阅读说明：本技术 一种利用河道淤泥和废弃园林生物质发酵制备肥料的方法 (Method for preparing fertilizer by fermenting river sludge and waste garden biomass ) 是由 张以河 张娜 郭季羽 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种河道淤泥和废弃园林生物质发酵制备肥料的方法。该方法包括如下步骤：将河道淤泥、废弃园林生物质、腐殖酸均匀混合后,加入微生物菌剂,在厌氧条件下,湿度控制在30～70%,温度控制在25～50℃,发酵7天,造粒烘干,即得。本发明提供的方法可以解决河道淤泥大量堆存地表污染环境的问题,提高淤泥及生物质的发酵效果。本发明得到的肥料有机质含量高达到40%,具有较高有机质转化率,发酵后的总养分(总氮+有效五氧化二磷+氧化钾)含量可达5%,且生产条件较为简单,可进行工业化生产。(The invention provides a method for preparing a fertilizer by fermenting river sludge and waste garden biomass. The method comprises the following steps: uniformly mixing the river sludge, the waste garden biomass and the humic acid, adding a microbial agent, fermenting for 7 days under an anaerobic condition at the temperature of 25-50 ℃ and the humidity of 30-70%, and granulating and drying to obtain the biological fertilizer. The method provided by the invention can solve the problem that the river sludge is piled up in large quantity and the surface pollutes the environment, and improves the fermentation effect of the sludge and the biomass. The organic matter content of the fertilizer obtained by the invention reaches 40%, the organic matter conversion rate is higher, the total nutrient content (total nitrogen, available phosphorus pentoxide and potassium oxide) after fermentation can reach 5%, the production condition is simpler, and the industrial production can be carried out.)

一种利用河道淤泥和废弃园林生物质发酵制备肥料的方法

技术领域

本发明涉及有机质肥料技术领域，更具体地，涉及一种利用河道淤泥和废弃园林生物质发酵制备肥料的方法。

背景技术

河道淤泥是城市市政排水系统的副产品，由于其存在会影响河流的防洪、排涝、灌溉、供水、通航等各项功能的正常发挥，为恢复河道正常功能，要进行河道清淤。清淤后的河道淤泥大量堆置于地表，受到外界因素的影响，会释放大量污染物；若再次流入河流，水体环境会受到二次污染；且淤泥有明显恶臭味，飘散在空中，严重影响空气环境。因此，河道淤泥堆积是城市固体废弃物处理的一大难题。

河道淤泥的土地利用是将经过处理至符合一定标准的淤泥作为肥料或土壤改良材料，用于农田利用、园林绿化利用或土地改良等场合。淤泥的土地利用一直深受美国、欧盟、日本等经济发达国家的重视，我国也于2009年对污水处理厂淤泥的土地利用发布了相应国家标准，如：GB/T 24600-2009 城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质，GB/T24600-2009 城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质等。

河道淤泥的成分主要是粘土、粉土、粉砂及矿物质等微小颗粒，水分高，成分复杂。CN109160860 A公开了一种城镇餐厨垃圾、农林废弃物与河道淤泥和市政污泥联合资源化利用的方法，将原料处理后加入活性炭和双氧水堆肥发酵，经压缩储水后再次发酵，温度50~70℃，时间14~28天，腐熟得到的堆肥发酵产物经除臭、降温、烘干和冷却后，得到有机肥。陈立华等用功能微生物发酵淤泥制备育苗基质，将河道淤泥、堆肥菌株、甜叶菊渣堆肥和蛭石按比例混合发酵，发现微生物发酵能够提升淤泥基质物理和生物学性能，同时提升育苗质量，并挑选出真菌菌株Trichoderma harziamm T83与细菌菌株Bacillusanyloliquefaciens IAE两种最优菌株。

河道淤泥与废弃园林生物质都可作为肥料的原料，但单独施用常肥效不佳，且需较长时间才能有效分解被土壤吸收利用。CN109160860 A在消毒过程中用到有毒的双氧水，发酵时间过长，温度要求过高，且未做任何指标测试，无法证明所制有机肥的有效性。陈立华等发酵所得育苗基质的菌株有一定局限性，仅少量菌株对育苗质量有促进作用。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种利用河道淤泥和废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法可以解决河道淤泥大量堆存地表污染环境的问题，提高淤泥及生物质的发酵效果。

