CN107057706A - 基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法 - Google Patents

基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于土壤改良技术领域。为解决现有技术中存在的对土壤进行增肥的方式易造成环境污染，使土壤板结的技术问题，提供一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥混匀，进行发酵，得到发酵基料；B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。本发明采用农作物秸秆和工业污泥通过EM活性菌或酒曲进发酵的方式消除工业污泥的臭味，提高其营养成分供蚯蚓繁殖使用，最终生产出含有多种氨基酸以及含有丰富氮磷钾的土壤改良剂。本发明成本低，安全环保，利于土壤的长期使用。

Description

基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法
技术领域
本发明属于土壤改良技术领域，具体涉及一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法。
背景技术
对土壤的增肥方式有很多种，一般来说，主要有以下几种方式。
采用有机肥或化学肥料对土壤增肥。有机肥是指含有有机物质，既能向农作物提供多种无机养分和有机养分，又能培肥改良土壤的一类肥料。在我国，多年来由于长期施用化学肥料，有机肥不足，各类养分比例失调，致使农田生态环境、土壤理化性状和土壤微生物区系受到不同程度的破坏，在一定程度上影响了农产品的安全。化肥的长期使用存在肥效下降、利用率低、土壤板结等弊端。
处理农作物秸秆对土壤增肥。由于空气污染比较严重，雾霾等空气污染限制了农作物秸秆通过焚烧的方式对土壤进行增肥，采取秸秆填埋的方式处理起来又费时费力，对土壤的增肥效果较差。
通过外加其它的土壤改良剂对土壤进行增肥。目前，研究土壤改良剂的公司还很少，大多数以添加对土壤有用的氨基酸，利于植物生长的氮磷钾等元素，但是其成本较高，不利于长期使用，其使用和推广受到很大的限制，而且其原料多来自人工合成间接对环境造成了污染。人工合成产生的污染物多以废水的形式排入污水处理厂进行处理最终形成含有对环境影响较大的工业污泥，目前对工业污泥的处理是一大难题。
发明内容
本发明的目的在于解决以上现有技术中存在的技术问题，提供一种成本低、零排放、对环境友好、对土壤改良效果好，适合长期使用的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥混匀，进行发酵，得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
进一步的改进是，所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，还包括步骤C，C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
进一步的改进是，所述步骤A的农作物秸秆与工业污泥的重量比为0.05～0.3:1。
进一步的改进是，所述步骤A中所述发酵采用EM活性菌，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.1％～0.5％。
进一步的改进是，所述步骤A中所述发酵采用酒曲，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的3％～7％。
进一步的改进是，所述步骤B的所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.5％-1％。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明通过将农作物秸秆粉碎后与工业污泥混合均匀加入发酵活性物质如EM活性菌或酒曲等进行发酵时，利用农作物秸秆所具有的中空结构保证发酵产生的气体通过秸秆的中空结构进行流动，从而保证了整个发酵过程均匀，而由于工业污泥具有很大的臭味，在发酵前不适合蚯蚓的生存，通过本发明采用M活性菌或酒曲发酵后，消除了工业污泥的臭味，而且秸秆与工业污泥作为发酵的原料物质，通过发酵将工业污泥和秸秆变为了利于蚯蚓生存的发酵基料。
由于工业污泥里面含有很多有害物质，经过发酵，蚯蚓处理后，蚯蚓体内容易将发酵基料中的有毒物质以及重金属富集在其体内，从而使发酵基料中的有害物质含量下降，从而起到净化污泥的作用，于此同时，蚯蚓在利用发酵基料进行新陈代谢产生的粪便中含有多种氨基酸以及氮磷钾等利于植物生长的多种微量元素，从而使得蚯蚓对发酵基料处理完全后得到的物质具有很强的改善土壤的能力，又由于其原料多来自于农作物秸秆和工业污泥，其成本很低，又由于秸秆和工业污泥的处理对环境有影响，采用本发明的该方法，实现了零排放，同时保护了生态环境。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本领域的技术人员在阅读了本发明说明书的基础上能够充分完整的实现本发明的技术方案，并解决本发明所要解决的现有技术中存在的技术问题。应当说明的是，以下仅是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些应当都属于本发明的保护范围。
本发明中的农作物秸秆指的是小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秆、大麦秸秆、甘蔗渣、竹子粉、锯末、木屑、竹屑、麦秸、谷糠、椰壳、大豆皮、花生壳等。
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥混匀，进行发酵，得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
本发明通过将农作物秸秆粉碎后与工业污泥混合均匀加入发酵活性物质如EM活性菌或酒曲等进行发酵时，利用农作物秸秆所具有的中空结构保证发酵产生的气体通过秸秆的中空结构进行流动，从而保证了整个发酵过程均匀，而由于工业污泥具有很大的臭味，在发酵前不适合蚯蚓的生存，通过本发明采用M活性菌或酒曲发酵后，消除了工业污泥的臭味，而且秸秆与工业污泥作为发酵的原料物质，通过发酵将工业污泥和秸秆变为了利于蚯蚓生存的发酵基料。
