CN105601406A - 腐殖肥土及其生产方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种腐殖肥土及其生产方法和应用,属于腐殖肥土的生产领域。本发明腐殖肥土由以下各原料制备:渗滤污泥、干树叶粉、粪泥、黑木炭粉、木酢液和HM菌剂。本发明还公开了一种所述腐殖肥土的生产方法,包括:(1)将渗滤污泥、粪泥和干树叶粉混匀,得到混合体;(2)木酢液稀释,与HM菌剂、黑木炭粉混匀,得到混合体;(3)将步骤(1)和步骤(2)中所得混合体混匀,制备堆肥堆体;(4)好氧发酵,烘干,即得。本发明方法是以垃圾渗滤液为主要原料,实现了垃圾渗滤液资源化利用,所生产的腐殖肥土能够增加土壤有机质,提升土壤肥力,可以应用于园艺、农业或林业土壤改良中或制备微生物菌肥中。
Description
技术领域
本发明涉及一种腐殖肥土,尤其涉及一种新鲜垃圾渗滤液生产腐殖肥土的方法,属于腐殖肥土的生产领域。
背景技术
城市生活垃圾在转运、填埋过程中,经过压实,厌氧发酵、有机物分解、雨水冲淋,以及地表水和地下水浸泡等一系列复杂的物理化学作用后,会从垃圾堆底部渗出一定量的高浓度有机废水,这种有机废水就是垃圾渗滤液,其贯穿于生活垃圾产生、转运、处理的全过程。
目前,对于渗滤液产生机理只是基于一定的定性认识,而对其动力学特征等深层机理的研究方面非常薄弱。渗滤液处理方面还缺少工艺合理、适用的先进技术。虽然许多渗滤液处理方法各具优点,但也都有局限性。渗滤液的氨氮浓度高和可生化性差的两大特点和难点,是亟待解决的难题。如何找到投资省、效果好的处理技术,是一项十分艰巨的任务。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种腐殖肥土,该腐殖肥土是以新鲜垃圾渗滤液为主要原料,以园林废弃物、稻壳、粪泥为辅助原料生产的,能够增加土壤有机质,提升土壤肥力,改良土壤,促进作物或蔬菜的生长。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
本发明首先公开了一种腐殖肥土,由以下各组分制备而成:渗滤污泥、干树叶粉、粪泥、黑木炭粉、木酢液和菌剂。
按照质量份,各组分的用量为渗滤污泥40-60份,干树叶粉20-40份,粪泥5-15份,黑木炭粉3-7份,木酢液0.15-0.25份,菌剂0.05-0.15份;优选的,按照质量份计,各原料的用量为,渗滤污泥55份,干树叶粉30份,粪泥10份,黑木炭粉5份,木酢液0.2份和菌剂0.1份。
本发明所述渗滤污泥的制备包括:将垃圾渗滤液与超细稻壳黑炭粉或稻壳黑炭絮凝剂混匀,静置,得到清澄水体和渗滤污泥;
优选的,所述渗滤污泥的制备还包括:将所述清澄水体用黑木炭粉过滤,分离得到吸附有机质的黑木炭粉,即得。
其中,所述超细稻壳黑炭粉或稻壳黑炭絮凝剂的用量为垃圾渗滤液的1/100;所述垃圾渗滤液是生活垃圾渗出有机废水;所述超细稻壳黑炭粉的制备方法包括:将稻壳进行热解,粉碎,即得;其中,所述热解温度为390-420℃;所述超细稻壳黑炭粉的直径10-30微米;所述稻壳黑炭絮凝剂的制备包括:将所述超细稻壳黑炭粉与沸石粉、碳酸钠、水混合研磨,即得。其中,所述超细稻壳黑炭粉、沸石粉、碳酸钠、水的质量比为5:4:1:25。
所述干树叶粉的制备包括:将干燥的鲜草屑或鲜树叶,干落叶或花败中的任意一种或多种按照任意比例混合,粉碎,即得;其中,所述花败为干枯花瓣;所述干树叶粉作为骨架材料主要起疏松透气作用,其中的半纤维素在短时间内会有一部分被微生物分解利用,而不完全分解的纤维素、木质素则有利于保持产品成品的蓬松度,保持产品的透气性能。
