為下水污泥和糞便混合后需達(dá)到如下的指標(biāo)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(biāo)的基礎(chǔ)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(quán)利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(shí)，在其內(nèi)添加經(jīng)鍘節(jié)的植物秸桿6.5-7.5％。
5.如權(quán)利要求3所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(shí)，在其內(nèi)添加經(jīng)鍘節(jié)的植物秸桿6.5-7.5％。
6.如權(quán)利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(shí)，添加3-3.5％的氮元素和2.7-3.5％的磷元素。
7.如權(quán)利要求3所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(shí)，添加3-3.5％的氮元素和2.7-3.5％的磷元素。
8.如權(quán)利要求4所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(shí)，添加3-3.5％的氮元素和2.7-3.5％的磷元素。
9.如權(quán)利要求5所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(shí)，添加3-3.5％的氮元素和2.7-3.5％的磷元素。
10.如權(quán)利要求1、2所述的利用生活垃圾生產(chǎn)高質(zhì)有機(jī)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(zhì)有機(jī)肥的工藝方法,其主要技術(shù)內(nèi)容為分選出的可用有機(jī)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(jìn)行混合,然后,再次進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(dá)到國家規(guī)定的無害化標(biāo)準(zhǔn)。肥效:有機(jī)質(zhì):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(dá)到或超過有機(jī)肥的肥效指標(biāo)。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(quán)日2001年9月20日
發(fā)明者郭高友 申請人:郭高友