[發明專利]一種生物質與污泥共利用制取復合緩釋肥的方法

有效

• 申請號: 201110236767.0
• 申請日: 2011-08-17
• 公開（公告）號: CN102320873A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 武宏香;趙增立;王小波;夏娟娟;何方;李海濱
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C05G1/00
• 分類號: C05G1/00;C05F7/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及環境工程技術領域，尤其涉及一種利用污泥與生物質共混焚燒產熱干燥污泥、并將焚燒固體產物制備成復合緩釋肥的資源化利用的方法。

技術背景

隨著社會的發展與進步，日常生活中不可避免的產生和排出大量污水。根據廣東省環境保護局發布的統計數據，截至2008年底，廣東全省共建成污水處理設施176座、日處理能力1092萬噸，成為全國首個生活污水日處理能力突破千萬噸的省，居全國第一，2008年共處理污水361282萬噸。污泥作為污水處理過程的最終產物，水分含量較高在70％～80％之間，有機營養物質含量高，其中磷元素按P₂O₅％計在干污泥中約占到2-6％。污泥性質不穩定，易腐化發臭，每千克污泥中銅、砷、鉛、鋅、鎘、鉻等重金屬含量通常在幾十到幾百毫克之間，同時含量大量的病菌和蟲卵，若任意堆放或直接作為肥料將對生態環境和人類及動物健康造成較大的危害，而污泥通過堆肥的方式處理也因其所帶來的二次污染及日益嚴格的農用肥料標準而受到限制。焚燒法具有減容量大、處理速度快、能徹底分解有害物質、可回收能量及焚燒灰可后續利用等優點，受到國內外的廣泛關注，逐漸成為污泥處理處置的一種重要手段。污泥經過焚燒后大部分的磷酸鹽殘留在灰渣中，灰渣中的磷含量很高，以P₂O₅計其質量分數約在15％以上。

生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質的種類繁多，包括植物、動物及其排泄物、垃圾及有機廢水等幾大類。植物類生物質數量巨大，最常見的有農作物廢棄物(稻草、麥稈、豆稈、棉花稈、谷殼等)、林木工業剩余物、水生植物、藻類等。非植物類生物質主要有動物糞便、動物尸體、廢水中的有機成分、垃圾中的有機成分等。中國可利用的生物質能源十分豐富，據初步普查，中國農業廢棄物每年產量約7億t；工業有機廢水和畜禽養殖場廢水資源理論上可以生產沼氣800億Nm³，相當于5700萬t標準煤；薪炭林和林業及木材加工廢物資源相當于3億t標準煤；城市垃圾產生量每年約1.5億t。生物質中有豐富的植物生長需要的氮、磷、鉀等主要元素及鐵、銅、鋅、硼、鉬、錳等微量元素，且比例與植物需求一致。傳統上農民就有使用草木灰或直接使用生物質作為肥料的習慣。

目前利用生物質或污泥制備肥料均已經有一些相關的研究。專利CN200810159425.1公開了一種利用造紙污泥制備有機肥的方法，為采用造紙污泥與調理劑等成分混合后經高溫好氧發酵、后熟、粉碎、篩分后混入氮、磷、鉀等肥料以及中微量元素后制備而成的有機肥料。該專利沒有涉及污泥微生物及蟲卵的殺滅。專利CN200880012497.1公開了一種從污泥中生產肥料的方法，在該方法中為實現衛生化用過熱蒸汽加熱污泥以破壞病原微生物。在該方法中，用具有200-600℃溫度的過熱蒸汽加熱污泥至60-100℃的溫度，以增加污泥中可溶性碳量，并通過使用在加熱后仍保留在污泥中的非病原微生物重啟污泥生物降解。該專利未涉及污泥中重金屬物質的脫除。專利CN200780024927.7涉及包覆肥料、生物質組合物和生產生物質組合物的方法；所述包覆肥料包含被生物質組合物包覆的肥料顆粒，所述生物質組合物包含1-60wt.％具有0和150mm之間D50的固體生物質顆粒和99-40wt.％的油；所述生物質組合物中包含具有0和150mm之間D50的固體生物質顆粒；所述方法中過濾生物質組合物并研磨殘余物，直到固體顆粒具有0和150mm之間的D50為止。該專利未涉及利用污泥熱化學發制備肥料。

上述專利均未涉及污泥及生物質采用熱化學處理方式制取肥料，及通過添加氯化物對污泥中的重金屬進行高溫脫除、利用高溫殺滅污泥中的微生物和蟲卵。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用生物質和污泥自身所含的熱能，對污泥和生物質進行無害化資源化回收利用的方法。利用該方法可制備富含磷、鉀等營養元素及植物生長必須的鐵、硼、鉬等微量元素的復合緩釋肥料。

為達到上述目的，本發明采取了以下技術方案：

本發明生物質與污泥共利用制取復合肥的方法，其特征在于：

包括以下步驟：

(1)污泥先采用500℃～700℃高溫煙氣間接干燥，然后對大塊污泥進行破碎，蒸發出的水汽與煙氣混合經過煙氣凈化系統處理后排空；

(2)將干燥污泥、生物質粉末、氯化物充分均勻混合；

(3)將步驟(2)所得的混合物通入反應爐高溫焚燒，焚燒產生的高溫煙氣用于步驟(1)中的污泥干燥；