CN107200627A - 一种生物炭肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：由下述重量份的原料制成：生物炭70‑90份、人畜粪便30‑40份、废糖蜜3‑5份、复合肥18‑22份、发酵液8‑12份、添加剂16‑20份。本发明生物炭肥，是以农作物秸秆为原料组分，其采用的原材料秸秆成本低廉，来源易得，通过脱水排氧处理并经过高温炭化方式粉碎形成生物炭粉，炭化效果好，炭含量25％以上，有效提高了秸秆的炭化率，炭肥成品率高，施用效果好，且可钝化土壤中的重金属，提高土壤微生物的活力。且具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；作为低成本非化学肥料，本发明产品可以为有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施。

Description

一种生物炭肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物质资源高值化综合利用以及环境污染治理领域，具体涉及一种生物炭肥及其制备方法。

背景技术

不论是在粮食作物还是在经济作物的种植领域，长久以来就采用施肥的手段来提高作物产量和质量。从最早的施用农家有机肥到施用无机肥，再到施用有机无机复混肥。施肥种类、施肥量及配比等对粮食作物或经济作物产量和质量都有很大的影响。传统的肥料尤其是有机无机复混肥虽然在提高作物产量方面起到了不错的效果。但是，传统的肥料存在成分和养分配比不合理，几乎不能恢复土壤肥力、改善土壤结构，甚至还会产生副作用，造成土壤板结等。

人类的生存与发展始终伴随着大量的人及牲畜***物的产生，随着人们生活的提高，人畜粪便对环境的污染也日益严重。首先，人畜粪便中含有大量的有机质和氮、磷、钾等物质，若直接排放，会造成水体污染和富营养化。其次，粪便中含有大量病原体，容易引发大规模传染病的流行。再次，粪便污水中有机质腐烂分解后产生有毒有害气体，发生恶臭。这些均严重污染了大地、水体、大气和生物群落，并对人体健康产生潜在威胁。同时人畜粪便大都具有含水率高、不易储存、受潮易腐烂等特点，导致运输成本大、储存空间大和处理成本高等问题。因此寻求合适的人畜粪便处理方法具有现实意义和商业化前景。

生物炭是生物有机材料（生物质）在缺氧或绝氧环境中，经高温热裂解后生成的固态产物。既可作为高品质能源、土壤改良剂，也可作为还原剂、肥料缓释载体及二氧化碳封存剂等，已广泛应用于固碳减排、水源净化、重金属吸附和土壤改良等，可在一定程度上为气候变化、环境污染和土壤功能退化等全球关切的热点问题提供解决方案。它是在低氧环境下，通过高温裂解将木材、草、玉米秆或其它农作物废物碳化而成。生物炭虽可作为肥料，但其微孔结构较少、比表面积较低，且保留的营养元素包括微量元素较少，因此使用时一般需要添加其他肥料。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物炭肥及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案为：

一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭70-90份、人畜粪便30-40份、废糖蜜3-5份、复合肥18-22份、发酵液8-12份、添加剂16-20份。

所述的生物炭，是由红薯叶、小麦秸秆、高粱秸秆按照质量比为1:2:2的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为18-20％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。

所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在16-18%。

所述的废糖蜜的总腐植酸≥22％，总养分≥7％，水分≤62％。

所述复合肥，是钾肥、氮肥、碳酸钙、碘化钾、磷酸氢钙按照质量比为1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述发酵液，是由下述重量份的原料制成：新鲜浒苔80-100份、锯木屑20-30份、低聚壳聚糖3-5份、菜籽粕20-30份、沸石粉8-12份；其制备方法是：将新鲜浒苔洗净后捣碎并与锯木屑、低聚壳聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为40-42％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3-4天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70℃，发酵22-28天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液；所述复合微生物菌剂包括米根霉和枯草芽孢杆菌，所占质量比例为1:2。

所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH 至8.1-8.3，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。

上述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料；

（2）将所述混合料送入裂解设备中，升温至250-270℃，保持该温度10-15min，然后在4min内升温至450-500℃，并保持该温度3-4h，然后在4min内急冷至150-180℃，保持该温度32-42min，自然冷却，即得产品。

本发明的优点为：本发明生物炭肥，是以农作物秸秆为原料组分，其采用的原材料秸秆成本低廉，来源易得，通过脱水排氧处理并经过高温炭化方式粉碎形成生物炭粉，炭化效果好，炭含量25％以上，有效提高了秸秆的炭化率，炭肥成品率高，施用效果好，且可钝化土壤中的重金属，提高土壤微生物的活力。且具有较大的比表面积，提高了土壤的有机质含量；作为低成本非化学肥料，本发明产品可以为有机农业、绿色农业提供产量上的保证，制备方法简单、可控、易实施，在有效处理了人畜粪便和生物质的同时，比传统生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范围内代替化肥施用，具有工业化推广的前景，以及显著的经济效益、环境效益和社会效益。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

实施例1

一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭70kg、人畜粪便30kg、废糖蜜3kg、复合肥18kg、发酵液8kg、添加剂16kg。

所述的生物炭，是由红薯叶、小麦秸秆、高粱秸秆按照质量比为1:2:2的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为18％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。

所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在16%。

所述的废糖蜜的总腐植酸≥22％，总养分≥7％，水分≤62％。

所述复合肥，是钾肥、氮肥、碳酸钙、碘化钾、磷酸氢钙按照质量比为1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述发酵液，是由下述重量份的原料制成：新鲜浒苔80份、锯木屑20份、低聚壳聚糖3份、菜籽粕20份、沸石粉8份；其制备方法是：将新鲜浒苔洗净后捣碎并与锯木屑、低聚壳聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为40％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度为70℃，发酵22天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液；所述复合微生物菌剂包括米根霉和枯草芽孢杆菌，所占质量比例为1:2。

