專利名稱：綜合利用城市垃圾制造有機碳素肥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以垃圾為原料制造有機碳素肥的方法。
在社會高速發(fā)展，人口急驟增加的今天，垃圾的危害也日趨嚴重地困擾著人們的生活。從另一方面講，垃圾特別是城市垃圾也已成為一種急待利用的龐大資源。對城市垃圾，傳統(tǒng)的處理方法一般是焚燒和填埋。焚燒會污染環(huán)境，填埋則又會占用大量耕地，同時也是對資源的浪費。
綜合利用垃圾特別是城市垃圾制造有機肥，已成為世界性的研究課題。目前已見諸報導的有，成套機械堆肥法，高溫堆肥技術，即好氧與厭氧相結合發(fā)酵工藝及快速堆肥動態(tài)發(fā)酵工藝。這些技術在付諸實施中，由于設備制造昂貴，工藝過程復雜造成處理的肥料成本高，難于廣泛推廣應用。
本發(fā)明的目的在于提出一種以城市垃圾為原料，生產工藝簡單，生產成本低，易于推廣應用的有機碳素肥制造方法。
本發(fā)明所用基本原料包括(1)城市有機垃圾，如居民生活垃圾、建筑單位、企事業(yè)單位產生的垃圾(有毒的化工垃圾除外);(2)糧食系統(tǒng)產生的垃圾，如葦、茓、席、苫廢物、稻毛及糧食加工的廢棄物;(3)炭灰，來自于稻殼、爛柴草、居民生活垃圾等的高溫碳化過程。
為利于生產和管理，將廠區(qū)劃分為東、南、北三個區(qū)，東區(qū)設三個分區(qū)，南區(qū)設二個集中區(qū)、二個分區(qū)及中心區(qū)，北區(qū)則由包裝成品區(qū)和辦公區(qū)組成。
本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn)(1)垃圾物的收集。
(2)將垃圾按性質進行科學分選和處理(a)分選出糧食系統(tǒng)的垃圾如稻毛、稻殼、爛柴草及糧食廢棄物，取其總量的70-80%倒入南區(qū)和東區(qū)的各分區(qū)內單獨存放，經(jīng)過6-18個月的分解腐熟過程，變成粉末狀或顆粒狀，使其有機質和腐殖酸的含量分別達到30%以上和20%以上;(b)分選出城市有機垃圾如居民垃圾、建筑、企事業(yè)垃圾，與(a)中剩余的20-30%糧食廢棄物等進行混合，存放在南區(qū)的二個集中區(qū)，進行分解，當溫度達到25-50℃時，垃圾物有30-50%腐熟，倒入中心區(qū)。
(3)高溫碳化將分選處理后的集中區(qū)和各分區(qū)垃圾以2∶1的比例混配倒入中心區(qū)進行高溫碳化，根據(jù)生產季節(jié)，調節(jié)含水量為35-60%(自然雨雪和人為加水相配合)，其中，夏冬季35-45%，春秋季45-60%，混配時選擇孔隙度較大的垃圾物如爐灰，樹葉等來保持通氣性;以易分解能產生較大熱量的垃圾及灑糟、糧食廢棄物等來提高中心區(qū)垃圾堆的溫度至100-180℃，迅速碳化分解各種垃圾物，共進行兩次高溫兩次翻倒，整個過程所用時間隨季節(jié)而定，夏季15-30天，春秋季20-40天，冬季25-50天，觀察垃圾碳化物呈黑褐色顆粒狀，即80-90%碳化物，10-20%半碳化物的最佳狀態(tài)，而碳氮比(C/N)為25∶1。
(4)混配高溫爐下來的炭灰先存放一段時間，通過自然雨雪和人為加水，將PH值從強堿性PH9.0-9.9調整至中性或偏酸PH4.5-7.0。按所施用土壤的性質，將三種經(jīng)過處理的原料，碳化好的垃圾物、腐熟好的垃圾物和炭灰按不同比例進行混配，酸性，PH4-6，比例為2∶3∶1，中性偏酸，PH6-7，比例為1∶1∶1，堿性PH8-9.9，比例為2∶1∶3。
