CN109836211A - 一种有机肥及其制备方法 - Google Patents

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沈玉君
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Abstract

本发明公开了一种有机肥及其制备方法。本发明有机肥的制备方法，包括如下步骤：将所述吸附沼液饱和后的秸秆、生物炭和调理剂混合得到混合物料堆体，进行好氧发酵，并在所述发酵过程中喷淋沼液，即得到有机肥；所述调理剂为畜禽粪便。本发明能资源化利用沼液和秸秆，通过吸附饱和沼液后的秸秆与生物炭、调理剂和沼液联合好氧发酵，以堆肥过程中生物质热减量化沼液，回收利用养分，生产有机肥。

Description

一种有机肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机肥及其制备方法，具体涉及一种利用沼液制备的有机肥及其制备方法，属于农村能源与环保技术领域。
背景技术
沼液减量化和肥料化是沼液资源化利用研究的热点，其中吸附回收沼液中的营养元素并加以利用是一种有效的途径，既能减量化处理沼液，又能回收沼液中的养分资源，获得高附加值的经济效益，避免对环境的二次污染，促进生物天然气产业健康发展。
农作物秸秆是农业生产的副产物，但目前秸秆资源不仅利用率低。目前已经有一些研究就秸秆吸附沼液的效果进行探讨，但吸附沼液后的秸秆和沼液的利用途径却有待研究。发明专利“CN107517609A”采用一种农业机具喷施沼液和翻转掩埋秸秆还田，完成秸秆的补水和补氮，该方法增大了秸秆的处理量，但是沼液消纳量有限。发明专利“CN108017452A”利用作物秸秆、酒糟、粪便加入到处理后的沼液中，添加微生物菌剂进行发酵，该方法制备了沼液生物肥料，但是发酵温度低于35℃，照比有机肥好氧发酵50℃以上发酵4～5天的要求有一定差距，不能完全满足农业需求。发明专利“CN108358672A”利用磷酸、硫酸、硝酸与沼渣反应，和沼液秸秆混合发酵制备有机肥，有机肥总养分含量，水分，pH均符合有机肥料的要求，该方法并不是以沼液处理为主，因此沼液秸秆发酵制备有机肥料效果有待研究。
综上，可以开发一种吸附沼液后的秸秆与沼液联合发酵方法，既可以有效回收沼液和处理秸秆，又能开发回收后的资源利用途径，提高农业废弃物资源循环利用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种有机肥的制备方法，本发明能资源化利用沼液和秸秆，通过吸附饱和沼液后的秸秆与生物炭、调理剂和沼液联合好氧发酵，以堆肥过程中生物质热减量化沼液，回收利用养分，生产有机肥。
本发明提供的一种有机肥的制备方法，包括如下步骤：将所述吸附沼液饱和后的秸秆、生物炭和调理剂混合得到混合物料堆体，进行好氧发酵，并在所述发酵过程中喷淋沼液，即得到有机肥；
所述调理剂为畜禽粪便。
上述的制备方法中，制备所述吸附沼液饱和后的秸秆步骤如下：以秸秆为过滤填料，对沼液进行过滤吸附，得到过滤吸附后的沼液，并回收得到所述吸附沼液饱和后的秸秆。
上述的制备方法中，所述过滤吸附后的沼液与所述沼液的浓度比可为0.8～0.9。
上述的制备方法中，所述畜禽粪便包括猪粪、鸡粪和牛粪中的至少一种；
所述生物质秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、木屑和稻壳中的至少一种；
制备所述生物炭的原料包括玉米秸秆、玉米芯、花生壳和/或果木剪枝。
本发明中，所述生物炭的制备方法为本领域公知的方法。
上述的制备方法中，所述混合物料堆体的含水率可为60％～70％；
所述混合物料堆体的碳氮比可为25～30：1；
所述吸附沼液饱和后的秸秆、所述生物炭和所述调理剂与所述沼液的质量比范围可为3.5～4.0：0.8～1.0：16～18：0.4～1.15，具体可为1:0.2:4.5:0.2875；
所述生物炭的含水率可为5％～8％；
所述生物炭的粒径可为3～5cm。
上述的制备方法中，所述喷淋沼液为进行过滤吸附之前或之后的所述沼液，其pH值为7.0～8.5，具体可为7.77；
上述的制备方法中，所述的喷淋次数为每隔2～4天且堆肥温度低于50℃时喷淋，所述混合物料堆体发酵后的质量与每次喷淋沼液的量比可为21～24kg/60L。
上述的制备方法中，所述好氧发酵的过程如下：每隔30～45min鼓风曝气一次，通风时间可为5～7min，通风量可为0.25～0.3L·kg-1·min-1，所述好氧发酵的时间可为20～30天；具体可为每隔45min鼓风曝气一次。
上述的制备方法中，所述方法还包括将有机肥进行干燥、粉碎、成型的后处理步骤。
本发明中，所述含水率指的是物质中含水的质量百分含量。
本发明还提供了上述制备方法制备得到的所述有机肥。
本发明进一步提供了一种沼液减量并肥料化的方法，包括如下步骤：1)以秸秆为过滤填料，对沼液进行过滤吸附，得到过滤吸附后的沼液，并回收得到所述吸附沼液饱和后的秸秆；
2)将所述吸附沼液饱和后的秸秆、生物炭和调理剂混合得到混合物料堆体，进行好氧发酵，并在所述发酵过程中喷淋沼液，即能使得所述沼液减量，并得到有机肥；
所述调理剂为畜禽粪便。
