CN103664257A - 一种沼液固化有机肥的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种沼液固化有机肥的制备方法，包括以下步骤：将农作物秸秆进行粉碎，送入搅拌罐中与沼液混合，再送入好氧发酵罐中进行发酵，再送入造粒机中进行造粒，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。利用本方法可以富集沼液中的N、P、K等营养元素制作有机肥，以增加肥效，减少了沼液排放对环境的影响。

Description

一种沼液固化有机肥的制备方法
技术领域
    本发明涉及一种利用沼液制备固体有机肥的方法，属于肥料加工领域。
技术背景
沼液中含有丰富的营养元素，但大部分都是水，难以直接利用，国外对沼液肥做商品肥主要是通过多效蒸发进行浓缩的方式为主。该技术主要通过低压或渗透工艺对沼液进行浓缩。如德国Kaarssen一个名为Bioconstruct的沼气工程每年处理10万吨的奶牛粪和3万吨的玉米秸秆。该工程在2006年建设完成沼液浓缩器，通过真空蒸发过程，液体被分成2部分：净水和浓缩物。因为分成多个步骤，真空蒸发器（VE）可以在低温下进行。在真空状态下，可以在40-70°C下实现蒸发。 采用4个步骤，热量经过多次开发使用，每立方进料的热量消耗大约190 kWh，运行成本极高。因为温度低，还具有很好的自洁功能，无污垢和结壳。从液体进料中，可以回收85-95%的净水和5-15%的浓缩物，浓缩的倍数可达到13倍。在浓缩过程中为了能把大部分的氨氮NH4保留在浓缩物中，需要加入大量的酸，加入量为10kg/m3进料。其中收集的冷凝水可以用于养殖场的冲洗水，也可直接排入城市污水管网，而每吨浓缩物中，含有15-20kg 的N，具有较好的肥效。
国内对于沼液做商品肥的思路跟国外在工艺上有本质上的区别，主要是通过在沼液中添加辅料（主要是通过一些有机质成分和无机元素）来提升沼液肥的肥效，这主要跟国内对液体肥的国标和行标有一定联系。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用沼液制备固体有机肥的方法，最大限度的吸纳沼液，减少环保压力。
本发明的一种沼液固化有机肥的制备方法，包括以下步骤：将农作物秸秆进行粉碎，送入搅拌罐中与沼液混合进行好氧发酵，再送入好氧发酵罐中进行复发酵，再送入造粒机中进行造粒，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。
进一步的，所述沼液在搅拌罐的顶端以喷淋的方式进入搅拌罐并与秸秆混合。
进一步的，将所述农作物秸秆粉碎至1-5cm。
进一步的，所述秸秆与沼液的质量比为6-9:1，优选为8:1。
进一步的，所述好氧发酵罐的工艺条件为湿度50-70%，碳氮比25-35:1，充足的氧气及磷钾。在所述好氧发酵罐中加入氮源；所述氮源为碳铵。
进一步的，在所述的好氧发酵过程中或后期加入粘结剂；所述粘结剂的用量为秸秆质量的0.8-1.5%，优选为1-1.2%；所述粘结剂为粘土、磷肥或动物粪便中的一种或几种。
本发明产生的有益效果为，本发明针对沼液处理难的问题，采用秸秆等农林废弃物良好的吸水特性吸附沼液，通过塑料大棚利用太阳能和好氧发酵本身产生的热量加快沼液的蒸发，并富集沼液中的N、P、K等营养元素制作有机肥，以增加肥效，不仅减少了沼液排放对环境的影响，同时也减少了碳酸铵等化肥肥料的使用。
具体实施方式
本发明的一种沼液固化有机肥的制备方法，包括以下步骤：
(1) 将农作物秸秆在粉碎机中进行粉碎至1-5cm，送入搅拌罐中。
(2) 将沼液在搅拌罐的顶端以喷淋的方式与秸秆混合，进行好氧发酵。由于秸秆具有良好的吸水特性，而且吸水后具有较好的孔隙度，有利于后续好氧发酵过程中营养成分的富集。以喷淋的方式可以扩大秸秆与沼液的接触面积，使秸秆能够更好的吸收沼液，从而达到消纳沼液的目的。
所述搅拌罐中进行好氧发酵的工艺条件为：
a. C/N：C/N是原料调节的重要考虑参数，好氧发酵的C/N控制在20-40:1之间最为适宜，但根据试验证明，C/N对秸秆加沼液混合的原料影响不大，因此在搅拌罐中不需要调节碳氮比；
b. 温度控制：堆体内部温度上升到55-70℃，维持7-12天，以消除臭味和达到无害化为标准；
c. 翻堆控制：每天早上和下午定时定点翻堆两次；
d. 池底充氧：气孔朝下，孔径在6-8mm，管道纵向间隔1m，气孔横向间隔20cm，通气的频率为2-4小时/次，每次通气时间5-10min。
(3) 将沼液与秸秆混合物送入好氧发酵罐中进行复发酵，以增加沼液中有机酸的含量，所述好氧发酵罐中维持湿度为50-70%、碳氮比为25-35:1、充足的氧气及适量的磷钾。在此过程中，可以利用好氧发酵产生的热量及阳光棚采集的太阳能使沼液中的水分蒸发，并富集营养成分。
由于好氧发酵过程最适宜的碳氮比为25-35:1，而秸秆的碳氮比为70:1左右，因此在此过程中需要加入氮源以加速启动好氧发酵过程，所述氮源优选为碳铵，其加入量应该结合具体项目进行计算。
(4) 将发酵完成的肥料送入配料罐中，搅拌均匀，送入造粒机进行造粒，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。