所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH 至8.1，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。

上述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料；

（2）将所述混合料送入裂解设备中，升温至250℃，保持该温度10min，然后在4min内升温至450℃，并保持该温度3-4h，然后在4min内急冷至150℃，保持该温度32min，自然冷却，即得产品。

实施例2

一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭80kg、人畜粪便35kg、废糖蜜4kg、复合肥20kg、发酵液10kg、添加剂18kg。

所述的生物炭，是由红薯叶、小麦秸秆、高粱秸秆按照质量比为1:2:2的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为19％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。

所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在17%。

所述的废糖蜜的总腐植酸≥22％，总养分≥7％，水分≤62％。

所述复合肥，是钾肥、氮肥、碳酸钙、碘化钾、磷酸氢钙按照质量比为1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述发酵液，是由下述重量份的原料制成：新鲜浒苔90kg、锯木屑25kg份、低聚壳聚糖4kg、菜籽粕25kg、沸石粉10kg；其制备方法是：将新鲜浒苔洗净后捣碎并与锯木屑、低聚壳聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为41％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度为70℃，发酵25天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液；所述复合微生物菌剂包括米根霉和枯草芽孢杆菌，所占质量比例为1:2。

所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH 至8.2，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。

上述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料；

（2）将所述混合料送入裂解设备中，升温至260℃，保持该温度12min，然后在4min内升温至475℃，并保持该温度3.5h，然后在4min内急冷至175℃，保持该温度37min，自然冷却，即得产品。

实施例3

一种生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭90kg、人畜粪便40kg、废糖蜜5kg、复合肥22kg、发酵液12kg、添加剂20kg。

所述的生物炭，是由红薯叶、小麦秸秆、高粱秸秆按照质量比为1:2:2的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为20％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。

所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在18%。

所述的废糖蜜的总腐植酸≥22％，总养分≥7％，水分≤62％。

所述复合肥，是钾肥、氮肥、碳酸钙、碘化钾、磷酸氢钙按照质量比为1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述发酵液，是由下述重量份的原料制成：新鲜浒苔100kg、锯木屑30kg、低聚壳聚糖5kg、菜籽粕30kg、沸石粉12kg；其制备方法是：将新鲜浒苔洗净后捣碎并与锯木屑、低聚壳聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为42％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔4天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度为70℃，发酵28天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液；所述复合微生物菌剂包括米根霉和枯草芽孢杆菌，所占质量比例为1:2。

所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH 至8.3，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。

上述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料；

（2）将所述混合料送入裂解设备中，升温至270℃，保持该温度10-15min，然后在4min内升温至500℃，并保持该温度4h，然后在4min内急冷至180℃，保持该温度42min，自然冷却，即得产品。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种生物炭肥，其特征是：由下述重量份的原料制成：

生物炭70-90份、人畜粪便30-40份、废糖蜜3-5份、复合肥18-22份、发酵液8-12份、添加剂16-20份；

上述生物炭肥的制备方法，包括如下步骤：

（1）按照所述比例称量原料，并将所述原料混合均匀，得到混合料；

（2）将所述混合料送入裂解设备中，升温至250-270℃，保持该温度10-15min，然后在4min内升温至450-500℃，并保持该温度3-4h，然后在4min内急冷至150-180℃，保持该温度32-42min，自然冷却，即得产品。

2.根据权利要求1所述的生物炭肥，其特征是：所述的生物炭，是由红薯叶、小麦秸秆、高粱秸秆按照质量比为1:2:2的比例混合之后，经过晾晒处理至水分含量为18-20％，再挤压造粒和炭化炉炭化而成。

3.根据权利要求1所述的生物炭肥，其特征是：所述人畜粪便是将选取的人畜粪便晒干，粉碎成粉末，混匀而成，含水量控制在16-18%。

4.根据权利要求1所述的生物炭肥，其特征是：所述的废糖蜜的总腐植酸≥22％，总养分≥7％，水分≤62％。

5.根据权利要求1所述的生物炭肥，其特征是：所述复合肥，是钾肥、氮肥、碳酸钙、碘化钾、磷酸氢钙按照质量比为1:2:2:1:1的比例混合制成。

6.根据权利要求1所述的生物炭肥，其特征是：所述发酵液，是由下述重量份的原料制成：新鲜浒苔80-100份、锯木屑20-30份、低聚壳聚糖3-5份、菜籽粕20-30份、沸石粉8-12份；其制备方法是：将新鲜浒苔洗净后捣碎并与锯木屑、低聚壳聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入发酵池中加水调节含水量为40-42％,再向发酵物中接种复合微生物菌剂，之后将发酵物搅拌均匀开始发酵，每隔3-4天翻堆一次，并同时测定发酵堆温度，控制发酵堆最高温度不超过70℃，发酵22-28天，待完全腐熟后对发酵堆压榨过滤得发酵液。

7.根据权利要求1和6所述的生物炭肥，其特征是：所述复合微生物菌剂包括米根霉和枯草芽孢杆菌，所占质量比例为1:2。

8.根据权利要求1所述的生物炭肥，其特征是：所述添加剂为草木灰用水溶解后，用氨水调节pH 至8.1-8.3，然后过滤，冷冻干燥得到的物质。