上述的方法中，所述过滤吸附后的沼液与所述沼液的浓度比可为0.8～0.9。
上述的方法中，所述畜禽粪便包括猪粪、鸡粪和牛粪中的至少一种；
所述生物质秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、木屑和稻壳中的至少一种；
制备所述生物炭的原料包括玉米秸秆、玉米芯、花生壳和/或果木剪枝。
本发明中，所述生物炭的制备方法为本领域公知的方法。
上述的方法中，所述混合物料堆体的含水率可为60％～70％；
所述混合物料堆体的碳氮比可为25～30：1；
所述吸附沼液饱和后的秸秆、所述生物炭和所述调理剂与所述沼液的质量比范围可为3.5～4.0：0.8～1.0：16～18：0.4～1.15，具体可为1:0.2:4.5:0.2875；
所述生物炭的含水率可为5％～8％；
所述生物炭的粒径可为3～5cm。
上述的方法中，所述喷淋沼液为进行过滤吸附之前或之后的所述沼液，其pH值为7.0～8.5，具体可为7.77；
上述的方法中，所述的喷淋次数为每隔2～4天且堆肥温度低于50℃时喷淋，所述混合物料堆体发酵后的质量与每次喷淋沼液的量比可为21～24kg/60L。
上述的方法中，所述好氧发酵的过程如下：每隔30～45min鼓风曝气一次，通风时间可为5～7min，通风量可为0.25～0.3L·kg-1·min-1，所述好氧发酵的时间可为20～30天；具体可为每隔45min鼓风曝气一次。
上述的方法中，所述方法还包括将有机肥进行干燥、粉碎、成型的后处理步骤。
本发明具有以下优点：
本发明提供一种沼液和秸秆联合资源化利用技术，以粉碎后的秸秆作为吸附过滤填料，可有效过滤高浓度沼液并回收了沼液中的大量有机质，利用吸附沼液饱和后的秸秆、生物炭和调理剂作为好氧发酵原料，并在发酵过程中喷淋沼液，调控堆肥工艺参数，延长了发酵的高温期，提高了肥料的品质，达到沼液营养元素回收利用生产有机肥的目的。本发明可实现沼液中的养分资源回收利用，实现秸秆和沼液减量化处理与资源化利用。
附图说明
图1为本发明实施例中不同处理发酵指数变化。
图2为本发明实施例中不同处理发酵温度变化。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的沼液来源于以鸡粪为主要原料的沼气工程所产的厌氧发酵剩余物，是未经过固液分离的沼液，pH为7.77，COD为24516.04mg/L，总氮含量为10459mg/L，总磷含量为168mg/L，总钾含量为2324mg/L，秸秆含水率为5.92％，吸附沼液饱和后的秸秆含水率为85.70％，猪粪含水率为67.76％，生物炭含水率为7.35％。
实施例1、
1)将5kg玉米秸秆粉碎至3cm左右长度，填充于圆柱形过滤器中，以5L/h的速度将沼液导入过滤器中，对过滤出的沼液进行回收，直至滤出沼液浓度与原沼液浓度比值接近0.9时，回收吸附沼液饱和后的秸秆；
2)将吸附饱和后的秸秆、生物炭、调理剂、沼液按照质量比1:0.2:4.5:0.2875混合；混合物料含水率调节为65％左右，C/N为25～30；加入生物炭(原料为农作物秸秆和/或玉米芯、木屑等)，热解温度为550℃，混合物至于资质研发的静态好氧发酵器中，以小型鼓风机供气，每隔45min鼓风曝气一次，通风时间为5min，通风量为0.25(L·kg-1·min-1)，每隔3天且温度低于55℃时，采用固液分离前的沼液(pH值为7.77)喷淋一次，沼液喷淋量为1.5L，经过30天好氧发酵。
3)将发酵产物干燥后粉碎，并放入成型机中颗粒成型，制成有机肥产品。
本实施例共进行好氧发酵30天，高温发酵期持续19天(如图1所示)，物料达到腐熟，种子发芽指数为107.18％，总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数为7.32wt％，有机质含量为367g/kg，满足有机肥质量标准；1吨发酵体可消纳460L的沼液，有效消纳回收了沼液，降低了沼液后续处理难度，提高了沼液的利用率。
对比例、
1)将5kg玉米秸秆粉碎至3cm左右长度；
2)设置两组对比，一组是将上述粉碎后的秸秆和调理剂按照1:4.5的比例混合，为对比例CK1；另外一组是秸秆、生物炭和调理剂按照0.875:0.25:4.5的比例混合，为对照组CK2；用水调节以上物料的含水率均至65％。
实施例将秸秆、生物炭和调理剂、按照比例1:0.2:4.5混合，为实施例T1采用沼液调节物料含水率为65％左右，C/N为25～30；加入生物炭(原料为农作物秸秆和/或玉米芯、木屑等)，热解温度为550℃，混合物至于资质研发的静态好氧发酵器中，以小型鼓风机供气，每隔45min鼓风曝气一次，通风时间为5min，通风量为0.25(L·kg-1·min-1)，每隔3天且温度低于55℃时，采用沼液喷淋一次，沼液喷淋量为1.5L，经过30天好氧发酵。
3)将发酵产物干燥后粉碎，并放入成型机中颗粒成型，制成有机肥产品。
本对比例共进行好氧发酵30天，高温发酵期CK1、CK2分别持续4天和5天(如图2所示)，物料达到腐熟，种子发芽指数分别为82.88％和93.21％，总养分(N+P2O5+K2O)的质量分数分别为5.36wt％和5.9wt％，有机质含量分别为264g/kg和292g/kg，满足有机肥质量标准但效果较本发明实施例差。

