專利名稱：啤酒廠污水污泥堆肥制備苧麻專用肥料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肥料，特別是涉及利用啤酒廠污水污泥堆肥制備苧麻專用肥料的新方法。
背景技術(shù)：
環(huán)境資源是保證人類生存最基本的條件，因而保護(hù)環(huán)境資源、防止環(huán)境污染，是人類造 福千秋萬代的重要責(zé)任。由于工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，產(chǎn)生了大量的廢物，給環(huán)境造成了污染， 地球表面正面臨著無機(jī)化危害，植物光合作用量降低，地球表面溫度升高，人類生存條件惡 化。在我國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中，環(huán)境保護(hù)也越來越受到重視。為此我國許多啤酒企 業(yè)都增設(shè)了污水處理系統(tǒng)，其中多數(shù)采用活性污泥法，由此產(chǎn)生了大量污泥，從而造成二次 污染。啤酒廠污水污泥與工業(yè)和生活污泥相比，含有更多的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鈣、鎂等營養(yǎng)
元素，而重金屬含量相對(duì)較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污泥農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)。
啤酒廠污水污泥，通常是指啤酒廠的污水處理車間在處理污水過程中產(chǎn)生的固態(tài)沉淀物，
一般是一沉污泥和剩余活性污泥。污泥成分復(fù)雜，除含有大量水分外，還有大量的有機(jī)質(zhì)、 難降解有機(jī)物、多種微量元素、病原微生物和寄生蟲卵、重金屬等成分。
啤酒廠污水污泥的主要特征是①含有機(jī)物多，性質(zhì)不穩(wěn)定，易腐化發(fā)臭；②含水率高，
呈膠狀結(jié)構(gòu)，不易脫水；③可用管道輸送；④含較多植物營養(yǎng)素，有肥效；⑤含病原菌及寄 生蟲卵，流行病學(xué)上不安全。啤酒廠污水污泥的處理基于以下四個(gè)方面 一是穩(wěn)定化，通過 處理使污泥停止降解，趨于穩(wěn)定，從而避免了二次污染；二是殺滅寄生蟲卵和病原微生物， 實(shí)現(xiàn)了無害化；三是減量化，減少污泥最終處置的體積，降低污泥處理及最終處置的費(fèi)用； 四是資源化，在處理污泥的同時(shí)實(shí)現(xiàn)化害為利、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境的目的。
目前啤酒廠污水污泥的處置方式主要有填埋、焚燒、排海和農(nóng)業(yè)利用等。前三種方式由
于場地的限制、費(fèi)用昂貴、造成二次污染等原因而難以長久施用。啤酒廠污水污泥中含有豐 富的有機(jī)物和N、 P、 K等營養(yǎng)元素，以及植物生長必需的各種微量元素Ca、 Mg、 Zn、 Cu、 Fe 等，施用于農(nóng)田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力、促進(jìn)作物的生長。
苧麻是我國特有的一種經(jīng)濟(jì)作物，總產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的90%以上。因而在世界上有"中 國草"之稱。我國苧麻主要分布在長江中下游的四川、湖南、湖北和江西四省。其中，四川 的達(dá)州、湖南的沅江和湖北的咸寧是全國三大苧麻主產(chǎn)區(qū)。苧麻纖維及制品是我國出口創(chuàng)匯 的拳頭產(chǎn)品之一。據(jù)了解，目前原麻價(jià)格9000元/噸，純麻紗約3.5萬元/噸，國際市場需求 旺盛。