该方法包括如下步骤：

将河道淤泥、废弃园林生物质、腐殖酸均匀混合后，加入微生物菌剂，在厌氧条件下，湿度控制在30～70%，温度控制在25～50℃，发酵7天，造粒烘干，即得。

本发明实验条件简单，发酵温度适中，发酵周期短（仅用7天），可进行工业化生产。

在本发明一个优选实施方式中，所述湿度控制在40～60%，温度控制在25～40℃。

在本发明一个优选实施方式中，所述河道淤泥的含水率为30～40wt%，pH为6.5～7。在本发明的实施例中，河道淤泥采自通州北运河上游河底，主要化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO和K₂O等，主要矿物成分为石英、斜长石、微斜长石、白云母、角闪石和绿泥石，其重金属元素Cd、Hg、Pb、Cr、As、Ni、Cu和Zn含量均符合标准 GB/T24600-2009 城镇污水处理厂污泥处置-土地改良用泥质。

在本发明一个优选实施方式中，所述废弃园林生物质的有机质含量为40～60%。其中，有机质含量随所采集种类不同而稍有所变化。所述废弃园林生物质包括乔木和灌木的落叶和/或树枝的混合物；所述乔木包括但不限于松针、梧桐、杨树、栾树、榆树、槐树、柳树中的一种或多种；所述灌木包括皂荚和/或卫矛。

在本发明一个优选实施方式中，所述腐殖酸为褐煤腐殖酸，从褐煤中活化和分离提取的褐煤腐殖酸，含有约70%的有机质。

在本发明中，微生物菌剂取自自然界的混合菌种，环境适应能力强。在本发明一个优选实施方式中，所述微生物菌剂包括：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢菌、巨大芽孢菌、侧孢芽孢菌、胶质芽孢菌、光合细菌、放线菌、固氮菌和硝化细菌。其中，各菌株在所述微生菌剂中所占的重量份数分别为13~15份枯草芽孢杆菌、6~7份地衣芽孢菌、15~16份巨大芽孢菌、8~10份侧孢芽孢菌、8~10份胶质芽孢菌、10~12份光合细菌、3~5份放线菌、8~10份固氮菌和5~7份硝化细菌。所述微生物菌剂的总重量份为83份~90份。

在本发明一个优选实施方式中，以重量份，将40~80份河道淤泥、10~50份废弃园林生物质、1~10份腐殖酸的原料均匀混合，加入1~8份微生物菌剂。优选地是，以重量份，将50~70份河道淤泥、20~40份废弃园林生物质、5~10份腐殖酸的原料均匀混合，加入3~5份微生物菌剂。即将上述3~5份微生物菌剂平分为83~90小重量份，以算得各菌株的重量份。进一步优选地是，以重量份计，将50~60份河道淤泥、30~40份废弃园林生物质、8~10份腐殖酸的原料均匀混合，3~5份微生物菌剂；并将上述3~5份微生物菌剂平分为85小重量份，以算得微生物菌剂中各菌株的重量份。更进一步优选地是，以重量份计，将50~55份河道淤泥、35~40份废弃园林生物质、9~10份腐殖酸的原料均匀混合，4~5份微生物菌剂；并将上述3~5份微生物菌剂平分为85小重量份，以算得微生物菌剂中各菌株的重量份。

在本发明中，重量份可以是µg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位，也可以是其倍数，如1/10、1/100、10倍、100倍等。

本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到的肥料。

本发明利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料，有效地利用了城市固体废弃物河道淤泥及城市垃圾园林废弃生物质，可对废弃资源进行回收利用，具有较低的原料成本和生产投入。本发明的原料为固体废弃物，容易获取，几乎不含有害物质，且成本较低。本发明得到的肥料有机质含量可高达到40%，具有较高有机质转化率，本发明的实施例中发酵后的总养分（总氮+有效五氧化二磷+氧化钾）含量可达5%，且生产条件较为简单，可进行工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

本发明实施例中河道淤泥采自通州北运河上游河底。废弃园林生物质主要为松针、梧桐、杨树、栾树、榆树、槐树、柳树等乔木和皂荚、卫矛等灌木的落叶、树枝的混合物，有机质的含量约为50%。褐煤腐殖酸含有约70wt%的有机质。