所述粪泥是人畜粪便经固液分离得到的粪水,再加入占粪水总量0.1-0.3%的聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺在粪水中吸水形成的絮状物将粪水中的固体物质吸附,在重力作用下沉淀形成的泥状沉淀物。其碳氮比约为20:1,有机磷含量很低。
所述菌剂为质量百分数0.5%的HM菌剂,由淀粉酶D6、脂肪酶Z4、纤维素酶X4按质量比为1:1:1组成。
所述木酢液、黑木炭粉的制备包括:
(1)将树木枝干加工成木片,进行热解,得到黑木炭和粗木酢液;
(2)将粗木酢液静置,分离沉淀,蒸馏,得到精制的木酢液;
(3)将黑木炭粉碎,过筛,得到黑木炭粉。
其中,树木枝干主要是城市绿化美化和郊区林业抚育、果树修剪作业过程中所产生的废弃物,这些废弃物的主要成分木质素;鲜草屑、鲜树叶,是在草坪修剪、灌木修剪过程中产生的,其主要成分包括纤维素、半纤维素、胶质、蛋白质、水分等;干落叶、花败,主要是秋季一个生长周期后树木的干落叶和夏季鲜花盛开后的干枯花瓣,主要成分是纤维素、半纤维素;所述热解的温度控制在390-420℃;所述分离沉淀是粗木酢液静置一段时间后,木酢液中木焦油、木醋酸会因为比重的不同而产生分层,比重大的木焦油会沉淀在容器的底部,把中间的粗木醋液抽取即可;蒸馏过程中冷凝的淡黄色液体就是精制木酢液,蒸馏器里残留的黑色粘稠液体是木焦油。
优选的,所述干树叶粉的含水率30%;所述木片的长或宽3-8厘米、厚度1-2厘米;所述黑木炭粉的直径在1mm以下。
本发明进一步公开了一种生产所述腐殖肥土的方法,包括以下步骤:(1)将渗滤污泥、粪泥和干树叶粉混匀,得到混合体;(2)将木酢液稀释,与菌剂、黑木炭粉混匀,得到混合体;(3)将步骤(1)和步骤(2)中所得混合体混匀,制备堆肥堆体;(4)好氧发酵,烘干,即得。
本发明生产所述腐殖肥土的方法中,所述稀释为稀释2000倍;所述堆体高1.5米,宽度2-3米,长度视场地大小和粪便多少而定,含水率控制在60%-65%;所述烘干后,所得腐殖肥土的含水率为35%。
本发明生产的腐殖肥土成品物理性质稳定,外观呈颗粒状,颜色为黑褐色,有机质含量高,透气性好,质地疏松柔软,不粘不重,pH值呈微酸性,不含泥土,含水率约为35%,是改善土壤团粒结构,增加土壤有机质的重要材料。
本发明还公开了一种园林绿化废弃物的综合利用方法,包括以下步骤:(1)将园林废弃物热解,得到黑木炭,热解液体和热解气体;(2)将热解液体沉淀分层,得到木焦油;(3)将热解气体纯化,得到木煤气。
其中,所述园林废弃物为树木枝干;所述热解的温度控制在390-420℃。
木焦油是园林废弃物热解得到的液体沉淀分层得到的,它是一种重油可作为能源使用;水煤气是园林废弃物热解得到的气体纯化得到的,可用作干燥能源。
本发明腐殖肥土含有高能量、高蛋白、高活性的微生物菌群,还可作为生产微生物菌肥的原料。
本发明腐殖肥土能够增加土壤有机质,提升土壤肥力,改良土壤,促进作物或蔬菜的生长。
本发明以黄瓜为实验材料进行实验,结果表明生长在拌施腐殖肥土的黄瓜产量有明显的升高,其中单果重提高了57.69%,单株产量提高了76.02%。
本发明技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
本发明使新鲜垃圾渗滤液资源化利用的水平更高,资源化利用过程中产生的氨气可以大幅度下降,减少了氮(N)元素的流失,尽可能地保持了原料中的肥效成分,还可以将园林废弃物、稻壳、粪泥中的碳(C)元素固定下来,埋藏于土壤中,减少了温室气体的排放,还使城市中四部分“垃圾”得到了资源化利用,实现了“以废治废”,“化害为利”的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的,不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