(5)將配比好的原料進行2-3次篩選，第一次用25×25mm的1號篩，第二次用13×13mm的2號篩，第三次8×8mm或6×6mm的3號篩。根據(jù)所生產肥料的用途而確定篩選工藝，果樹肥料、人田肥料用1、2號篩，人參肥料、育苗肥料和花卉肥料用1、2、3號篩。篩下物即為所得肥料，篩上物再次參加腐熟和高溫碳化。
(6)將垃圾分選剩余的磚頭、石塊、玻璃用球磨機打成粉末，加入肥料來補充其中礦物質和微量元素的不足，混配篩選好的肥料用翻斗車或手推車倒運到北區(qū)的包裝成品區(qū)。
(7)加水調整肥料的含水量為30-35%，使其再次迅速發(fā)酵1-3天而達到常溫，當有碳酸氣味產生并經(jīng)檢測肥料成份含量必須達到或優(yōu)于國家有關標準，同時達到企業(yè)出廠標準即可包裝出成品。
本發(fā)明的技術關鍵是高溫碳化發(fā)酵工藝，可以采取三種方法1)高溫炭化爐解決一部分垃圾碳化并產生炭灰;2)在中心區(qū)高溫碳化一部分垃圾;3)在地下設立碳化加溫室焚燒爛柴草或居民生活垃圾，地上堆放待高溫碳化的垃圾，并建立盤旋式多孔吸煙室管道(鋼筋和篩網(wǎng)制成)，從碳化加溫室把煙引出地上，來供給地上部分的垃圾物的溫度和吸附二氧化碳來增加有機碳，并把吸煙管道繞成正錐體形，隨著垃圾堆的增高而提高。垃圾物應均勻地堆于地上部分的吸煙管道周圍。分選出的糧食系統(tǒng)垃圾的20-30%為第一層，企事業(yè)單位有機垃圾的20-30%為第二層，再增放殘土、爐碳等垃圾物的70-80%為第三層，每層厚度為30-50厘米。垃圾變成黑褐色顆粒狀即完成碳化，倒入配比區(qū)進行混配。通過以上技術可以增加垃圾的處理量，同時幾種方法配合使用，也是保證和提高所生產的肥料質量的積極有效的技術方案。
生產工藝流程見附


圖1，附圖2是廠區(qū)平面圖。
本發(fā)明的工藝條件可因肥料的用途而變化，從而生產出一系列的產品人參肥料、果樹肥料、經(jīng)濟作物肥料、水稻、蔬菜育苗及本田肥料，城市綠化肥料與三個檔次酸性、堿性、中性微酸性肥料結合，使本發(fā)明具有適用性廣泛的特點。
用本發(fā)明生產的產品即有機碳素肥，有機質和腐殖酸含量，主要營養(yǎng)元素氮、磷、鉀的含量，均高于國家標準，而毒害物質含量則低于國家標準，且含有豐富的微量元素，按照國家標準對中性偏酸的大田肥進行了檢測，結果見表1。經(jīng)多年的推廣應用結果證明，有機素肥對各類作物具有顯著的增產增收效果，而且連施3年，第4年不施肥仍能增產，同時還能改善籽實品質，改良土壤，培肥地力，抗逆性強，用于發(fā)展花卉事業(yè)和蔬菜保護地栽培及果樹、煙茶、西洋參等經(jīng)濟作物更有其突出的優(yōu)勢。
本發(fā)明技術配方科學，生產工藝合理，生產過程簡便，投資少，見效快，對實現(xiàn)城市垃圾資源化、減量化、無害化，達到衣、食、住、行良性循環(huán)具有很高實用價值。本發(fā)明在制肥技術上實現(xiàn)了一大突破，同時在機械和生產工藝研究上是一個創(chuàng)新。用本發(fā)明技術生產的產品廣泛應用于農業(yè)生產和城市綠化及綠色食品工程，顯示了該技術強大的生命力。
肥料成份含量與國標對照表表1
國標規(guī)定上表中1-9項全部合格者方能施用于農田;在10-15項中，如有一項不合格，其他五項合格者，可適當放寬。但不合格項目的數(shù)值，不得低于我國垃圾的平均數(shù)值。即有機質不少于8%，總氮不少于0.4%，總磷不少于0.2%，總鉀不少于0.8%，PH值最高不超過9，最低不低于6，水分含量最高不超過40%。
權利要求
