一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种污泥土壤修复剂、制备方法及其在污泥消纳中的应用，所采用的技术方案是：对城市污水污泥前期处理，利用两次发酵实现污泥的处理。经过试验使用污泥修复剂20天后，土壤的各种污染物的比例有效去除率达到95％以上符合国家标准。同时硫酸质可以酸化板结的盐碱土地，还是很好的有机肥，有益于农业生产减少化学试剂的使用和化肥的使用，从源头杜绝了污染源和二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂、制备方法及其应用
本专利技术涉及一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂，具体为一种利用微生物处理污泥制备盐碱土壤修复剂的方法、获得的盐碱土壤修复剂，及其在污泥消纳中的应用。
技术介绍
随着我国城市化进程加快，城市污水的处理量也不断增加。污泥是污水处理的伴生物，通常占污水处理量的0.5--1％，由于其成分复杂，既含有大量的有机物，又含有病原微生物、重金属等，处理和处置不易，堆放风险大，易形成“二次污染”。因而如何安全、经济、合理的处理处置和利用污水处理厂污泥，一直是当今世界各国十分关注的研究课题。经研究发现，城市污水处理后产生的污泥垃圾其成分基本都是有机物残渣，细菌体，胶体和速凝剂及少量无机物构成，适合做同向菌群培养基础材料制成污泥土壤修复剂。目前，处置城市污泥有焚烧、卫生填埋和土地利用等方法，其中土地利用已成为一条重要的处置途径。但污泥土地利用前必须经过稳定化和无害化处理。污泥的稳定化和无害化处理主要有：好氧消化、厌氧消化、堆肥化、双消化、热干化以及碱性稳定化等等，但是效果一直不理想。污泥消纳成为一个难题。污泥堆肥用时长，不能有效去除重金属给土地造成二次污染老百姓不接受。北京排水集团堆肥分发不出去，老百姓不用企业造成损失，也无益于社会。焚烧也会产生有毒废气，我国雾霾严重不适宜。填埋需要大量的土地造价太高，地下深埋也会分解成有害气体和有害物质只是释放过程缓慢，我国人多地少也造成资源浪费。几种方法处置成本都很高不被社会认可和接受。盐碱地土壤的孔隙度小，肥力低，易于板结，透气透水性差，C、N矿质化程度低，土壤中酶的活性受到抑制，影响微生物的活性和有机质的转化。土壤中过量的盐分离子对可破坏植物胞组织，阻碍植物生长，盐碱化程度高的土壤甚至致使植物根系腐烂，致使植株直接死亡。目前，国内盐碱地的土壤改良方法和技术归纳起来大致如下：(1)物理改良：平整土地、深耕晒垡、及时松土、抬高地形、微区改土；(2)水利改良：灌排配套、蓄淡压盐、灌水洗盐、地下排盐；(3)化学改良：施用石膏、磷石膏、过磷酸钙、腐植酸、泥炭、醋渣等；(4)生物改良：种植水稻、种植耐盐植物田菁等，或使用微菌肥等。有研究者报道了酸性有机肥料的制造和应用效果。郭晓华等进行了《酸性有机肥改良重盐碱的效果对比》试验；中国专利《一种盐碱土壤改良剂及其制备方法》(ZL00100436.0)公开了一种由柠檬酸等14种有机酸制备盐碱土改良剂的方法；中国专利《一种盐碱地改良增肥剂及其制备方法》(ZL200510001737.6)公开了一种由复合微生物菌液密封发酵以豆粕为主的有机物质制备盐碱地改良增肥剂的方法；中国专利《一种盐碱地专用肥的制备方法》(200610083425.9)公开了一种由酵母菌发酵饼粕形成酸性有机物，再添加由风化煤或褐煤制造的硝基腐植酸制备盐碱地专用肥的方法；中国专利《一种全封闭厌氧发酵生物有机肥》(200710111509.3)公开了一种由HM菌种全封闭厌氧发酵生活垃圾、禽畜粪便、农作物秸秆(比例为：7-8：0.5-1.5：1.5-2.5)制备生物有机肥的方法，但未说明制备的有机肥是酸性的。