1、菌剂
HM菌剂,由淀粉酶D6(BacillusCohn,1872)、脂肪酶Z4(BacillusCohn,1872)、纤维素酶X4(BrevibacillusShida,1996)按照质量比1:1:1组成,购买于河南恒隆态生物工程股份有限公司。
实施例1新鲜垃圾渗滤液生产腐殖肥土
1.原料选择
本发明所使用的主要原料是新鲜垃圾渗滤液,辅助原料是园林废弃物、稻壳、粪泥,这四种原料都是城市新陈代谢的废弃物。
1.1新鲜垃圾渗滤液
不同地域的地理位置、地质结构、气象以及垃圾成份等条件的差别导致渗滤液的质和量都可能产生很大的差异。垃圾转运站、垃圾焚烧厂的垃圾渗滤液比较新鲜,氨氮浓度相对较低,可生化性比较好;而垃圾填埋场则相反,氨氮浓度相对较高,可生化性比较差。从生活垃圾的构成来看,大约有一半的生活垃圾由菜叶、果皮、茶叶根、生菜剩饭等有机成分组成,这些有机物是垃圾渗滤液的主要来源。大量的“大路”菜进城后,会在家庭厨房里被摘掉菜叶、削掉外皮、挖去腐烂部分,这会有三分之一的厨余垃圾产生。这些垃圾渗滤液比较新鲜,重金属含量很少,主要成分是淀粉、糖类、蛋白质等,从产生到利用一般不超过5天。
1.2园林废弃物
园林废弃物主要是指园林植物自然凋落或人工修剪所产生的植物残体,主要包括城市绿化美化和郊区林业抚育、果树修剪作业过程中产生的树木枝干、落叶、草屑、花败、灌木剪枝及其他修剪物。
1.3城市粪泥
城市粪尿的处理主要有二个路线,一是城市家庭中的卫生间,另一个是城市的公共卫生间。城市家庭的粪尿通过下水道进入城市排水管网,然后在污水处理厂进行处理。城市公共卫生间大多数建有独立的化粪池,粪水被抽入专用的粪便运输罐车送到专门的粪便消纳站进行集中处理。粪水运到消纳站后,通过管道卸入粪便储存池,通过固液分离机处理后,卫生巾等固体成分被分离出来运往垃圾填埋场填埋;初步清理后的粪水经过絮凝工艺处理,把小颗粒的粪便分离出来变成粪泥,然后送到郊区的堆肥场堆制高质量的有机肥;脱除粪便等固体成分的粪水通过污水管网进入污水处理厂处理。粪水处理中产生的粪泥占粪水总量的3%左右。
1.4稻壳
水稻是中国最主要的粮食作物之一,播种面积约占粮食作物总面积的1/4,产量约占全国粮食总产量的1/2,接近3亿吨。稻壳是稻谷外面的一层壳,其厚度大约24-30微米。稻壳富含纤维素、木质素、二氧化硅,其中脂肪、蛋白质的含量较低。稻壳的主要成分包括:含水12%左右,含碳36%,含硅15%,含氮0.48%,含磷0.32%,含钾0.27%。稻壳的碳氮比高达75.6%,是难于发酵的有机物料之一,其发酵难度很高,一般发酵助剂很难将其“制服”。中国每年的稻壳产量约有6000万吨,如何有效利用稻壳也是一项重大课题。
2.园林废弃物分类
园林废弃物按照其构成的物质和形态可以分为三类:第一类是粗大枝干,这主要是园林绿化业在对树木、灌木进行进行修剪过程中所产生的废弃物。这些废弃物的主要成分木质素、纤维素,利用常规自然条件分解的时间比较长,一般需要3年多的时间。第二类是鲜草屑、鲜树叶,是在草坪修剪、灌木修剪过程中产生的,其主要成分里包括纤维素、半纤维素、胶质、蛋白质、水分等,在自然的条件下,分解相对容易,一般也需要一个月以上。第三类是干落叶、花败,主要是秋季一个生长周期后树木的干落叶和夏季鲜花盛开后的干枯花瓣,这一类废弃物所含水分比较少,营养物质也不多,主要成分是纤维素、半纤维素。由于这三类园林废弃物产生的季节不同,因此比较容易分类。
