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酒精裝置有機廢棄物制有機土壤調理劑技術

文檔作者：黃濱１薛宏光１杜小光１毛士玲２文檔來源：１．江蘇金茂源生物化工有限責任公司２．北京三益能源環保發展股份有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年03月04日
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４ 化　肥　工　業 第４２ 卷　第６ 期 作者簡介：黃濱（１９６３—），男，研究員級高工，總工程師，長期從事磷復肥生產技術、新型肥料研發及生物化工生產技術工作；
ｊｍｙｈｂ＠１２６．ｃｏｍ。
酒精裝置有機廢棄物制有機土壤調理劑技術
黃　濱１ ，薛宏光１ ，杜小光１ ，毛士玲２
（１．江蘇金茂源生物化工有限責任公司　江蘇贛榆　２２２１１１；
２．北京三益能源環保發展股份有限公司　北京　１０００７０）
摘　要　采用戈爾（Ｇｏｒｅ）膜覆蓋無臭高溫好氧發酵干化堆置陳化工藝，利用木薯制酒精裝置產生的有機廢
棄物厭氧－好氧污泥為主要原料，以生物質電廠廢棄物秸稈灰等作為調節劑，制取環保生態型有機土壤調理劑，
從而實現廢棄物減量化、農用資源化。經多年試驗，該有機土壤調理劑的重金屬含量優于有關標準的要求，可明
顯改善鹽堿地土壤性能，作物增產效果明顯，且可提高肥料養分利用率。
關鍵詞　有機廢棄物　土壤調理劑　資源化利用
　　中圖分類號：Ｓ１５６．２；ＴＳ２６１．９　　　　文獻標識碼：Ａ　　　　文章編號：１００６-７７７９（２０１５）０６-０００４-０３
Technology of Producing Organic Soil Conditioner with Organic
Waste from Alcohol Device
Ｈｕａｎｇ Ｂｉｎ１ ， Ｘｕｅ ＨｏｎｇＧｕａｎｇ１ ， Ｄｕ Ｘｉａｏｇｕａｎｇ１ ， Ｍａｏ Ｓｈｉｌｉｎｇ２
（１．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｊｉｎｍａｏｙｕａｎ Ｂｉｏ-ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．　Ｊｉａｎｇｓｕ Ｇａｎｙｕ　２２２１１１；
２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｓａｎｙｉ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．　Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７０）
Abstract　Ｕｓｉｎｇ Ｇｏｒｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｃｏｖｅｒｅｄ ｏｄｏｒｌｅｓｓ， ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ａｅｒｏｂｉｃ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ ｓｔａｃｋｉｎｇ ａｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｗｉｔｈ ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅ ａｎａｅｒｏｂｉｃ-ａｅｒｏｂｉｃ ｓｌｕｄｇｅ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ
ｂｙｐｒｏｄｕｃｔ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｌｃｏｈｏｌ ｂｙ ｃａｓｓａｖａ， ａｓ ｍａｉｎ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｕｓｉｎｇ ｐｌａｎｔ ａｓｈ ｆｒｏｍ ｂｉｏｍａｓｓ ｐｏｗｅｒ
ｐｌａｎｔ ａｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ， ｔｈｅ ｇｒｅｅｎ ａｎｄ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｉｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ， ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｗａｓｔｅ
ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｒｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ａｆｔｅｒ ｙｅａｒｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｉｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｔａｎｄａｒｄｓ， ｉｔ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｓａｌｉｎｅ-ａｌｋａｌｉ
ｓｏｉｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ， ｈａｖｉｎｇ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｙｉｅｌｄ-ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ， ａｎｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ
ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ． Keywords　ｏｒｇａｎｉｃ ｗａｓｔｅ　ｓｏｉｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ
　　目前，農業生產中存在化肥過量施用、盲目施
用，重化肥、輕有機肥，重大量元素肥料、輕中微量
元素肥料，重氮肥、輕磷鉀肥等問題，不僅帶來了
生產成本的增加和環境的污染，而且造成耕地板
結、土壤酸化和鹽漬化、作物品質下降等問題。鑒
于此，農業部制定了枟到２０２０ 年化肥使用量零增
長行動方案枠，明確提出：在不同區域采取不同技
術路徑提高耕地質量水平，實施耕地質量保護與
提升行動；改良土壤、培肥地力、控污修復、治理鹽
堿、改造中低產田，普遍提高耕地地力等級，力爭
到２０２０ 年耕地基礎地力提高０．５ 個等級以上，土
壤有機質質量分數提高０．２％，耕地酸化、鹽漬
化、污染等問題均得到有效控制等。
江蘇金茂源生物化工有限責任公司現有
２００ ｋｔ／ａ 醋酸乙酯裝置、１４０ ｋｔ／ａ 酒精裝置和
５０ ｋｔ／ａ 乙醛裝置各１ 套，并配套１ 臺６ ＭＷ 沼氣
熱電機組及１ 座２０ ０００ ｍ３ ／ｄ 污水處理站。酒精
裝置選用木薯干作為生產原料，經發酵產生酒精
２０１５ 年１２ 月 黃　濱等：酒精裝置有機廢棄物制有機土壤調理劑技術 　５ 以及酒精廢糟液；酒精廢糟液在厭氧－好氧過程
中形成的大量污泥經板框壓濾機、帶式過濾機壓
濾產生厭氧－好氧污泥，其副產量約９０ ｋｔ／ａ，經
晾曬或烘干后，大部分作為輔助燃料與煙煤一起
摻拌后輸送至鍋爐燃燒系統，少部分廉價出售給
周邊的有機肥廠和育苗基質廠。厭氧－好氧污泥
富含氮、磷、鉀等多種作物生長所需的營養元素和
大量有機質、腐殖酸，其分析數據（質量分數）為：Ｎ
０．７０％，全Ｐ２ Ｏ５ ０．６５％，全Ｋ２ Ｏ ０．５５％，有機質４８．
７０％，腐殖酸１２．８０％，ｐＨ ６．７；重金屬及微量元素
含量測試結果見表１。
表１　厭氧－好氧污泥中重金屬及微量元素含量測試
結果／（ｍｇ· ｋｇ－１ ）
項　目限量指標測試值
總砷（Ａｓ） ≤１５ 未檢出（ ＜５） 總汞（Ｈｇ） ≤２ １ 總鉛（Ｐｂ） ≤５０ ２９ 總鎘（Ｃｄ） ≤３ ２ 總鉻（Ｃｒ） ≤１５０ ３０ 總銅（Ｃｕ） ３６ 總鋅（Ｚｎ） １ ７０３ 總硼（Ｂ） １０ 　　根據測試數據、物性及多年生產、田間試驗、
示范推廣來看，厭氧－好氧污泥是一種制取環保
生態型有機土壤調理劑的優質原料。
１　有機土壤調理劑生產工藝
有機土壤調理劑的生產采用先進的戈
爾（Ｇｏｒｅ）膜覆蓋高溫好氧發酵干化工藝，其生產
工藝流程如圖１ 所示。
以生物質電廠產生的廢棄物（秸稈灰）、廢脫
硫劑（硫酸銨、石膏等）作為調節劑，以杏鮑菇渣、
蘑菇渣等作為膨松劑，并添加高溫速效復合微生
物發酵菌劑，按比例與來自酒精裝置板框壓濾機
含水質量分數在６５％左右的厭氧－好氧污泥混
合，以保證厭氧－好氧污泥有合適的孔隙、水分含
量、熱值、ｐＨ 及Ｃ／Ｎ 等。然后通過裝載機或移動
式皮帶機將物料輸送至發酵干化槽內或干化場