由于工业污泥里面含有很多有害物质，经过发酵，蚯蚓处理后，蚯蚓体内容易将发酵基料中的有毒物质以及重金属富集在其体内，从而使发酵基料中的有害物质含量下降，从而起到净化污泥的作用，于此同时，蚯蚓在利用发酵基料进行新陈代谢产生的粪便中含有多种氨基酸以及氮磷钾等利于植物生长的多种微量元素，从而使得蚯蚓对发酵基料处理完全后得到的物质具有很强的改善土壤的能力，又由于其原料多来自于农作物秸秆和工业污泥，其成本很低，又由于秸秆和工业污泥的处理对环境有影响，采用本发明的该方法，实现了零排放，同时保护了生态环境。
进一步的改进是，所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，还包括步骤C，C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
将用蚯蚓处理完发酵基料后得到的料养蚯蚓中含有较高含量的中重金属以及其它的有害物质，通过焚烧处理，将其中含有的重金属进行回收使用，从而避免重金属对土壤的污染。
进一步的改进是，所述步骤A的农作物秸秆与工业污泥的重量比为0.05～0.3:1。
考虑到秸秆的中空的结构，在发酵过程中所起到的通道作用，选取该比例有利于保证发酵过程的充分和均匀。
进一步的改进是，所述步骤A中所述发酵采用EM活性菌，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.1％～0.5％。
所述工业污泥，一般选自污水处理厂。考虑到工业污泥的臭味多由于其含有各种有机物发酵散发产生，通过采用EM活性菌能有效快速使秸秆和工业污泥进行发酵，使臭味消失，同时经过该活性菌处理后得到的物质利于蚯蚓的繁殖，考虑到在EM活性菌的成本与发酵效果之间取得一个平衡，从而采用上述的用量。
进一步的改进是，所述步骤A中所述发酵采用酒曲，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的3％～7％。
考虑到单纯的采用EM活性菌其成本较高，选用酒曲作为发酵的活性物质，在保留了EM活性菌的同时，节省了成本，同时由于酒曲中的EM活性菌含量较小，因此酒曲的用量会相应较大，从而酒曲也为工业污泥的发酵提供了疏松的多孔环境，利于发酵的充分完全。
进一步的改进是，所述步骤B的所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.5％-1％。
为了最大限度的节省养殖蚯蚓所需成本，同时保证最终得到的土壤改良剂符合要求，将所述蚯蚓采用上述比例可以实现该目的。
实施例1
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.05:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.1％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.5％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
实施例2
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.3:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.5％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的1％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
实施例3
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.15:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.3％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.7％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
实施例4
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.1:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.2％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.6％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
实施例5
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.18:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.25％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.65％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例6
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.35:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.35％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.75％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例7
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.12:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.24％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.8％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例8