鲜草屑、鲜树叶在收集的过程中会有塑料绳、塑料袋等杂物,需要挑选出去,砂石、金属杂物也要去除,这样就可以使原料的成分比较单一,便于处理。将新鲜树叶、新鲜草叶放在宽阔通风的场地晒干。将风干后的干燥树叶、草叶与干落叶、花败送入粉碎机进行粉碎,加工成5-10mm的干燥草叶粉,等待使用。干叶粉的容重为0.35-0.40之间,含水率为35%左右,总有机碳含量23%左右,总氮含量0.4%,碳氮比为90。
粗大枝干是树木的侧枝、灌木的主要枝干,这一类废弃物主要由木质素构成。木质素是植物生长过程形成的大分子形态,坚硬结实,一般的微生物很难分解。粗大枝干的分解在人工条件下也需要较大能量,因此必须进行裁断、削片处理。将粗大枝干送入专用的木材削片机里,加工成长宽3-8厘米左右、厚度1-2厘米的均匀木片。灌木枝条剪成5厘米长,直径2-3厘米的小段。
3.干馏热解
热解又叫干馏,是指利用热能在无氧条件下对有机物进行分解的热化学过程。用热解工艺对粗大枝干的削片进行处理可以加快其分解速度,转化成有用的原料。作为重要的净水剂,稻壳也需要通过干馏热解变成稻壳炭。
将粗大枝干削片(稻壳装在专用的炭笼)送入抽屉式炭化窑炉(实用新型专利,授权公告号:CN2451590Y)的炭笼中,封闭碳化炉门。在两侧的点火口用外加能源点燃园林废弃物削片,开启引风机。用部分园林削片燃烧产生的热能量使炉内的温度逐渐提高,当部分削片燃烧温度达到可使整个炉内持续升温的时候,关闭进风口,继续引风,使炉内处于持续的无氧干馏状态。当出烟口几乎无烟的时候,关闭引风机,关闭出烟口,等待炭化炉自然降温。炭化炉的热解温度控制在390-420℃之间。
园林废弃物热解的产物有主要有固体、液体、气体三类,分别是黑木炭、木酢液和木焦油、木煤气。
①固体产物是黑木炭,大约为原料总重量的25%左右。黑木炭是化石燃料和生物质不完全燃烧生成的具有高度芳香化结构的含碳颗粒物,元素组成以C为主(占60%以上),其次为H、O、N、S。黑木炭表面具有不均匀性,大部分碳原子所形成的石墨状微晶是无规则排列,为典型的非石墨化碳结构。黑木炭具有多孔性和高比表面积以及丰富的的表面官能团,对有机化合物有较高的亲和力从而具有很强的吸附作用,对生物利用和自然***中污染物的迁移有着重要的影响。
②液体产物约占原料总重量的10%左右,为木酢液。木酢液,又叫木醋液,是将木材或生物质热解烟气通过冷凝器凝结下来的红褐色液体,比重在1.03-1.05之间,有木材烧焦的气味。木酢液中含有280多种有机成分,呈酸性,含有有机酸、酚类、酮类、醛类、醇类及杂环类等种类的成分,其中以醋酸为主要成分,占有机成分的50-60%左右。木酢液中除了含有醋酸、丙酸等主要成分之外,还有10%左右的木焦油成分。把粗木酢液导入耐酸容器中,沉淀一个月后,木酢液会分为三层,最上面飘着一层油状的液体,是轻质焦油,占1%;下面的约10%的黑色液体是木焦油;中间的红褐色透明液体就是木酢液,大约占90%。
③热解气体占原料总重量45%,主要是不能冷凝的木煤气,其中有H2、CO、CH4等可燃成分,在本发明中用作干燥能源,还有大约15%的原料在自身热解过程中被消耗了。
④稻壳黑炭:稻壳热解后剩下的稻壳黑炭一般为稻壳质量的45%。稻壳黑炭的主要成分是黑炭和二氧化硅,其中二氧化硅含量高达40%。稻壳灰的容重为400—450kg.m3,相对密度为2.14。稻壳灰具有较大的比表面积,通常为50—60m2/g,有时可高达100m2/g。
4.木煤气淋洗纯化