地，堆置成高約２．０ ｍ 的條垛，槽底或場地底部鋪
設數根通風管道進行通風供氧，垛體表面覆蓋特
制的戈爾（Ｇｏｒｅ）聚四氟乙烯膜并固定，使用溫度
傳感器和壓力傳感器實時監控堆體中的溫度和壓
力變化。在充分供氧及適宜水分含量條件下，經
過２８ ｄ 完成腐熟干化，干化過程中產生的少量
滲濾液經集
圖１　有機土壤調理劑生產工藝流程
　６ 化　肥　工　業 第４２ 卷　第６ 期 水管道收集后，用于在原料含水率較低情況下的
回噴，也可以輸送至污水處理站進行處理。好氧
干化后，通過小型鏟車將干化物料輸送至陳化庫
堆置，陳化１４ ｄ 后即可制得粉狀有機土壤調理
劑，也可添加新型造粒劑后再采用轉鼓造粒、雙烘
一冷技術生產粒狀有機土壤調理劑。
２　機理研究
通過分析及測試，經調節后的厭氧－好氧污
泥中含有豐富的有機質、氨基酸和多種微生物。
在充分供氧及適宜水分含量的條件下，厭氧－好
氧污泥經升溫、高溫、降溫３ 個階段完成發酵腐熟
干化，即：在堆制初期，堆體溫度從環境溫度逐漸
升高至４５ ℃左右，以氨化細菌、糖分解菌等無芽
孢細菌為主對粗有機質、糖分等水溶性有機物以
及蛋白質類進行分解，此時稱為糖分解期；當堆內
溫度升高至５０ ～７０ ℃的高溫階段，高溫性纖維素
分解菌開始占據優勢，除繼續分解易分解的有機
物質外，主要分解半纖維素、纖維素等復雜有機
物，同時開啟腐殖化過程，這一階段也稱為纖維素
分解期；當堆肥溫度再降至５０ ℃ 以下時，高溫分
解菌的活動受到抑制，中溫性微生物顯著增加，主
要分解殘留下來的纖維素、半纖維素、木質素等物
質，該階段也稱為木質素分解期；完成這幾個階段
大約需耗時２８ ｄ 左右［１］ 。
有機廢棄物完成發酵腐熟干化、陳化后，進入
土壤能夠促進土壤團粒結構的形成，使土壤變得
疏松、綿軟，保水、保肥性能增強，水、氣、熱更加協
調，土壤板結現象減少。隨著土壤理化性狀的改
善，增強了土壤有益微生物的活動強度，能夠最大
限度地促使有機物分解和轉化，從而產生更多的
營養物質和刺激性物質，反過來又進一步刺激微
生物的生長發育，促進作物生長，最終達到增產、
增收、增值的目的。
３　技術創新點
（１）無需廠房，封閉式發酵，節省投資。
（２）由于覆膜，不受氣候影響；封閉式系統，
可減少臭氣排放量；由于高溫將水分蒸發，滲濾液
產生量很少，無需滲濾液處理設備。
（３）根據堆體中的壓力及含氧量，實時動態
控制供氧量，功耗低，處理效率高；設備簡單，基本
免維護，維修費用低。
（４）生物干化過程中會產生７０ ℃以上的高
溫，２８ ｄ 幾乎可殺滅所有有害病菌和蟲卵；水分迅
速蒸發，能快速降低污泥含水量，達到減量化的
目的。
（５）Ｇｏｒｅ 膜具有防止氨氣外溢的功能，膜使
用壽命可達１５ 年以上，對環境不會產生影響；設
計和安裝時間短，適用于不同原料和生產規模。
（６）減少溫室氣體的排放量，無需除臭，并使
廢棄物得以再生利用，實現清潔生產和廢棄物的
零排放，可取得顯著的環境效益。
（７）由于多點溫度、壓力實時監控等新技術
的運用，使得整個系統能夠高效穩定運行。
４　產品檢測方法及測試值
有機土壤調理劑的檢測方法暫按農業部行業
標準枟有機肥料枠（ＮＹ ５２５—２０１２）及國家標準枟肥
料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態指標枠（ＧＢ／Ｔ ２３３４９—
２００９）中規定的檢驗方法檢驗。產品技術指標測
試值見表２，重金屬的ＮＹ ５２５—２０１２ 限量指標、
ＧＢ／Ｔ ２３３４９—２００９ 生態指標及測試值見表３。
表２　產品技術指標測試值
　　　　　項　目測試值
有機質質量分數／％ ４６．０ 總養分（Ｎ ＋Ｐ２Ｏ５ ＋Ｋ２Ｏ）質量分數（烘干基） ／％ ２．０ 鮮樣含水質量分數／％ ２０．０ 酸堿度（ｐＨ） ５．８ 表３　重金屬的限量指標、生態指標及測試值／（ｍｇ· ｋｇ－１ ）
項　目限量指標生態指標測試值
砷（Ａｓ） ≤１５ ５０ 未檢出（ ＜５） 汞（Ｈｇ） ≤２ ５ １ 鉛（Ｐｂ） ≤５０ ２００ ２６ 鎘（Ｃｄ） ≤３ １０ ２ 鉻（Ｃｒ） ≤１５０ ５００ ２７ 注：１）各指標均是總量，且以烘干基計。
５　效果試驗和評價
依據枟土壤調理劑效果試驗和評價要求枠
（ＮＹ／Ｔ ２２７１—２０１２），根據在贛榆沿海地區及江
蘇金茂源生物化工有限責任公司鹽堿地多年的試
驗，效果試驗和評價如下。
（下轉第２０ 頁）
　２０ 化　肥　工　業 第４２ 卷　第６ 期 高能量利用率。
５　結語
根據文獻資料，除了上述多種氟硅酸制備
白炭黑聯產其他產品技術外，還可以聯產氟化