由于秸秆的粘性较差，不利于制作固体颗粒有机肥，因此需要在好氧发酵过程中或后期加入粘结剂；所述粘结剂的用量为秸秆质量的0.8-1.5%，优选为1-1.2%，所述粘结剂包括粘土、磷肥或动物粪便中的一种或几种。
经过本发明的方法制备的固体有机肥中各组分的质量分数为：有机质≥50%（以烘干基计）、总养分≥8%（以烘干基计）、水分≤30%（鲜样），pH=5.5-8.5，保质期≥12个月，达到国家最新有机肥标准（NY525-2011）。
该方法实现了沼液水分蒸发率≥70%；沼液养分富集率≥50%；单位能耗≤100kJ/kg（产品）的技术指标。
 实施例1
一种沼液固化有机肥的制备方法，具体为将6t农作物秸秆粉碎至1-2cm，送入搅拌罐中；将1t沼液在搅拌罐的顶端以喷淋的方式进入搅拌罐与秸秆混合，进行好氧发酵，再送入好氧发酵罐中进行复发酵，维持好氧发酵罐中的湿度为50%，加入碳铵使碳氮比25:1，充足的氧气及磷钾；再送入造粒机中进行造粒，同时在造粒机中加入粘土及动物粪便，加入量为秸秆质量的0.8%，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。
经测量，肥料中含有有机质60%（以烘干基计）、总养分10%（以烘干基计）、水分25%（鲜样），pH=6。
该方法中沼液水分蒸发率为75%；沼液养分富集率为52%；单位能耗为98kJ/kg（产品）。
实施例2
一种沼液固化有机肥的制备方法，具体为将8t农作物秸秆粉碎至2-3cm，送入搅拌罐中；将1t沼液在搅拌罐的顶端以喷淋的方式进入搅拌罐与秸秆混合，进行好氧发酵，再送入好氧发酵罐中进行复发酵，维持好氧发酵罐中的湿度为60%，加入碳铵使碳氮比30:1，充足的氧气及磷钾；再送入造粒机中进行造粒，同时在造粒机中加入粘土，加入量为秸秆质量的1.2%，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。
经测量，肥料中含有有机质64%（以烘干基计）、总养分14%（以烘干基计）、水分25%（鲜样），pH=6。
该方法中沼液水分蒸发率为79%；沼液养分富集率为56%；单位能耗为96kJ/kg（产品）。
实施例3
一种沼液固化有机肥的制备方法，具体为将9t农作物秸秆粉碎至4-5cm，送入搅拌罐中；将1t沼液在搅拌罐的顶端以喷淋的方式进入搅拌罐与秸秆混合，进行好氧发酵，再送入好氧发酵罐中进行复发酵，维持好氧发酵罐中的湿度为70%，加入碳铵使碳氮比35:1，充足的氧气及磷钾；再送入造粒机中进行造粒，同时在造粒机中加入粘土及磷肥，加入量为秸秆质量的1 %，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。
经测量，肥料中含有有机质62%（以烘干基计）、总养分10%（以烘干基计）、水分25%（鲜样），pH=6。
该方法中沼液水分蒸发率为72%；沼液养分富集率为54%；单位能耗为100kJ/kg（产品）。

Claims (10)

1.一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将农作物秸秆进行粉碎，送入搅拌罐中与沼液混合进行好氧发酵，再送入好氧发酵罐中进行复发酵，再送入造粒机中进行造粒，经过常规的后续处理过程制成成品进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：所述沼液在搅拌罐的顶端以喷淋的方式进入搅拌罐并与秸秆混合。
3.根据权利要求1所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：将所述农作物秸秆粉碎至1-5cm。
4.根据权利要求3所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：所述秸秆与沼液的质量比为6-9:1。
5.根据权利要求4所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：所述秸秆与沼液的质量比为8:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：所述好氧发酵罐的工艺条件为湿度50-70%，碳氮比25-35:1，充足的氧气及磷钾。
7.根据权利要求6所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：在所述的好氧发酵罐中加入氮源；所述氮源为碳铵。
8.根据权利要求7所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：在所述的好氧发酵过程中或后期加入粘结剂；所述粘结剂的用量为秸秆质量的0.8-1.5%。
9.根据权利要求8所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：所述粘结剂的用量为秸秆质量的1-1.2%。
10.根据权利要求8或9所述的一种沼液固化有机肥的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为粘土、磷肥或动物粪便中的一种或几种。
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