热解产生的木煤气中还含有一部分细微的木炭粉和其它杂质,需要纯化才能用作能源。木煤气的纯化采用清水淋洗与离心分离方式来完成。将木煤气导入淋洗塔内,塔顶喷下雾状的清水将细微杂质吸附下来,沉淀在水漕里,然后再将不溶于水的木煤气导入离心机中,在离心力的作用下,少量的杂质也被分离出来,剩下的木煤气就是洁净木煤气,导入加压罐储存,用于木酢液蒸馏精制和腐殖肥土的最终干燥。
5.蒸馏精制木酢液
园林废弃物提取的粗木酢液中含有一定的溶解焦油,需要进行提纯处理。提纯的方式有两种,分别是沉淀法和蒸馏法。沉淀法就是将粗木酢液在耐酸容器里静置一段时间,木酢液中木焦油、木醋酸会因为比重的不同而产生分层,比重大的木焦油会沉淀在容器的底部,把中间的粗木醋液抽取就可以了,剩下的就是木焦油。沉淀法需要的时间比较长,一般需要三个月以上。粗木酢液的用途受限,还需要蒸馏精制。把粗木酢液导入蒸馏器中进行蒸馏,蒸馏过程中冷凝的淡黄色液体就是精制木酢液。蒸馏器里残留的黑色粘稠液体也是木焦油,可与沉淀过程分离的木焦油一起收集储存。
6.黑木炭粉碎
粗大枝干热解后制取的黑木炭还需要进一步加工才能用于堆肥生产。把木炭片送入粉碎机粉碎,然后过筛网筛分,选取1mm规格以下的黑木炭粉,过大的碳粉颗粒要重新粉碎,达到规定标准。
7.稻壳黑炭超微粉碎
将出炉的稻壳炭送入超微粉碎机,加工成超细稻壳黑炭粉。稻壳黑炭粉由于含有40%的不定型二氧化硅,比重远远超过水的比重,放在水里会很快下沉。同时,经过超微粉碎之后,其直径只有10--30微米,比表面积增大到500-800m2/g,成为一种良好的吸附剂。
再将稻壳黑炭粉与沸石粉、碳酸钠、水按照质量比5:4:1:25加入球磨机中进行研磨,经过60分钟的研磨,变成黑色的粘稠状浆料,这种浆料是一种优良的无机絮凝剂,可以广泛用于污水处理,我们把它称为稻壳黑碳絮凝剂。
8.渗滤液混合搅拌
将从垃圾转运站、垃圾焚烧厂收集的新鲜垃圾渗滤液导入渗滤液处理池。在排污泵的出口上方设置一个储料箱,箱内装有超细稻壳黑炭粉(或稻壳黑炭絮凝剂),其出料口安装有旋转桨叶。打开排污泵,将新鲜垃圾渗滤液排入处理池,同时打开储料箱的出料口,启动旋转桨叶,将落下的超细稻壳黑炭粉(或稻壳黑炭絮凝剂)打散,与排出的新鲜垃圾渗滤液进行混合。垃圾渗滤液在落入池中的同时,由于水流冲击力的作用,超细稻壳黑炭粉(或稻壳黑炭絮凝剂)会与垃圾渗滤液充分搅拌融合。随着处理池的填满,池中的垃圾渗滤液就会逐渐稳定下来,受到重力的作用,超细稻壳黑炭粉(或稻壳黑炭絮凝剂)会将其吸附的有机物、重金属一同沉淀在处理池底,超细稻壳黑炭粉(或稻壳黑炭絮凝剂)的用量为垃圾渗滤液重量的1/100。
9.沉淀分离
经过一段时间的静置,原来浑浊的垃圾渗滤液会逐渐变得清澈,在处理池底沉淀了一层黑色的渗滤污泥。这些渗滤泥由于渗滤液浓度的不同,产量也有所不同,一般是夏季浓度低于冬、春、秋季。渗滤污泥的产量大约占渗滤液处理量的10%-15%,远远低于其他处理方式25%-30%的渗滤污泥产生比例。将上层的清澄水导出送到中水处理工序(10),剩余的产物就是渗滤污泥了。
10.上清液颗粒炭过滤
由(9)沉淀分离中产生的清澄水体,尽管经过絮凝吸附处理,大部分的有机物、重金属已经与超细稻壳黑炭粉结合,形成了污泥,但是水体里面还会含有一些杂质需要去除。将(6)黑木炭粉碎工序产生的黑木炭粉末装入用透水无纺布制成的包装袋,紧密摆放在净化过滤池的底部,再把清澄水导入过滤净化槽,清澄水体透过黑木炭粉末的缝隙,在沉淀池底部的出水口抽出,就成为可再利用的中水了。如果还需要进一步净化过滤,可采用超滤膜进一步过滤。
过滤净化槽中的黑木炭粉的吸附过滤有一定的极限,需要定时更换。更换出来的黑炭粉末由于吸附了大量的有机质,也变成了渗滤污泥。将本工序产生的过滤污泥与(9)沉淀分离工序产生的渗滤污泥存放在一起,作为原料存储。