1.一種綜合利用城市垃圾制造有機碳素肥的方法，其特征是，(1)收集垃圾；(2)分選后分區(qū)域存放。(a)各分區(qū)中70--80%糧食系統(tǒng)垃圾，腐熟分解6-18個月呈粉末狀，有機質含量30%以上，腐殖酸含量20%以上；(b)集中區(qū)城市有機垃圾，a剩余的20--30%糧食系統(tǒng)垃圾混合存放，進行分解，使溫度達25--50℃；(3)集中區(qū)和分區(qū)的垃圾以2∶1的比例倒入中心區(qū)，控制調節(jié)含水量35--60%，加入酒糟、糧食廢棄物等垃圾提高中心區(qū)垃圾堆溫度至100--180℃，進行高溫碳化，使其碳化成黑褐色顆粒狀；(4)碳化好的垃圾物，腐熟好的垃圾物和PH4.5--7.0的中性偏酸的炭灰按比例進行混配，而后，(5)進行2--3次篩選，三種型號的篩具分別是1號25×25mm，2號13×13mm，3號6×6mm，將篩下物(6)倒運至包裝成品區(qū)，加水至含水量30--35%，發(fā)酵1--3天，產生碳酸氣味即進行成品包裝。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，高溫碳化時垃圾物的含水量因季節(jié)而不同，夏冬季35-45%，春秋季45-60%。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，高溫碳化過程中對垃圾物進行兩次高溫兩次翻倒。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，高溫碳化時間隨季節(jié)而定，夏季15-30天，春秋季20-40天，冬季25-50天。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，碳化好的垃圾物，腐熟好的垃圾物和炭灰之間的混配比例因所施用土壤的性質不同而變化，酸性PH4-6，比例為2∶3∶1;中性偏酸PH6-7，比例為1∶1∶1;堿性PH8-9.9，比例為2∶1∶3。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，配比好的原料經(jīng)篩選后的篩上物再次參加腐熟和高溫碳化。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，垃圾經(jīng)分選后剩余的磚頭、石塊、玻璃等用球磨機打成粉末加入到肥料中。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，篩選工藝依所生產肥料的用途而定，果樹肥料、大田肥料進行2次篩選，人參肥料、育苗肥料和花卉肥料進行3次篩選。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，高溫碳化過程，在地下設立碳化加溫室，焚燒爛柴草和居民生活垃圾，地上建盤旋式多孔吸煙室管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以垃圾物為原料制造有機碳素肥的方法。本發(fā)明采用高溫碳化發(fā)酵工藝，將垃圾進行分選、腐熟、高溫碳化篩選及三次發(fā)酵處理，生產出高效有機碳素肥。包括三個檔次、五個系列產品，各項指標均優(yōu)于國家標準，增產增收效果顯著，廣泛應用于農業(yè)生產和城市綠化及綠色食品工程。
文檔編號C05G1/00GK1103635SQ9410735
公開日1995年6月14日 申請日期1994年7月8日 優(yōu)先權日1994年7月8日
發(fā)明者吳萬海, 吳貴玉, 吳貴國 申請人:吳萬海, 吳貴玉, 吳貴國