專利名稱：一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種肥料，具體地涉及一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料及其制 造方法。
背景技術：
現(xiàn)有的肥料可分為有機肥、無機肥和微生物肥等三種。有機肥為傳統(tǒng)肥料，如家禽 糞等；無機肥為現(xiàn)代科技發(fā)展而出現(xiàn)的人工肥料，如鉀肥、磷肥、氮肥等；微生物肥為各種 微生物產(chǎn)品，如固氮菌、根瘤菌等。然而，這幾種肥料各有其優(yōu)缺點，如傳統(tǒng)有機肥肥效較 慢，并且由于體積大，使用不便；無機肥如各種化肥，由于使用方便，且肥效快，是目前使用 最多的肥料，但長期使用，引起土壤板結，有益微生物菌群受到破壞，造成農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì) 不能持續(xù)發(fā)展。生物有機肥是未來發(fā)展方向之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國城市日污水排放量已達133. 7億噸。污水經(jīng)過處理后，其體 積的0. 5% 將轉(zhuǎn)化為固態(tài)的凝聚體沉降下來，這就是通常所說的污泥。據(jù)估算，目前 我國城市污水處理廠每年排放的污泥量(干重)大約為900萬噸，占我國總固體廢棄物的 3. 2%，而且年增長率大于10%。污泥的成分很復雜，是由多種微生物形成的菌膠團與其吸附的有機物和無機物組 成的集合體，除含有大量的水分外(可高達80%以上)，還含有難降解的有機物以及病原微 生物和寄生蟲卵等。大量的未經(jīng)處理的污泥任意堆放和排放對環(huán)境造成了新的污染，特別 是在我國城市化水平較高的城市與地區(qū)，污泥處理處置問題已經(jīng)十分突出。作為污水行業(yè) 發(fā)展的瓶頸，污泥處理問題現(xiàn)在是所有污水處理廠都必須面對并感到頭痛的一件事。目前，污泥的處置方法主要有填埋、焚燒和農(nóng)用。(1)污泥的衛(wèi)生填埋污泥衛(wèi)生填埋始于20世紀60年代，是一項比較成熟的污泥 處置技術。污泥既可單獨填埋也可與生活垃圾和工業(yè)廢物一起填埋。這種處置方法簡單、易 行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應性強。填埋場一般為廢棄的礦坑或天然的低洼地。 但是污泥填埋也存在一些問題，尤其填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重污染 的液體，如果填埋場選址或運行不當，這種液體就會進入地下水層，污染地下水環(huán)境。填埋 場產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。另外，適合污泥填埋的場 所也因城市污泥的大量產(chǎn)出而越來越有限，這也限制了該法的進一步發(fā)展。(2)污泥的焚燒濕污泥干化后再直接焚燒應用得較為普遍，沒有經(jīng)過干化的污 泥直接進行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟的。以焚燒為核心的污泥處理 方法能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積；但是其缺點在于處理 設施投資大，處理費用高。(3)污泥的土地利用污泥土地利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可 轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，這種處置方式是 把污泥應用于農(nóng)田、菜地、果園、草地、市政綠化、育苗基質(zhì)及嚴重擾動的土地修復與重建 等?？茖W合理的土地利用，可減少污泥帶來的負面效應。