11.混合调质
本发明所使用的原料是新鲜垃圾渗滤液、园林废弃物、稻壳、粪泥四种城市新陈代谢废弃物。经过前面技术环节的预处理,园林废弃物变成了草屑粉、木煤气、木酢液、黑木炭粉,稻壳变成了超细稻壳黑炭粉(稻壳黑碳絮凝剂),新鲜垃圾渗滤液变成中水、渗滤污泥,只有粪泥不需要预处理。中水和一部分精制木酢液作为本发明的副产品将不参与腐殖肥土的后续生产过程。
为获得最佳发酵状态,需要对草屑粉、木酢液、黑木炭粉、渗滤污泥、粪泥等原料混合搅拌。还要对影响堆肥质量的各个参数进行优化。其中水分含量要控制在60%-65%之间,这种控制要通过高含水量的渗滤污泥、低含水量的干树叶粉、无水分的黑木炭粉混合、搅拌、机械通风等方式来调控。一般采用桨叶式搅拌机、螺旋式翻堆器、翻抛式堆肥机进行配料搅拌。
根据上述经验数据和园林废弃物中各种原料的产生比例,我们确定以占比最大的渗滤污泥为主要原料进行产品最佳配方设计,以便达到对渗滤污泥、园林废弃物、稻壳、粪泥的资源化的利用。
本发明中新鲜垃圾渗滤液、园林废弃物制造腐殖肥土的原料配方为:①渗滤污泥(含水率80%):55份;②干树叶粉(含水率30%):30份;③粪泥(含水率80%):10份;④黑木炭粉(不含水分):5份;⑤木酢液0.2份;⑥菌剂:0.1份。
四种主要原料中,渗滤污泥的碳氮磷的比例一般是C:N:P=100:5:1,其中C:N=100:5=20:1;粪泥的碳氮比约为20:1,有机磷含量很低;干树叶粉的碳氮比为80:1;黑木炭粉主要由碳构成,其中大部分碳元素是短时间内微生物很难利用,有一少部分碳元素可以被微生物利用。该配方的可利用碳氮比大约为28:1,处于25:1-35:1这个有机物发酵的最佳碳氮比范围。干树叶粉作为骨架材料主要起疏松透气作用,其中的半纤维素在短时间内会有一部分被微生物分解利用,而不完全分解的纤维素、木质素则有利于保持产品成品的蓬松度,保持产品的透气性能。尽管粪泥中几乎不含磷,但是渗滤污泥中含有丰富的磷,补充了磷。超细稻壳黑炭粉已经在渗滤液沉淀过程中使用,吸附了自身重量5倍左右的干物质。木酢液是微生物营养剂。黑木炭粉是微生物生存、增殖空间,还在原料混合起疏松、隔离作用。所以这一配方是最佳的发酵配比,适用于发酵方式生产腐殖肥土。
新鲜渗滤污泥发酵选用的HM天然复合菌剂,由河南恒隆态生物工程股份有限公司生产,主要应用于禽畜粪便与农作物秸秆混合堆肥发酵,市场有售。这种菌剂由淀粉酶D6(BacillusCohn,1872)、脂肪酶Z4(BacillusCohn,1872)、纤维素酶X4(Brevibacillusshida,1996)按照质量比1:1:1调制,具有极强的好氧发酵、降解、分解能力。
木酢液是复合菌群的营养剂;黑炭粉是复合菌群的生存、增殖空间,还在原料混合起疏松、隔离作用。木酢液作为除臭剂会因堆肥对象物的温度不同效果有所差异。当堆肥对象物的温度超过60℃,木酢液会产生中和和分解反应,这时只需要少量即可达到除臭的目的,2000份的堆肥原料中加入1份的木酢液即可彻底除臭。
黑木炭粉的表面积是250m2/g,也就是说把1g黑木炭中所有的孔洞全部展开,面积可达250m2。木炭多孔,具有吸附性、保温性、渗水性和透气性等优质性能。黑木炭粉吸收肥堆中的水分和营养,营养成分被吸收到黑木炭的小孔中,负责分解堆肥的放线菌也随之大量进入炭孔,于是炭孔成了放线菌的住所。
原料混合程序如下(以下所用份数均为质量份):①将55份渗滤污泥、10份粪泥与30份干树叶粉进行混合搅拌,达到均匀程度。②将0.2份木酢液稀释2000倍与0.1份的5%(wt%)的HM天然复合菌剂混合后,再与5份黑木炭粉混合搅拌均匀,用于培养菌种。③再将①与②混合搅拌均匀,等待堆肥。