苧麻根系發(fā)達(dá)，根蔸龐大，莖葉繁茂，年收多次，生物產(chǎn)量甚高。在畝產(chǎn)原麻179公斤 時(shí)，需生產(chǎn)干莖葉1000多公斤，其中葉占40%。這不僅要從空氣中吸收大量碳、氫、氧營 養(yǎng)，還要從土壤中吸收大量礦質(zhì)養(yǎng)料。但苧麻營養(yǎng)吸收量與產(chǎn)量高低有密切關(guān)系，產(chǎn)量高養(yǎng) 分吸收量大，產(chǎn)量低養(yǎng)分吸收量少，且養(yǎng)分吸收量的增加比產(chǎn)量增加的幅度要大。如畝產(chǎn)原麻179公斤的氮磷鉀吸收量是27.9 6.9 38.4公斤，即生產(chǎn)50公斤原麻，需吸收氮5. 0 7.8公斤，磷1.3 L9公斤，鉀6.8 9.7公斤。此外，苧麻在生長過程中需要鈣、鎂、硫、 鐵、錳、鋁、銅、鋅、鋇等礦質(zhì)營養(yǎng)元素。而且這些礦質(zhì)營養(yǎng)元素的缺失也是頭麻種植后后 續(xù)苧麻高產(chǎn)的限制因子。正是基于苧麻生長營養(yǎng)的需求特點(diǎn)，市面上常見的幾種苧麻專用肥 料，如光泰苧麻營養(yǎng)葉面肥、"湘珠牌"苧麻專用肥、安琪福邦苧麻專用肥等成分上都是屬于 有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥，其除了富含苧麻生長發(fā)育所必須的氮、磷、鉀及大量的有機(jī)質(zhì)外，還含有 鐵、鋅、鎂、硼、錳、銅等多種微量元素。
啤酒廠污水污泥經(jīng)處理后成為苧麻專用有機(jī)肥，為啤酒廠污水污泥的堆放找到出路；避 免啤酒廠污水污泥堆放、填埋過程中，對(duì)周圍環(huán)境造成的二次污染，又能促進(jìn)苧麻的快速生 長，增加苧麻的抗性，降低病蟲害和風(fēng)害的發(fā)生，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的肥料投入成本。
綜上所述，我國作為發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平還不夠高，污泥成分也不一定和國外相 同，因此必須尋求適合國情的處理方法。我國又是農(nóng)業(yè)大國，在安全、可靠、避免二次污染 的前提下，通過堆肥來實(shí)現(xiàn)啤酒廠污水污泥農(nóng)用，這樣就既可消除城市污染，又能促進(jìn)農(nóng)業(yè) 的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種以啤酒廠污水污泥為主要原料堆肥制備苧麻專 用肥料的方法，以解決啤酒廠污水車間產(chǎn)生的污泥的處置問題，并且充分利用啤酒廠污水污 泥中含有的大量有機(jī)質(zhì)和微量營養(yǎng)元素；同時(shí)為苧麻生長提供專用肥料，降低苧麻種植成本。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案
包括混合、發(fā)酵、干燥和復(fù)混步驟，具體是
(1) 混合將啤酒廠污水污泥與菜籽餅按照質(zhì)量比1.8 5:1進(jìn)行混合，得混合物；
(2) 發(fā)酵先調(diào)節(jié)混合物的C/N質(zhì)量比為28 31:1和初始含水率為58 62%，再將其 裝入塑料編織袋中并封口，然后將塑料編織袋分多層堆放，進(jìn)行18 22天微好氧堆肥發(fā)酵；
(3) 干燥將發(fā)酵后的堆肥經(jīng)過《7(TC干燥后，得含水率《10%的啤酒廠污水污泥堆肥；
(4) 復(fù)混按照啤酒廠污水污泥堆肥尿素過磷酸轉(zhuǎn)氯化鉀的質(zhì)量比=10: 4 6: 2
3:1 2進(jìn)行復(fù)配，攪拌均勻后獲得苧麻專用肥料。
可以根據(jù)啤酒廠污水污泥檢測結(jié)果按比例添加尿素來調(diào)節(jié)混合物的C/N質(zhì)量比，該質(zhì)量 比可以調(diào)節(jié)為30:1。初始含水率可以調(diào)節(jié)為60% 。