然而，污泥直接利用于土地有以下幾個方面的缺點①往農(nóng)村輸送受季節(jié)限制很 大，春末到秋末之間田地里長滿了農(nóng)作物，沒有空閑地，農(nóng)村難以接收污泥。②脫水后的污 泥呈膠質(zhì)狀且散發(fā)濃烈的臭氣，運輸途中，撒漏在所難免，對沿途環(huán)境影響很大。③污泥含 水率高達85%左右，既不利于施肥作業(yè)，又不便于貯存保管；而且拉去一車污泥，固化物不 足五分之一，其余全是水，對運力是很大的浪費。④未經(jīng)無害化、穩(wěn)定化等工藝處理的污泥 會對農(nóng)田、農(nóng)作物及周圍環(huán)境造成嚴重的污染。因此，提供一種有效、方便的污泥處理方法十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，其以發(fā)酵熟化污 泥為主要基質(zhì)，添加菌劑后造粒，制成生物污泥有機肥料，解決生產(chǎn)中的污泥占地多、二次 污染重、處理量少的難題，且可以改善因長期使用化肥引起的土壤問題。本發(fā)明提供的技術方案如下一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，該肥料為顆粒狀，分為內(nèi)層和外層雙層 結構，其中該肥料內(nèi)外層的基質(zhì)都為污泥，按重量比內(nèi)層含靈芝真菌6% 15%、巨大芽孢 桿菌1 5%，外層含巨大芽孢桿菌6 15%。該肥料外層含巨大芽孢桿菌，巨大芽孢桿菌協(xié)同積集有益微生物菌群并抑制有害 菌的生長，且巨大芽孢桿菌能固定并轉(zhuǎn)化空氣中的氮、活化分解磷礦物，能較快改善土壤的 速效養(yǎng)分活性，降低化肥的副作用；該肥料內(nèi)層含靈芝真菌及少量巨大芽孢桿菌構成，靈芝 真菌能產(chǎn)生多種促進植物生長發(fā)育的多種成份，它與植物內(nèi)生真菌構成植物根系環(huán)境的有 益微生物菌群，促進植物根系對營養(yǎng)成份的吸收。本發(fā)明的有機肥顆粒，內(nèi)外層都含有巨大 芽孢桿菌，其可抑制有害菌的生長，從而為內(nèi)層的靈芝真菌提供有利的生長環(huán)境；內(nèi)層的靈 芝真菌除產(chǎn)生促進植物生長發(fā)育的成分外，還產(chǎn)生多糖等多種有利芽孢桿菌生長的成分， 它們能共生共存、協(xié)同積集有益微生物菌群。因此，本發(fā)明利用污泥為靈芝真菌和巨大芽孢 桿菌提供必要的生長條件，經(jīng)過靈芝真菌和巨大芽孢桿菌的協(xié)同作用，一方面可改善土壤， 另一方面促進植物的生長。經(jīng)田間實驗，該肥料結構設計明顯提高作物產(chǎn)量。所述的顆粒內(nèi)徑為1. 0 2. 5mm,內(nèi)外徑總計2. 5 5mm。更佳地，所述的顆粒內(nèi) 徑為2. Omm,內(nèi)外徑總計3mm。所述的污泥有機肥為污水處理廠的污泥或造紙廠廢料污泥或養(yǎng)殖業(yè)污泥。所述的污泥在造粒前經(jīng)發(fā)酵后使用。本發(fā)明的另一技術方案如下一種生產(chǎn)具有雙層結構的生物污泥有機肥料的方法，包括以下步驟a、污泥進行發(fā)酵；b、測定發(fā)酵后的污泥含水量，調(diào)節(jié)含水量為8 18% ；C、發(fā)酵后的污泥添加菌劑后，利用造粒機造粒，使顆粒成為內(nèi)層和外層雙層結構， 其中內(nèi)層按重量比含靈芝真菌6% 15%、巨大芽孢桿菌1 5%，外層含巨大芽孢桿菌 6 15%。前述步驟a的污泥有機肥為污水處理廠的污泥或造紙廠廢料污泥或養(yǎng)殖業(yè)污泥。步驟c所述造粒過程中產(chǎn)品溫度控制范圍為35°C 40°C。
一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料的使用方法，營養(yǎng)袋苗在種植2天前用復 合微生物菌肥與水按1 40 60的比例攪勻，靜置后灌根，或?qū)⒃撚袡C肥料顆粒直接施加 于作物土壤。由上述描述可知，本發(fā)明創(chuàng)造性地提供了一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料 及其制備方法，本發(fā)明采用發(fā)酵污泥為靈芝真菌和巨大芽孢桿菌提供必要的生長條件；巨 大芽孢桿菌可改善土壤，并為靈芝真菌提供良好的生長環(huán)境；靈芝真菌可促進植物生長發(fā) 育和促進巨大芽孢桿菌生長，因此，本發(fā)明方法一方面可大量轉(zhuǎn)換污泥為生物污泥有機肥 料，解決污泥占地多、二次污染重、處理量少的難題；另一方面能較快改善土壤的速效養(yǎng)分 活性，降低化肥的副作用，促進植物生長，同時取得經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