上述报道和专利表明酸性有机肥对改良盐碱地有良好效果；上述专利中采用了饼粕等高价有机原料使产品成本远高于使用者的承受能力，采用了以不可再生的风化煤或褐煤制造的硝基腐植酸，采用了价格很高的工业产物如柠檬酸等有机酸，采用了不能用于农业生产的城市生活垃圾原料。如果将有机垃圾与污泥进行深度处理，再与盐碱地的修复结合起来，不但可以解决环境污染问题，而且可以变废为宝，改善盐碱地的作物产量。
技术实现思路
污泥盐碱土壤修复剂为了克服现有污泥消纳的困难，本专利技术污泥盐碱土壤修复剂不仅解决了污泥处置问题，而且变废为宝，把污泥变成土壤修复剂，能修复盐碱土地。本专利技术污泥盐碱土壤修复剂解决其技术问题，所采用的技术方案是：对城市污水污泥前期重金属处理，再脱水处理使其含水量在40％左右，污泥的主要成分是有机物适合培养细菌群。用嗜热细菌对有机物分解同时可以有效杀死病菌成分。混合培育的醋酸细菌群和硅酸盐细菌植入。细菌群生命力强大再次清除有害细菌体，同时细菌群溶解作用使原来矿物质溶解，形成新矿物质改变了土壤的盐碱性质。溶解-吸附-综合-转换的过程，有机物—细菌群分泌氨基酸/有机酸/多糖等代谢物中和了碱性物质。经过试验使用污泥修复剂30天后：土壤含盐在1％左右的土壤使用污泥土壤修复剂后，土壤含盐总量降至0.3％以下，符合国家土壤标准。同时酸质可以酸化板结的盐碱土地。还是很好的有机肥，有益于农业生产减少化学试剂的使用和化肥的使用，从源头杜绝了污染源和二次污染。本专利技术所述的这种盐碱土壤修复剂的制备方法具体为：1、污泥原料预处理城市生活污水处理厂产生的生活污泥，在晾晒场堆放、晾晒10～15天，可适当添加化学除臭剂。初步减少臭味，并使含水量从75％左右降低至40％以下，利于后续操作。晾晒后的块状污泥，用粉碎机或破碎机破碎，过筛网，制成粒径不过10mm的污泥小粒，备用。优选的，可以在粉碎步骤前，按照每100kg的块状污泥中加入：粉碎后的农业生产下脚料10-15kg，有机肥10-20kg，腐殖质10-20kg，复合肥15-30kg，氨基酸3-8kg；所述粉碎后的农业生产下脚料为选自麸皮、玉米粉、稻糠、豆粕、秸秆、豆渣、果渣、锯末、椰糠或木薯渣等下脚料中的至少一种，烘干至水分含量为3％-8％，并粉碎至100-150目；所述有机肥为动物粪便、饼肥、堆肥、沤肥、厩肥、沼肥和绿肥的至少一种；所述复合肥包括钾肥、氮肥和磷肥，并且按重量份分别为钾肥2-6份，磷肥5-8份，氮肥8-15份；2、复合微生物菌剂的制备所述复合微生物菌剂包含：嗜热脂肪芽孢杆菌菌剂、嗜热链球菌菌剂、嗜热毁丝霉菌剂、热带假丝酵母菌剂和德氏乳杆菌菌剂的两种或多种，优选的，所述复合微生物菌剂包含：嗜热脂肪芽孢杆菌菌剂、嗜热链球菌菌剂、嗜热毁丝霉菌剂、热带假丝酵母菌剂和德氏乳杆菌菌剂，各菌剂之间的混合比例为1～10:1～10:1～10:1～10:1～10。(1)菌悬液的制备：首先将嗜热脂肪芽孢杆菌菌剂、嗜热链球菌菌剂、嗜热毁丝霉菌剂、热带假丝酵母菌剂和德氏乳杆菌菌剂这五种微生物菌种分别接入到装有15ml种子培养基的100ml摇瓶中，在摇床上控制温度为55-60℃、pH6.5-7.5的条件下水浴震荡培养24h进行种子培养18h，得到种子液；然后以5体积％至10体积％比例接入发酵罐液体进行培养，各级培养的培养温度为25℃至35℃，培养时间为24小时至48小时，从而分别得到所述五种微生物菌种各自的菌悬液，将上述获得的5种菌悬液混合均匀，从而得到所述复合微生物菌剂。