在堆放塑料編織袋時(shí)，可以分五層堆放，每層六袋，交錯(cuò)堆層。為了防止強(qiáng)對(duì)流天氣造 成堆肥過程升溫不足，從而影響發(fā)酵周期和堆肥品質(zhì)，可以將塑料編織袋堆置在倉庫室內(nèi)環(huán) 境中。在堆肥發(fā)酵的過程中，第三天堆肥溫度可上升至55。C以上，并維持3 4天，此時(shí)發(fā) 酵產(chǎn)生的高溫在分解有機(jī)物的同時(shí)殺死了污泥中的病原菌及寄生蟲(卵)；14天后堆肥溫度 接近或降至環(huán)境溫度，堆料進(jìn)入熟化或穩(wěn)定化階段。經(jīng)檢測腐熟堆肥中啤酒廠污水污泥含 N為2 4呢，含？205為0.5 2.5%，含1(20為0.3 1%，有機(jī)質(zhì)含量達(dá)20 60%，腐殖酸含量達(dá) 18.94 30.52 g/kg。在干燥過程中，可以使用鼓風(fēng)干燥方式將發(fā)酵腐熟后的堆肥進(jìn)行干燥。
在復(fù)混過程中，可以按照啤酒廠污水污泥堆肥尿素過磷酸鈣氯化鉀的質(zhì)量比
=10:5:3:2進(jìn)行復(fù)配。復(fù)配后所得苧麻專用肥料，其N: P: K的質(zhì)量比=13. 5: 2.8: 5.4， N、 P和K的總含量占所述肥料的總質(zhì)量的21.7%，有機(jī)質(zhì)含量占所述肥料的總質(zhì)量的25.6%;并 且含有Ca、 Mg、 Zn、 Cu和Fe微量元素，其中，Ca含量為440. 2rag/kg， Zn含量為70. 9mg/kg。 這些微量元素對(duì)于苧麻生長具有明顯促進(jìn)作用。
用上述方法得到的苧麻專用肥料，經(jīng)檢測得知符合中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 15063-94)的要求，經(jīng)過高溫堆肥腐熟的啤酒廠污水污泥衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)達(dá)到了中華人民共和國 國家標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)的要求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要有以下優(yōu)勢
其一.采用塑料編織袋封口微好氧堆肥方式，啤酒廠污水污泥與菜籽餅混合后，調(diào)節(jié)C/N 比和含水率后，就打包進(jìn)行封口堆肥處理。該堆肥方式靈活，規(guī)模易于控制。堆肥器具即其 包裝袋，可重復(fù)使用，成本低廉。
其二.所制備的肥料屬于有機(jī)-無機(jī)復(fù)合肥料，所添加的化肥可以迅速地釋放，而啤酒廠 污水污泥中大量有機(jī)質(zhì)在微生物菌群的作用下逐漸降解生成腐殖酸類物質(zhì)，使肥料中的養(yǎng)分 具有緩釋性。因此，所制備的肥料具有有機(jī)質(zhì)含量高，成本低廉、肥效持久、養(yǎng)分利用率高 等特點(diǎn)，同時(shí)還可以調(diào)節(jié)土壤物理形狀，對(duì)土壤具有改良作用。
其三.使啤酒廠污水污泥達(dá)到減害化，同時(shí)也使這一資源得到有效的利用。
其四.解決了啤酒廠污水車間產(chǎn)生的污泥的處置問題，可實(shí)現(xiàn)啤酒廠污水污泥農(nóng)用，這樣 既可以消除城市污染，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，又能降低苧麻種植成本。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是采用菜籽餅作為啤酒廠污水污泥的調(diào)理劑，將菜籽餅與啤酒廠污水 污泥按照1.8 5:1的比例進(jìn)行混合后，裝袋并且封口進(jìn)行微好氧堆肥發(fā)酵，18 22天后即可 使用。肥料使用前，按照苧麻生長需求添加無機(jī)肥進(jìn)行配料。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不限定本發(fā)明。