具體實施例方式材料(1)污泥污泥由廈門市污水處理廠提供。當然，除了污水處理廠污泥外，其它污 泥，例如造紙廠廢料污泥，養(yǎng)殖業(yè)污泥等也可采用。(2)微生物菌劑購買自華僑大學化工學院，菌株為巨大芽孢桿菌 (Bacillusmegaterium B601)及靈芝真菌(Ganoderma lucidum G601)。必須說明的是，本 實施例的微生物菌劑僅為舉例，有前述作用的其它巨大芽孢桿菌和靈芝真菌菌株也可用于 本發(fā)明。1、污泥發(fā)酵采用常規(guī)方法對常規(guī)發(fā)酵菌劑接種量、含水率、C/N比、通風量等方面進行實驗研 究，確定最佳工藝參數(shù)，以溫度及終點C/N為測定指標。接種發(fā)酵菌劑可提高發(fā)酵溫度，使 菌肥發(fā)酵的高溫期提前，高溫持續(xù)時間延長，從而加速堆料中有機物的分解；為了節(jié)省成 本，選擇最適接種量為1%。最佳C/N比的確定C/N為30 1 35 1時，生活垃圾發(fā)酵過程中的變化最為明顯。而菌肥物料未 經(jīng)過調(diào)節(jié)時，C/N接近30 1。因此，根據(jù)理論值確定菌肥原料C/N為30 1，在發(fā)酵前每 IOOkg菌肥物料添加1. 5kg木屑即可調(diào)節(jié)。污泥發(fā)酵也可采用高溫工業(yè)發(fā)酵法。所述的高溫發(fā)酵法為發(fā)酵倉工業(yè)發(fā)酵，其發(fā) 酵溫度為50°C 70°C。2、包衣工藝設計發(fā)酵后的污泥冷卻后，測定發(fā)酵污泥的含水量，較佳的含水量為8 18%。如果污 泥含水量過低，可加水；若過高，可添加食用菌培養(yǎng)基(如培養(yǎng)木耳后的廢棄袋裝菌土)、煙 葉下腳料等調(diào)節(jié)。調(diào)整好含水量的發(fā)酵污泥，添加靈芝真菌和巨大芽孢桿菌菌劑，利用造粒機造粒， 使顆粒成為內(nèi)層和外層雙層結構，其中按重量比內(nèi)層含靈芝真菌6% 15%、巨大芽孢桿 菌1 5 %，外層含巨大芽孢桿菌6 15 %。該肥料顆粒內(nèi)外層結構由圓盤造粒機(如河南 省產(chǎn)的金鑫300型圓盤造粒機等均可)兩次制造而成，第一次制造內(nèi)層，第二次制造外層。造粒條件為包衣前的產(chǎn)品預熱時間為10 30min，包衣過程中產(chǎn)品溫度控制范 圍為35 40°C。流量600kg/h,風量控制IOOOmVh0
所述的顆粒內(nèi)徑為1. 0 2. 5mm,內(nèi)外徑總計2. 5 5mm。更佳地，所述的顆粒內(nèi) 徑為2. Omm,內(nèi)外徑總計3mm。3菌肥處理君子蘭苗木的根系君子蘭營養(yǎng)袋苗在種植2天前用復合微生物菌肥與水按1 40 1 60的比例 攪勻，靜置5min后灌根。每200株苗用500g的復合微生物菌肥量。對照區(qū)苗木同樣在種 植前2d用水澆濕、澆透。種植試驗地按隨機區(qū)組設計，重復4次，每個重復有2個小區(qū)。菌肥處理君子蘭苗根系的生長觀察經(jīng)復合微生物菌肥處理過的君子蘭苗其地徑、株高生長比未處理的苗分別提高了 14.3%、19.6%，兩者差異均達到顯著水平。其側須根總量比對照增加15.2%，葉片顏色也 有明顯的差異，復合微生物菌肥處理對君子蘭苗生長有顯著影響，有利于君子蘭早期生長， 節(jié)省投資成本。除采用稀釋灌根法應用于君子蘭苗木外，本發(fā)明雙層結構的生物污泥肥料產(chǎn)品也 可直接以顆粒直接施加于作物根部土壤，例如，使用于蔬菜生長，促進蔬菜增產(chǎn)16% ；使用 于茶樹生長，促進葉片增產(chǎn)20% ；使用于蝴蝶蘭，縮短了蝴蝶蘭溫室栽培時間8天。上述僅為本發(fā)明的一個具體實施例，但本發(fā)明的設計構思并不局限于此，凡利用 此構思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權利要求
