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一种利用建筑渣土、城市生活污泥、中药渣制作绿化种植土的方法与流程

时间:2022-02-15 阅读: 作者:专利查询

一种利用建筑渣土、城市生活污泥、中药渣制作绿化种植土的方法与流程

1.本发明涉及药制品生产线过程中生产废弃物中药渣和自来水厂生活污泥的资源化再利用领域,具体涉及一种利用建筑渣土、城市生活污泥、中药渣制作绿化种植土的方法。


背景技术:

2.随着国内城市规模的日益扩大、产业迅速发展和居民用水等对城市周围的水域污染日益严重,城市生活污水经过污水处理厂的处理后形成了巨量的生活污泥。我国目前污水处理总量大约2亿吨/天,产生湿污泥量约为20万吨/天。然而我国每年产生的大量污泥中,约3000万吨污泥没有得到妥善安置。生活污泥的妥善处理达到减量化、无害化、稳定化以及资源化,目前是国内外环境工程研究的热点和难点。目前行业内对城市生活污泥的处置主要为填埋、填海、焚烧产能和土地利用这四种方式。城镇生活污泥中含有各种养分,这让城镇生活污泥堆肥资源化利用成为了可能,这种土地利用方式也更符合绿色发展思路。但是自2021年6月1日经过修订后实施的《有机肥料》标准(ny/t 525-2021)规定污泥(产物)不能作为进入农资流通领域的商品有机肥料进行登记。这很大程度上限制了城市污泥农用的途径,同时也促进了城市污泥绿化使用方式途径的丰富发展,使城市污泥作以更合理的定位资源化利用。
3.城际交通建设、工程建筑等过程中由于桩基、钻井、盾构等操作会产生大量建筑渣土。这些建筑渣土来源于地表下深土层,生物活动少,与外界环境能量和物质交换水平低,所以有机质和养分含量极低,不适宜直接用于植物的种植培育。由于在施工过程中添加固结剂、聚沉剂等,所产生的建筑渣土再经过直接露天堆放后接触雨水,会导致土质钙化并进一步难以利用。中药渣的不合理堆放会导致病菌和蚊蝇等害虫滋生,污染周边空气和水源环境。一般采用制作饲料和生物燃料焚烧的处理方式。中药渣饲料化处理安全要求严格,技术工艺复杂,投入成本大并且市场销路极为有限;直接或者经过简单处理后焚烧发电,必然导致二次污染以及生物质资源的浪费。
4.以往在我国部分城市,主要采购大量的耕地、林地等种植土壤来回填城市建设用地。但现在国内城市一般都有相关政策,限制区域内土壤大量运输。如今“无土可用”的现状,直观反映了高速的城市发展与可持续发展政策之间的矛盾。
5.目前我国城市园林绿化中最关键的问题在于高质量、性能稳定的土壤产品。城市土层浅薄、有机质含量低,不足以满足园林乔木等深根系植物的生长需求。这是现如今任何后期肥水管理和除草防病药剂难以弥补的缺陷。另外,由于园林绿化植物多样性以及地区特性,往往对土壤环境的结构组成、理化性能、微生物环境等方面的要求也不完全相同。整体上,绝大多数植物生长需要透气性较好、肥沃且土层较深的中性土壤。优质的土壤产品可以有效提高园林绿化植物的成活率,同时促进生长和发挥良好的观赏价值。在后期绿植的管理和维护过程中显著减轻病、虫、草害发生状况,相应地降低后期的养护难度,降低植物
cfu/ml、10.0lg cfu/ml,三种商用菌均为干燥粉末状,按照质量比1:1:2均匀调配,混拌后置于阴凉干燥处保存,防止受潮。
20.商用菌1为中农绿康的有机物料腐熟剂,微生物肥(2011)准字(0783)号;商用菌2为山东贝佳的有机肥发酵剂bj-2020,微生物肥(2014)准字(1496)号;商用菌3为潍坊益昊的有机肥腐熟剂,微生物肥(2014)准字(2791)号。