實(shí)施例1:
選用含水量為90%的啤酒廠污水污泥與菜籽餅按照質(zhì)量比1. 8: 1進(jìn)行混合，30個(gè)塑料編 織袋按照以下配比進(jìn)行裝袋每袋裝入啤酒污水污泥30kg，菜籽餅16.5kg，尿素292g，混 勻，封口。然后將塑料編織袋分五層堆放(每層六袋，交錯(cuò)堆層)。20天后堆肥腐熟，經(jīng)檢 測所得啤酒廠污水污泥堆肥總重為470kg，啤酒廠污水污泥堆肥中含N為4%，含PA為2%， 含K20為1%;有機(jī)質(zhì)含量為46%，含水率為19%。所得啤酒廠污水污泥堆肥經(jīng)過70。C鼓風(fēng)干
燥后(含水率《10%)即可長期儲(chǔ)存，使用前按照啤酒廠污水污泥堆肥尿素過磷酸躬氯
化鉀=10:5:3:2 (質(zhì)量比)進(jìn)行復(fù)配，所得肥料即為苧麻專用肥；此時(shí)所得有機(jī)復(fù)合肥料中N: P: K=13.5: 2.8: 5.4，總含量為21.7%，有機(jī)質(zhì)含量為25.6%，符合國家有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥 料標(biāo)準(zhǔn)(GB18877-2002)。實(shí)施例2:
選用含水量為80%的啤酒廠污水污泥與菜籽餅按照質(zhì)量比4: l進(jìn)行混合，30個(gè)塑料編織
袋按照以下配比進(jìn)行裝袋每袋裝入啤酒污水污泥36kg，菜籽餅llkg，尿素252g，混勻， 封口。然后將塑料編織袋分五層堆放(每層六袋，交錯(cuò)堆層)。20天后堆肥腐熟，經(jīng)檢測所 得啤酒廠污水污泥堆肥總重為479kg，啤酒廠污水污泥堆肥中含N為3%，含&05為1.7%，含 &0為0.8%;有機(jī)質(zhì)含量為44%,含水率為19%。所得啤酒廠污水污泥堆肥經(jīng)過70。C鼓風(fēng)干燥
后(含水率《10%)即可長期儲(chǔ)存，使用前按照啤酒廠污水污泥堆肥尿素過磷酸鈣氯化
鉀=10:5:3:2 (質(zhì)量比)進(jìn)行復(fù)配，所得肥料即為苧麻專用肥；此時(shí)所得有機(jī)復(fù)合肥料中N: P: K=13: 2.7: 5.3，總含量為21%，有機(jī)質(zhì)含量為24.4%，符合國家有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料標(biāo) 準(zhǔn)(GB18877-2002)。 實(shí)施例3:
選用含水量為70%的啤酒廠污水污泥與菜籽餅按照質(zhì)量比5: l進(jìn)行混合，30個(gè)塑料編織 袋按照以下配比進(jìn)行裝袋:每袋裝入啤酒廠污水污泥40kg，菜籽餅7.6kg,尿素68g，混勻， 封口。然后將塑料編織袋分五層堆放(每層六袋，交錯(cuò)堆層)。20天后堆肥腐熟，經(jīng)檢測所 得啤酒廠污水污泥堆肥總重為483kg，啤酒廠污水污泥堆肥中含N為2%，含PA為1. 3%，含 1(20為0.5%;有機(jī)質(zhì)含量為41%，含水率為19%。所得啤酒廠污水污泥堆肥經(jīng)過7CTC鼓風(fēng)干燥
后(含水率《10%)即可長期儲(chǔ)存，使用前按照啤酒廠污水污泥堆肥尿素過磷酸鈣氯化
鉀=10:5:3:2 (質(zhì)量比)進(jìn)行復(fù)配，所得肥料即為苧麻專用肥；此時(shí)所得有機(jī)復(fù)合肥料中N: P: K=12.5: 2.6: 5.1，總含量為20.2%，有機(jī)質(zhì)含量為22.8%，符合國家有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥 料標(biāo)準(zhǔn)(GB18877-2002)。
權(quán)利要求