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.28:1混匀，采用EM活性菌进行发酵，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.38％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.9％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例9
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.05:1混匀，采用酒曲进行发酵，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的3％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.5％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例10
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.3:1混匀，采用酒曲进行发酵，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的4％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的1％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例11
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.15:1混匀，采用酒曲进行发酵，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的5％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.7％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
实施例12
一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥按照重量比为0.2:1混匀，采用酒曲进行发酵，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的7％；发酵完成后得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.9％，养殖完成后得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
当使用秸杆(200kg)、污泥(1000kg)、EM活性菌(1kg)、蚯蚓(7-10kg)可最终得到300-400kg本发明的土壤改良剂，本发明的土壤改良剂中含有活性激酶，蛋白质，十多种氨基酸等营养物质。本发明的发酵过程，同样可采用其它的活性物质进行发酵。
将上述实施例9的本发明的土壤改良剂制成产品对土壤进行使用前，首先对其进行检测，在确定其中各物质的含量，符合国家标准的规定之后，进行出售使用。本发明实施例9的土壤改良剂中含有的各种元素及其含量由四川省农业科学院分析测试中心进行检测，具体见下表1。
表1本发明的土壤改良剂中的检测组分含量表
项目名称 本发明的土壤改良剂
全氮，％ 0.860
PH值 7.25
总钾，％ 1.08
有效氮，mg/Kg 230
有效钾，％ 0.28
有机质，％ 15.2
铅，mg/Kg 21.0
镉，mg/Kg 1.04
砷，mg/Kg 1.66
汞，mg/Kg 0.20
镍，mg/Kg 20.7
磷，％ 0.67
有效磷，mg/Kg 224.2
从上表1可知，本发明实施例9中的各项重金属的含量较低，符合国家标准，其氮磷钾以及有机质含量较高，酸碱度适中，适合土壤长期使用，不会使土壤由于酸碱度的变化变得板结。
将本发明的土壤改良剂中含有的各种营养物质与一般土壤中含有的有机物质进行对比，具体的各项指标检测如下表2所示。
表2本发明的土壤改良剂与一般土壤中的各项指标对比表
本发明的土壤改良剂中所含的氨基酸的组分和含量如下表3所示。
表3本发明的土壤改良剂中的氨基酸组分和含量表
本发明的土壤改良剂中所含的氨基酸组分 氨基酸含量(％)
组氨酸 0.10
精氨酸 0.26
脯氨酸 0.21
天冬氨酸 0.68
素氨酸 0.36
丝氨酸 0.64
谷氨酸 0.72
甘氨酸 0.14
丙氨酸 0.14
胱氨酸 0.11
缬氨酸 0.30
蛋氨酸 0.17
亮氨酸 0.38
酪氨酸 0.20
苯丙氨酸 0.29
赖氨酸 0.24
根据本说明书的记载即可较好的实现本发明的技术方案。

Claims (6)

1.一种基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：
A、发酵：将农作物秸秆粉碎后与工业污泥混匀，进行发酵，得到发酵基料；
B、蚯蚓养殖处理：用所述发酵基料养殖蚯蚓得到料养蚯蚓，分离出料养蚯蚓后得到土壤改良剂。
2.根据权利要求1所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤C，C、料养蚯蚓处理：将料养蚯蚓焚烧后，回收重金属。
3.根据权利要求1所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A的农作物秸秆与工业污泥的重量比为0.05～0.3:1。
4.根据权利要求3所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A中所述发酵采用EM活性菌，所述EM活性菌占农作物秸秆和工业污泥的总重量的0.1％～0.5％。
5.根据权利要求3所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤A中所述发酵采用酒曲，所述酒曲占农作物秸秆和工业污泥的总重量的3％～7％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的基于工业污泥和农作物秸秆的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，所述步骤B的所述蚯蚓占所述农作物秸秆和工业污泥的中重量的0.5％-1％。
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