21.步骤(2)中,所述的调配菌剂干粉末、红糖(无微量元素要求)与水的质量比为5~15kg:1-3kg:10~20kg,进一步优选为10kg:1-2kg:15kg。
22.加入步骤(1)得到的调配菌剂干粉末充分混匀,24h后可以用于中药渣和生活污泥堆制。为了使菌剂微生物与物料充分混匀,可以将静置24h后的菌液与木屑、锯末、秸秆末等辅料充分混拌,再加入到堆制物料中。
23.所述的辅料为木屑、锯末、秸秆末。所述的辅料与调配菌剂干粉末的质量比为30~50kg:5~15kg,进一步为40kg:10kg。
24.步骤(3)中,所述的城市生活污泥(含水率在50%-65%)和中药渣(含水率在55%-70%)的重量比为5-6:2-3。
25.根据天气情况堆置发酵,如果是冬天环境气温低,可以每吨物料中加2-15kg尿素。混合料堆最适碳氮比在25-35:1。
26.所述的尿素的加入量为中药渣和城市污水污泥物料总量的0.2%~1.5%。
27.步骤(4)中,通过堆垛式静态发酵、槽式静态发酵或发酵膜式静态发酵,得到有机物料。
28.堆垛式静态发酵、槽式静态发酵具体包括:如果采用堆垛式静态发酵,可将混配好的物料堆置成1.2-1.5米高、5-10米长、3-4米宽的物料堆体;
29.如果采用槽式静态发酵,可将混配好的物料堆置成0.5-0.7米高、5-10米长、6-9米宽的物料堆体。
30.堆体一般情况下第二天即可显著升温,当堆体核心温度升到60℃进行首次翻堆,物料发酵过程中每间隔3-5天翻堆一次,30-45天后基本腐熟完成,生产出有机物料。
31.发酵膜式静态发酵:可将混配好的物料堆置成1.5-2米高、20-40米长、6-9米宽的物料堆体后覆盖发酵膜,并用尼龙袋装砂土后压边,防止臭气扩散。设定堆体的高温期在50℃-55℃,根据现场情况可以采用风机自动间歇通风,也可以人工手动调控通风。整个发酵过程不用揭开发酵膜,保持膜内通气曝气状态,一般通风14-20天物料会经历持续高温后温度下降的过程,25-30天后基本发酵腐熟完成,生产出有机物料。
32.步骤(5)中,所述的有机物料和建筑渣土按照3-4:7-8的重量份比例进行均匀混合。
33.如果湿度过大可以适当晾干。混合后用物料粉碎机,将体积较大的团块土进行粉碎,不仅可以让有机物料与建筑渣土充分混合,也能促进绿化种植土良好的物理性状,适用于种植园林景观灌木或者乔木。
34.本发明生产的绿化种植土产品可大量用于园林绿化,特别适用于城市绿化园区种植土回填、园林绿植培养、城郊地区改土等。施用本产品既有利于加深土层和改良土壤结构和性能,也能促进园林绿化树木的种植和运输。
35.与现有技术相比,本发明的显著特点如下:
36.①
将城市生活污泥、中药渣混合堆制后与建筑渣土混配生产绿化种植土,既降低废弃物对城市周边环境污染,同时又可以资源化利用从而缓解城市绿化压力。
37.②
制作工艺可以根据场地实际情况调整,收集周边地区的废弃物料就地生产,无需大型的工业设备设施,生产周期短且成本低,适用于各城市周边郊区推广技术模式。
38.③
有机物料建堆后快速升温,一般建堆第二天温度急剧升高,且高温期长,最高温度可达65℃-70℃,持续时间7-10天。物料发酵腐熟彻底,物质转化完全,产品养分含量均衡。另外长达7天以上的高温期(55℃以上)可以清灭虫卵、病菌、草种,种植安全性良好。夏天腐熟完全需要25-30天,冬天腐熟完全需要30-35天。
具体实施方式