1. 啤酒廠污水污泥堆肥制備苧麻專用肥料的方法，其特征是包括混合、發(fā)酵、干燥和復(fù)混步驟，具體是(1)混合將啤酒廠污水污泥與菜籽餅按照質(zhì)量比1.8～5∶1進(jìn)行混合，得混合物；(2)發(fā)酵先調(diào)節(jié)混合物的C/N質(zhì)量比為28～31∶1和初始含水率為58～62％，再將其裝入塑料編織袋中并封口，然后將塑料編織袋分多層堆放，進(jìn)行18～22天微好氧堆肥發(fā)酵；(3)干燥將發(fā)酵后的堆肥經(jīng)過≤70℃干燥后，得含水率≤10％的啤酒廠污水污泥堆肥；(4)復(fù)混按照啤酒廠污水污泥堆肥尿素過磷酸鈣氯化鉀的質(zhì)量比＝10∶4～6∶2～3∶1～2進(jìn)行復(fù)配，攪拌均勻后獲得苧麻專用肥料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在發(fā)酵過程中，混合物的C/N質(zhì)量比為30:1 和初始含水率為60% 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在復(fù)混過程中，按照啤酒廠污水污泥堆肥-尿素過磷酸鈣氯化鉀的質(zhì)量比-10:5:3:2進(jìn)行復(fù)配。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將塑料編織袋堆放時(shí)，分五層堆放，每層六 袋，交錯(cuò)堆層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是將塑料編織袋堆置在倉庫室內(nèi)環(huán)境中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將發(fā)酵后的堆肥使用鼓風(fēng)干燥方式。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的的方法，其特征是根據(jù)啤酒廠污水污泥檢測結(jié)果按比例添加尿素來調(diào)節(jié)混合物的C/N質(zhì)量比。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是:所得苧麻專用肥料，其N: P: K的質(zhì)量比- 13. 5:2.8: 5.4， N、 P和K的總含量占所述肥料的總質(zhì)量的21.7%，有機(jī)質(zhì)含量占所述肥料的總質(zhì) 量的25. 6%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所得苧麻專用肥料，含有Ca、 Mg、 Zn、 Cu和 Fe微量元素，其中Ca含量為440.2mg/kg， Zn含量為70. 9mg/kg。
全文摘要
本發(fā)明提供了啤酒廠污水污泥堆肥制備苧麻專用肥料的方法，該方法是將啤酒廠污水污泥與菜籽餅按照質(zhì)量比1.8～5∶1進(jìn)行混合，得混合物；調(diào)節(jié)混合物的C/N質(zhì)量比為28～31∶1和初始含水率為58～62％，再將調(diào)節(jié)后的混合物裝入塑料編織袋中并封口，然后將塑料編織袋分多層堆放，進(jìn)行18～22天微好氧堆肥發(fā)酵；將發(fā)酵后的堆肥經(jīng)過≤70℃干燥后，得含水率≤10％的啤酒廠污水污泥堆肥；按照啤酒廠污水污泥堆肥∶尿素∶過磷酸鈣∶氯化鉀的質(zhì)量比＝10∶4～6∶2～3∶1～2進(jìn)行復(fù)配，攪拌均勻后獲得苧麻專用肥料。本發(fā)明可使啤酒廠污水污泥達(dá)到減害化和有效的利用，使用常見的塑料編織袋可重復(fù)使用，成本低廉。
文檔編號(hào)C05F5/00GK101429069SQ200810236739
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
發(fā)明者崔永明, 曾慶福, 飛 潘, 軍 王, 悟 陳, 陳洪高 申請(qǐng)人:武漢科技學(xué)院