鋁、氟化銨、氟化鎂等。氟硅酸是磷肥生產過
程中的主要副產物，全世界每年的排放量甚為
驚人，就我國的云南省而言，氟硅酸產量近
１００ ｋｔ／ａ［１３］ 。若能使氟硅酸得到有效利用，不
僅可解決磷肥行業污染的問題，而且還可創造
可觀的經濟效益。
參考文獻
［１］　李志祥．濕法磷酸副產氟硅酸生產氫氟酸與白炭黑的工藝
技術［Ｊ］．磷肥與復肥，２００８（４）：５２-５４．
［２］　Ｐｒａｄｉｐ Ｂ Ｓａｒａｗａｄｅａ， Ｊｏｎｇ-Ｋｉｌ Ｋｉｍｂ， Ａｓｋｗａｒ Ｈｉｌｏｎｇａａ， ｅｔ ａｌ．
Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｓｉｌｉｃａ ｆｒｏｍ ｗａｓｔｅ
ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃｉｃ ａｃｉｄ （ Ｈ２ ＳｉＦ６ ） ｏｆ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ［ Ｊ］．
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ２０１０，１７３：５７６-５８０．
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工藝［Ｊ］．武漢工程大學學報，２０１１（６）：３５-３７．
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石的新工藝研究［Ｊ］．輕金屬，２００６（８）：１７-２１．
［５］　劉曉紅，王賀云，劉曉萍．氟硅酸制冰晶石聯產白炭黑工藝
研究［Ｊ］．輕金屬，２００７（７）：５８-６０．
［６］　張梅．燒堿氟硅酸鈉法制冰晶石聯產白炭黑工藝研究［Ｊ］．
無機鹽工業，２０１０（４）：３６-３８．
［７］　劉曉萍，劉曉紅．氟硅酸制氟化鈉和白炭黑［Ｊ］．化學工業
與工程，２００５（２）：１５４-１５６．
［８］　劉曉紅，盧芳儀．邱祖民，等．用磷肥工業副產氟硅酸制氟
化鈉和白炭黑［Ｊ］．化工環保，２００１（３）：１８２-１８３．
［９］　夏克立．利用含氟廢氣生產無機氟化物和白炭黑的新方法
［Ｊ］．磷肥與復肥，２００２（３）：５９-６２．
［１０］　張梅．氟硅酸法制氟化氫銨聯產優質白炭黑工藝研究
［Ｊ］．無機鹽工業，２０１０（１）：５５-５６．
［１１］　劉海霞．氟硅酸生產氟化氫銨聯產白炭黑新工藝［Ｊ］．無
機鹽工業，２００８（１０）：４１-４２．
［１２］　黨偉，于丁．氟化氫銨聯產優質白炭黑工藝研究［Ｊ］．中國
石油和化工標準與質量，２０１２（８）：３４．
［１３］　薛河南，明大增，李志祥，等．磷肥副產氟硅酸制白炭黑技
術［Ｊ］．無機鹽工業，２００７（５）：８-９．
（收稿日期　２０１４-１０-０９）
（上接第６ 頁）
（１）重金屬含量測試值優于ＮＹ ５２５—２０１２
的限量指標和ＧＢ／Ｔ ２３３４９—２００９ 中生態指標。
（２）鹽堿地每畝增施２ ０００ ｋｇ 該有機土壤調
理劑后，土壤的ｐＨ 由８．０ ～８．５ 降為７．０ ～７．５，
有機質質量分數由０．８５％提高至２．００％，含鹽質
量分數由０．４９％降至０．１０％以下，土壤變得疏
松，土壤抗旱、保水、防凍能力提高，而且能夠種植
各類作物、瓜果、蔬菜和花草樹木；與非鹽堿地未
施有機土壤調理劑相比，各類作物、瓜果和蔬菜增
產５％ ～１０％。
（３）非鹽堿地大田作物畝增施有機土壤調理
劑５００ ｋｇ，可減少無機肥使用量２５％，而養分平
均利用率可提高１０％ ～２０％。
６　存在問題及努力方向
盡管酒精生產裝置有機廢棄物厭氧－好氧
污泥生產有機土壤調理劑的研究、開發和應用
已取得較大突破，但仍然有些問題需要作進一
步研究：①選擇性能更加優良的發酵菌種，加速
有機廢棄物的分解和養分的轉化，縮短有機廢
棄物的腐熟時間、降低水分含量及運行成本；②
進一步研究有機土壤調理劑的作用機理，并對
其他地區土壤改良試驗效果進行評價。
參考文獻
［１］　李季，彭生平．堆肥工程實用手冊［Ｍ］．第２ 版．北京：化學
工業出版社，２００５．
（收稿日期　２０１５-０６-２３）
版
權
聲
明
　　　　
　　為適應我國信息化建設，擴大本刊及作者知識信息交流渠道，本刊已被國內外文獻索引、文
摘和全文數據庫收錄，其作者文章著作權使用費與本刊稿酬一次性給付。如作者不同意文章被
收錄，請在來稿時向本刊聲明，本刊將做適當處理。
枟化肥工業枠編輯部

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