Claims (10)

1.一种有机肥的制备方法，包括如下步骤：将所述吸附沼液饱和后的秸秆、生物炭和调理剂混合得到混合物料堆体，进行好氧发酵，并在所述发酵过程中喷淋沼液，即得到有机肥；
所述调理剂为畜禽粪便。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：制备所述吸附沼液饱和后的秸秆步骤如下：以秸秆为过滤填料，对沼液进行过滤吸附，得到过滤吸附后的沼液，并回收得到所述吸附沼液饱和后的秸秆。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述过滤吸附后的沼液与所述沼液的浓度比为0.8～0.9。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述畜禽粪便包括猪粪、鸡粪和牛粪中的至少一种；
所述生物质秸秆包括玉米秸秆、水稻秸秆、木屑和稻壳中的至少一种；
制备所述生物炭的原料包括玉米秸秆、玉米芯、花生壳和/或果木剪枝。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述混合物料堆体的含水率为60％～70％；
所述混合物料堆体的碳氮比为25～30：1；
所述生物炭的含水率为5％～8％；
所述生物炭的粒径为3～5cm。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述喷淋沼液为进行过滤吸附之前或之后的所述沼液，其pH值为7.0～8.5。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述的喷淋次数为每隔2～4天且堆肥温度低于50℃时喷淋，所述混合物料堆体发酵后的质量与每次喷淋沼液的量比为21～24kg/60L。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述好氧发酵的过程如下：每隔430～45min鼓风曝气一次，通风时间为5～7min，通风量为0.25～0.3L·kg-1·min-1，所述好氧发酵的时间为20～30天。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述方法还包括将有机肥进行干燥、粉碎、成型的后处理步骤。
10.权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备得到的所述有机肥。
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