12.翻堆好氧发酵
①将混合好的原料在水泥场地上堆成长条状,高1.5米,宽度控制在2-3米,长度视场地大小和粪便多少而定。肥堆要保持疏松透气,以利于空气进入发酵堆体内,促进好养复合菌群增殖。
②堆置3天后肥堆温度达55-65℃高温,主要有害细菌就可以基本被消灭了。继续堆置15天左右,肥堆温度自然下降,到30天左右温度降至40℃,这表明肥堆里易降解的有机物基本上降解完毕。
③腐殖肥土发酵完成后,要利用自然光、热蒸发水分,一般每2小时翻堆搅拌1次,每天4次,连续7天之后,水分降至50%左右。
13.机械烘干
发酵一旦完成即进入烘干阶段。如果是在室外场地堆肥,要加强翻堆,促进空气流通、水分蒸发。如果采用在室内堆肥生产线发酵,则可以采用机械烘干方式。产品烘干采用(4.淋洗)产生的木煤气作能源,这些木煤气来自于园林废弃物热解过程,已经被淋洗纯化,可以直接使用。如果烘干过程选用单独的烘干机,则根据设备情况设定干燥时间。干燥后,腐殖肥土的含水率大约为35%。
14.腐殖肥土成品筛分
腐殖肥土加工完成后,可以根据用户或市场的要求对产品进行筛分包装。将干燥后的腐殖肥土送入滚筒筛进行筛分,将筛分出来的大块物料重新粉碎,直至颗粒均匀,达到统一规格。加工完成后还需要对产品的化学性质、致病性植物毒性和营养成分等进行检测。检测结果要印制在产品标签上,用户可对产品成分一目了然,并根据自己的需要选择产品。标签上还印有原材料的成分、质量、容量、建议使用方法、合理使用配比、使用限制警告、生产厂家地址和名称等。
加工好的腐殖肥土成品物理性质稳定,外观呈颗粒状,颜色为黑褐色,有机质含量高,透气性好,质地疏松柔软,不粘不重,pH值呈微酸性,不含泥土,含水率约为35%,是改善土壤团粒结构,增加土壤有机质的重要材料。由于产品中含有高能量、高蛋白、高活性的微生物菌群,还可作为生产微生物菌肥的原料。该技术实现了新鲜垃圾渗滤液的“无害化、资源化”利用。
实施例2新鲜垃圾渗滤液生产腐殖肥土
按照实施例1方法生产腐殖肥土,区别在于制造腐殖肥土的原料配方为:①渗滤污泥(含水率80%):40份;②干树叶粉(含水率30%):20份;③粪泥(含水率80%):5份;④黑木炭粉(不含水分):3份;⑤木酢液0.15份;⑥HM菌剂:0.05份。
实施例3用活性污泥和园林绿化废弃物生产净水炭材
按照实施例1方法生产腐殖肥土,区别在于制造腐殖肥土的原料配方为:①渗滤污泥(含水率80%):60份;②干树叶粉(含水率30%):40份;③粪泥(含水率80%):15份;④黑木炭粉(不含水分):7份;⑤木酢液0.25份;⑥HM菌剂:0.15份。
实验例1腐殖肥土在黄瓜种植中的应用
1、实验方法
1.1黄瓜种植
本研究在温室内进行。将温室内试验地块松土,分成四个小区,每个小区20m2,一个小区不作任何处理(对照组),另三个小区拌施实施例1-3腐殖肥土350g/m2(实验组1-3),并使土壤和腐殖肥土尽量混合均匀,其后不再追肥,其他按照正常的田间管理。每个小区种植黄瓜60株。
1.2黄瓜农艺性状的测定
每个小区随机选择10株黄瓜植株,定期对植株的株高和径粗进行测量。株高(基部到生长点的长度)和茎粗(茎基部第三节的粗度)分别用卷尺和游标卡尺进行测量。
对每个小区的产量进行测定,在采收后田间直接称重,分次采收,每次采收果实均按单株分别记载果实数目和单果重,计算单株产量;并统计小区果实数量、质量,累积计产。
2、实验结果
实验结果如表1所示,从表1中可以看出,整体上,腐殖肥土能很好的提高黄瓜的农艺特性,尤其是产量。实验组1的增产效果最好单果重提高了57.69%,单株产量提高了76.02%。
表1黄瓜农艺特性调查