实施例1

本实施例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥70份、废弃园林生物质20份、褐煤腐殖酸5份的原料均匀混合，加入微生物菌剂3份；其中，微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢菌、巨大芽孢菌、侧孢芽孢菌、胶质芽孢菌、光合细菌、放线菌、固氮菌和硝化细菌组成，以微生物菌剂为85重份计（即将上述3重量份的微生物菌剂再分为85小重量份）： 15份枯草芽孢杆菌、7份地衣芽孢菌、15份巨大芽孢菌、8份侧孢芽孢菌、10份胶质芽孢菌、10份光合细菌、5份放线菌、10份固氮菌和5份硝化细菌。

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在40%，温度控制在平均25℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得肥料。

本实施例所得肥料的pH为7.5，含水率为27%，有机质含量为15.4%。

实施例2

本实施例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥50份、废弃园林生物质40份、褐煤腐殖酸10份的原料均匀混合，加入微生物菌剂5份；其中，微生物菌剂与实施例1中的微生物菌剂相同；

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在50%，温度控制在35℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得。

本实施例所得肥料的pH为6.5，含水率为35%，有机质含量为40.7%。

实施例3

本实施例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥60份、废弃园林生物质30份、褐煤腐殖酸8份的原料均匀混合，加入微生物菌剂4份；其中，微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢菌、巨大芽孢菌、侧孢芽孢菌、胶质芽孢菌、光合细菌、放线菌、固氮菌和硝化细菌组成，以微生物菌剂为85重份计（即将上述4重量份的微生物菌剂再分为85小重量份），13份枯草芽孢杆菌、6份地衣芽孢菌、16份巨大芽孢菌、10份侧孢芽孢菌、8份胶质芽孢菌、12份光合细菌、5份放线菌、8份固氮菌和7份硝化细菌。

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在40%，温度控制在平均30℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得肥料。

本实施例所得肥料的pH为7.0，含水率为30%，有机质含量为30.5%。

实施例4

本实施例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥40份、废弃园林生物质10份、褐煤腐殖酸1份的原料均匀混合，加入微生物菌剂1份；其中，微生物菌剂与实施例1中的微生物菌剂相同；

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在40%，温度控制在35℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得。

本实施例所得肥料的pH为7.5，含水率为20%，有机质含量为10.1%。

实施例5

本实施例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥80份、废弃园林生物质50份、褐煤腐殖酸10份的原料均匀混合，加入微生物菌剂10份；其中，微生物菌剂与实施例1中的微生物菌剂相同；

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在50%，温度控制在25℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得。

本实施例所得肥料的pH为6.5，含水率为28%，有机质含量为13.3%。

实施例6

本实施例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥70份、废弃园林生物质20份、褐煤腐殖酸5份的原料均匀混合，加入微生物菌剂3份；其中，微生物菌剂由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢菌、巨大芽孢菌、侧孢芽孢菌、胶质芽孢菌、光合细菌、放线菌、固氮菌和硝化细菌组成，以微生物菌剂为65重份计（即将上述3重量份的微生物菌剂再分为65小重量份）： 15份枯草芽孢杆菌、7份地衣芽孢菌、15份巨大芽孢菌、8份侧孢芽孢菌、10份胶质芽孢菌、10份光合细菌、5份放线菌、10份固氮菌和5份硝化细菌。

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在50%，温度控制在25℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得。

本实施例所得肥料的pH为7.0，含水率为20%，有机质含量为10.4%。

对比例1

本对比例提供了一种利用河道淤泥及废弃园林生物质发酵制备肥料的方法，该方法包括如下步骤：

第一步：收集废弃园林生物质，用粉碎机粉碎均匀；

第二步：将重量份为河道淤泥60份、废弃园林生物质20份、褐煤腐殖酸10份的原料均匀混合，加入微生物菌剂5份；

第三步：在厌氧条件下，湿度控制在40%，温度控制在20℃，发酵7天；

第四步：将发酵7天后的肥料在造粒机中造粒，烘干，即得。

本对比例所得肥料的pH为7.0，含水率为30%，有机质含量为9.1%，发酵温度过低。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。