1.一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，該肥料為顆粒狀，分為內(nèi)層和外層雙層結 構，其特征在于該肥料內(nèi)外層的基質(zhì)都為污泥，其中按重量比內(nèi)層含靈芝真菌6% 15% 及巨大芽孢桿菌1 5%，外層含巨大芽孢桿菌6 15%。
2.如權利要求1所述的一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，其特征在于所述的 顆粒內(nèi)徑為1. 0 2. 5mm,內(nèi)外徑總計2. 5 5mm。
3.如權利要求2所述的一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，其特征在于所述的 顆粒內(nèi)徑為2. Omm,內(nèi)外徑總計3. 0mm。
4.如權利要求1或2所述的一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，其特征在于所 述的污泥為污水處理廠的污泥或造紙廠廢料污泥或養(yǎng)殖業(yè)污泥。
5.如權利要求4所述的一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料，其特征在于所述的 污泥經(jīng)發(fā)酵后使用。
6.一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料的方法，其特征在于包括以下步驟a、污泥進行發(fā)酵；b、測定發(fā)酵后的污泥含水量，調(diào)節(jié)含水量為8 18%；c、調(diào)節(jié)好含水量的發(fā)酵污泥添加靈芝真菌及巨大芽孢桿菌菌劑，利用造粒機造粒，使 顆粒成為內(nèi)層和外層雙層結構，其中按重量比內(nèi)層含靈芝真菌6% 15%及巨大芽孢桿菌 1 5%，外層含巨大芽孢桿菌6 15%。
7.如權利要求6所述的一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料的方法，其特征在于 步驟a所述的污泥為污水處理廠的污泥或造紙廠廢料污泥或養(yǎng)殖業(yè)污泥。
8.如權利要求6所述的一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料的方法，其特征在于 所述造粒過程中產(chǎn)品溫度控制范圍為35°C 40°C。
9.一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料的使用方法，其特征在于營養(yǎng)袋苗在種植 2天前用復合微生物菌肥與水按1 40 60的比例攪勻，靜置后灌根，或?qū)⒃撚袡C肥料顆 粒直接施加于作物根部土壤。
10.一種污泥的利用方法，其特征在于，按權利要求6所述的方法將污泥制成雙層結構 的生物污泥有機肥料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有雙層結構的生物污泥有機肥料及其制造方法，該肥料為顆粒狀，分為內(nèi)層和外層結構，其中該肥料內(nèi)外層的基質(zhì)都為污泥，按重量比內(nèi)層含靈芝真菌6％～15％、巨大芽孢桿菌1～5％，外層含巨大芽孢桿菌6～15％。本發(fā)明方法一方面可大量轉(zhuǎn)換污泥為生物污泥有機肥料；另一方面能較快改善土壤的速效養(yǎng)分活性，降低化肥的副作用，促進植物生長，取得經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。
文檔編號C05G3/04GK102115346SQ20101000329
公開日2011年7月6日 申請日期2010年1月6日 優(yōu)先權日2010年1月6日
發(fā)明者劉美玲, 戴蘭華, 許傳俊, 許文江 申請人:福建省亞熱帶植物研究所, 許文江