所用的种子培养基和发酵培养基，按每升计算，含葡萄糖5～15g，胰蛋白胨1～5g，酵母粉1～5g，KH2PO40.05～0.5g,K2HPO40.05～0.5g，MgSO4·7H2O0.05～0.5g，余量为水。上述各菌都可以选择商业化的菌种，并不需要特别注明。其中，可以选择如下菌株：嗜热脂肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)(已于2012年3月5日保藏于北京的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCCNo.5846)、嗜热脂肪地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤：1)污泥原料预处理；2)复合微生物菌剂的制备；3)复合微生物菌剂的发酵；4)二次发酵；5)获得土壤修复剂，粉碎，计量，包装和入库。

【技术特征摘要】
1.一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括如下步骤：1)污泥原料预处理；2)复合微生物菌剂的制备；3)复合微生物菌剂的发酵；4)二次发酵；5)获得土壤修复剂，粉碎，计量，包装和入库。2.如权利要求1所述的一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂的制备方法，其中污泥原料预处理为：城市生活污水处理厂产生的生活污泥，在晾晒场堆放、晾晒10～15天，可适当添加化学除臭剂。初步减少臭味，并使含水量从75％左右降低至40％以下，利于后续操作。晾晒后的块状污泥，用粉碎机或破碎机破碎，过筛网，制成粒径不过10mm的污泥小粒，备用。优选的，可以在粉碎步骤前，按照每100kg的块状污泥中加入：粉碎后的农业生产下脚料10-15kg，有机肥10-20kg，腐殖质10-20kg，复合肥15-30kg，氨基酸3-8kg；所述粉碎后的农业生产下脚料为选自麸皮、玉米粉、稻糠、豆粕、秸秆、豆渣、果渣、锯末、椰糠或木薯渣等下脚料中的至少一种，烘干至水分含量为3％-8％，并粉碎至100-150目；所述有机肥为动物粪便、饼肥、堆肥、沤肥、厩肥、沼肥和绿肥的至少一种；所述复合肥包括钾肥、氮肥和磷肥，并且按重量份分别为钾肥2-6份，磷肥5-8份，氮肥8-15份。3.如权利要求1所述的一种来源于污泥的盐碱土壤修复剂的制备方法，其中复合微生物菌剂的制备为：所述复合微生物菌剂包含：嗜热脂肪芽孢杆菌菌剂、嗜热链球菌菌剂、嗜热毁丝霉菌剂、热带假丝酵母菌剂和德氏乳杆菌菌剂的两种或多种，各菌剂之间的混合比例为1～10:1～10:1～10:1～10:1～10。(1)菌悬液的制备：首先将微生物菌种分别接入到装有15ml种子培养基的100ml摇瓶中，在摇床上控制温度为55-60℃、pH6.5-7.5的条件下水浴震荡培养24h进行种子培养18h，得到种子液；然后以5体积％至10体积％比例接入发酵罐液体进行培养，各级培养的培养温度为25℃至35℃，培养时间为24小时至48小时，从而分别得到所述微生物菌种各自的菌悬液，将上述获得的菌悬液混合均匀，从而得到所述复合微生物菌剂。所用的种子培养基和发酵培养基，按每升计算，含葡萄糖5～15g，胰蛋白胨1～5g，酵母粉1～5g，KH2PO40.05～0.5g,K2HPO40.05～0.5g，MgSO4·7H2O0.05～0.5g，余量为水。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，梁琳琳，谢英轩，
申请(专利权)人：北京绿安创华环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11