Claims (10)
1.一种腐殖肥土,其特征在于,由以下原料制备:渗滤污泥、干树叶粉、粪泥、黑木炭粉、木酢液和菌剂。
2.按照权利要求1所述的腐殖肥土,其特征在于:按照质量份计,各原料的用量为,渗滤污泥40-60份,干树叶粉20-40份,粪泥5-15份,黑木炭粉3-7份,木酢液0.15-0.25份,菌剂0.05-0.15份;优选的,按照质量份计,各原料的用量为,渗滤污泥55份,干树叶粉30份,粪泥10份,黑木炭粉5份,木酢液0.2份和菌剂0.1份。
3.按照权利要求1或2所述的腐殖肥土,其特征在于:所述渗滤污泥的制备包括:将垃圾渗滤液与超细稻壳黑炭粉或稻壳黑炭絮凝剂混匀,静置,得到清澄水体和渗滤污泥;
优选的,所述渗滤污泥的制备还包括:将所述清澄水体用黑木炭粉过滤,分离得到吸附有机质的黑木炭粉,即得。
4.按照权利要求3所述的腐殖肥土,其特征在于:所述超细稻壳黑炭粉或稻壳黑炭絮凝剂的用量为垃圾渗滤液重量的1/100;
所述垃圾渗滤液是生活垃圾在转运、填埋过程中渗出的有机废水;
所述超细稻壳黑炭粉的制备方法包括:将稻壳进行热解,粉碎,即得;其中,所述热解温度为390-420℃;所述超细稻壳黑炭粉的直径10-30微米;
所述稻壳黑炭絮凝剂的制备包括:将所述超细稻壳黑炭粉与沸石粉、碳酸钠、水混合研磨,即得;其中,所述超细稻壳黑炭粉、沸石粉、碳酸钠、水的质量比为5:4:1:25。
5.按照权利要求1或2所述的腐殖肥土,其特征在于:所述干树叶粉的制备包括:将干燥的鲜草屑或鲜树叶,干落叶或花败中的任意一种或多种按照任意比例混合,粉碎,即得;其中,所述花败为干枯花瓣;
所述木酢液、黑木炭粉的制备包括:(1)将树木枝干加工成木片,进行热解,得到黑木炭和粗木酢液;(2)将粗木酢液静置,分离沉淀,蒸馏,得到精制的木酢液;(3)将黑木炭粉碎,过筛,得到黑木炭粉;
所述粪泥是人畜粪便经固液分离得到粪水,再加入占粪水总质量0.1-0.3%的聚丙烯酰胺,沉淀形成的泥状沉淀物;
所述菌剂是质量百分数0.5%的HM菌剂,由淀粉酶D6、脂肪酶Z4、纤维素酶X4按质量比为1:1:1组成;所述热解的温度控制在390-420℃;
优选的,所述干树叶粉的含水率30%;所述木片的长或宽3-8厘米、厚度1-2厘米;所述黑木炭粉的直径在1mm以下。
6.一种权利要求1或2所述腐殖肥土的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将渗滤污泥、粪泥和干树叶粉混匀,得到混合体;
(2)将木酢液稀释,与菌剂、黑木炭粉混匀,得到混合体;
(3)将步骤(1)和步骤(2)中所得混合体混匀,制备堆肥堆体;
(4)好氧发酵,烘干,即得。
7.按照权利要求6所述的生产方法,其特征在于:步骤(2)所述稀释为稀释2000倍;步骤(3)所述堆体高1.5米,宽度2-3米,含水率控制在60%-65%;步骤(4)烘干后,所得腐殖肥土的含水率为35%。
8.权利要求1或2所述腐殖肥土在园艺、农业或林业土壤改良,或者作物、蔬菜种植中的应用,或者,在制备微生物菌肥中的应用。
9.一种园林绿化废弃物的综合利用方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)将园林废弃物热解,得到黑木炭,热解液体和热解气体;(2)将热解液体沉淀分层,得到木焦油;(3)将热解气体纯化,得到木煤气。
10.按照权利要求9所述的综合利用方法,其特征在于:所述园林废弃物为树木枝干;所述热解的温度控制在390-420℃。
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