39.本发明中,中药渣的主要药材组成是艾草和白勺,经过高温高压得到前处理的浸出液,再通过水提醇沉、沉淀剂澄清、蒸发浓缩工艺、喷雾干燥流程,完成中药药液和中药渣的分离。
40.本发明中污水处理厂处理生产线,设置竖向和横向双压滤结构,污泥导入后先由竖向压滤机构进行压滤操作并传送出,再通过横向压滤,使污泥脱水完全。
41.商用菌1为中农绿康的有机物料腐熟剂,微生物肥(2011)准字(0783)号;商用菌2为山东贝佳的有机肥发酵剂bj-2020,微生物肥(2014)准字(1496)号;商用菌3为潍坊益昊的有机肥腐熟剂,微生物肥(2014)准字(2791)号。
42.实施例1
43.发明人于2021年5月-6月,采集中药渣(含水率57%),城市污水污泥(含水率60%)按照5:3重量份比例混合均匀,调节水分含量至60%-65%。
44.利用商用菌1、商用菌2、商用菌3按照质量比1:1:2均匀调配10kg粉末,用2kg红糖和15kg自来水激活后混拌40kg木屑投入堆体中混匀,可用于总量2000kg的物料(中药渣和城市污水污泥),加入2000kg的物料(中药渣和城市污水污泥),添加25kg尿素调节碳氮比在25-35:1。
45.在堆置厂房土壤地面建堆1.5米高、5米长、3米宽的物料堆垛式堆体。每间隔4天翻堆一次,经历高温期11天且发酵总周期31天后,温度降低并平稳,发酵腐熟完全,生产出有机物料。进一步将有机物料与渣土按照3:7重量份比例混合均匀,粉碎细化、过筛后用于园林树木栽培运输或包装后销售。按本法生产的绿化种植土为壤质土,含有机质为36.6%,氮、磷、钾养分总量为155mg
·
kg-1
、32mg
·
kg-1
、91mg
·
kg-1
,水分为26%-30%,ph值6.8-8.1,完全符合城市建设标准《cj/t 340-2016绿化种植土壤》土壤肥力技术要求。
46.实施例2
47.发明人于2021年7月开展了本法生产的绿化种植土在蔬菜、花卉上的种植安全性试验研究。用于试验的绿化种植土实测养分含量为全氮135mg
·
kg-1
、全磷45mg
·
kg-1
、全钾112mg
·
kg-1
、有机质38.1%、水分29%。试验品种为上海青小白菜、樱桃萝卜。
48.小白菜和樱桃萝卜的种植采用盆栽试验。试验设三个处理:(1)对照(ck,使用农田种植土);(2)本法生产的绿化种植土;(3)市售营养土。挑出石块以及其他杂物均采用20kg,分别放入直径8cm、高8cm的育苗盆中,每盆播撒小白菜或樱桃萝卜种子5颗。苗床浇透水后撒播,在表面覆盖约0.5cm的土壤并洒水,适时浇水保持土壤湿润,不施肥,其他管理措施保
持一致,3次重复。试验期间无明显天气影响和病虫危害。于7月中旬播种,8月下旬收获。
49.不同类型土对小白菜和樱桃萝卜生长影响。
50.表1不同类型土对小白菜生长影响
[0051][0052]
表2不同类型土对樱桃萝卜生长影响
[0053][0054]
由表1、2可见,对于小白菜和樱桃萝卜,三种类型土的种子发芽率相差不大,且都高于90%,说明绿化种植土生物安全性良好,对植物种子无毒害作用。在小白菜和樱桃萝卜两种植物生长发育情况来看,绿化种植土对植株的整体重量和植株叶柄、子叶、株高、叶宽的生长影响跟常规的农田土差异不显著。只有在小白菜鲜重上和市售营养土有一定差异,绿化种植土和市售营养土所培养小白菜鲜重分别是17.668g和22.185g。考虑是市售营养土专性用于蔬菜栽培,养分含量较高。整体看来,使用本技术制作的绿化种植土对小白菜和樱桃萝卜无明显毒害作用,培养效果与常规农田土无差异,生物安全性良好。