CN111296228A - 一种基于垃圾土制备缓释型养殖土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于垃圾土的制备缓释型养殖土的方法，该方法以生活垃圾处理站中分选后堆放后的垃圾土为基本原料，利用该土壤经过厨余垃圾混合后富含的N、P、K以及有机质等多种农作物所需要的营养成分，配合富含K、Ca、Mg等植物营养元素的草木灰，和富含P元素的磷矿石，研磨成粉末经球磨机球磨充分混合后，以水作为粘合剂经高温煅烧，制备成富含多种植物生长营养元素且具有缓释功能的养殖土。本发明不仅具有低廉的原料成本，加工工艺简单，易于工业化大规模生产等优点，而且还具有节约能耗、保护环境和实现垃圾土资源化再利用的综合优势，本发明使生活垃圾得到减量化和资源化的处置，有效改善了环境，降低了生产成本。

Description

一种基于垃圾土制备缓释型养殖土的方法

技术领域

本发明涉及固废资源化再利用、养殖土的制备，具体属于一种利用垃圾土制备养殖土的方法。本发明涉及固废的再利用，具体涉及垃圾土转变为有营养缓释的养殖土。

背景技术

现如今生活垃圾的无害化处理能力和水平相对不足，大部分建制镇的生活垃圾难以实现无害化的处理，垃圾回收利用率还有待提高。 自20世纪70年代以来,我国逐渐开始采用填埋法处理处置城市生活垃圾。至今填埋已成为我国城市生活垃圾的主要处置方式，采用填埋法处理处置的城市生活垃圾量约占全部处理量的70%以上，已建成若于大型垃圾填理场,每个填埋场填入的垃圾上百上千万吨。由于填埋法具有投资省、工艺简单、管理方便、适用范围广、维护费用低等优点，根据我国经济技术水平和城市生活垃圾组成状况，在今后较长一段时期内，我国城市生活垃圾处置仍将以填埋为主。但是，随着我国城市化进程的加快。采用填埋法处理处置生活垃圾将面临几大突出问题:是生活垃圾的产生量每年以7%～9%的高速迅速增加，所需填埋场的面积越来越大，二是城区范围不断向周边地区扩展，市郊地价迅速上涨，使填埋场的选址越来越困难，甚至无法找到合适的场址，我国20世纪70年代以后尤其是80年代中后期建造的大量垃圾填埋场已经达到或即将达到使用年限,填理场的再建设和再利用问题变得越来越尖锐。

另一方面，农田需要大量具有一定营养的土壤资源，如果能够从生活垃圾土中选取原料，将会在经济效益和环境效益具有明显的优越性。要是能将这部分资源做成使用价值更高的养殖土，将对我国农业的发展带来巨大的贡献，而且化肥在我国的当季利用率越30%左右，化肥的流失不仅会使资源的浪费更会污染河流和大气。本产品制备的具有的缓释功能使之避免环境问题。

垃圾土的主要组成成分是N、P、K、Si及有机质等。这些元素都是植物所必须的营养元素，其中Si元素已被证明是继N.P.K之后的第四大植物营养元素。农作物吸收硅后能促进植物的生长发育，提高光合作用，改善农作物品质。垃圾土重金属浸出毒性测试结果显示,Pb含量16mg/kg,未检测到Cr,Cd,As,Hg的存在。浸出毒性中的重金属含量均明显低于《水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量及其含量测定》(NY1110-2006)的相关限值，这样就为垃圾土进行农业资源化利用提供了可能。肥料产品重金属指标对比如下表所示。

参数指标	垃圾土重金属浸出毒性测试	水溶肥料标准NY 1110-2006
			汞及其化合物mg/kg	未检出	≤5
镉及其化合物mg/kg	未检出	≤10
			铅及其化合物mg/kg	16	≤50
砷及其化合物mg/kg	未检出	≤10
			铬及其化合物mg/kg	未检出	≤50

发明内容

本发明的目的在于提供一种能使生活垃圾得到再利用的方法，并且利用该垃圾土制备一种高效、具有缓释作用的养殖土。该方法原料成本低廉，加工工艺相对简单，并且易于实现规模化生产。

为实现上述目的，本发明是通过一下技术方案实现的：

一种基于垃圾土制备养殖土的方法，依次包括如下步骤：

垃圾土100份，膨润土10-20份，草木灰20-30份，磷矿粉5-10份。

制备方法如下：先将垃圾土烘干，按配比将上述原料混合均匀，然后与水按比例充分搅拌，接着造粒，然后经高温煅烧即得颗粒状养殖土。

将生活垃圾处理站的生活垃圾进行分拣，分拣出金属、建设废弃物、塑料制品；将分拣后剩余的生活垃圾风干或烘干；振筛出颗粒或粉状垃圾土备用。

使用壳聚糖粉末制成壳聚糖凝胶液，然后将秸秆中提取木质素，以此对壳聚糖进行改性。最后与二甲基硅氧烷喷涂在养殖土颗粒表面，使颗粒具有缓释作用。

所述的高温煅烧温度，与原料及其配比有关，通常控制在600-1000℃，优先选择800℃。

所述的养殖土颗粒粒径为3mm-6mm，在相同温度下颗粒尺寸越大硬度越小，也避免了颗粒过大导致运输和使用过程的损耗。因此养殖土颗粒粒度取值范围在该范围之间。

上述组份中所述的垃圾土是由某生活垃圾处理站经过过筛的垃圾土得到的，含有丰富的有机质，还含有一些氮、磷类营养物质。以下是垃圾土的基本理化性质的测试结果：

理化性质	水分（%）	电导率（us/cm）	全氮(N%)	全磷(P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>%)	全钾(k<sub>2</sub>O%)	有机质(%)
							含量	77	330.4	0.36	1.08	0.94	6.15

由上表可知，垃圾土成分含有一定量的营养成分，这对于使用在农田或者盆栽花卉方便提供了条件。

壳聚糖可以通过渗透的方式进入细菌的细胞体内，带有正电荷的壳聚糖与负电荷的DNA发生作用，影响RNA的转录和蛋白质的合成，从而实现抑菌作用，而颗粒表面喷涂壳聚糖不仅对缓释有效而且对农作物的纹枯病有抑制作用。

秸秆提取木质素不仅能增强壳聚糖的交联度，而且能与颗粒中的氮形成螯合物，增强缓释效果。

磷是重要的化工原料，也是农作物生长的必要元素，在原料中加磷矿粉能有效补充磷。

草木灰是秸秆燃烧的产物，内含丰富的碳酸钾，另外还含有钙、镁、硫、铁、硅等营养元素。同样也是固废资源化。

本发明具有以下有益效果：变废为宝，降低了生产成本:本发明成功实现了生活垃圾中的尘土添加其它有效成分混合，烧制成养殖土颗粒，使填埋多年的垃圾得到了再次利用，有效改善了环境，降低了生产成本。解决了生活垃圾迅速增加所需填埋场难于选址的问题，同时也解决了废弃物占用大量土地的问题，使填埋场地得以再次利用。

提高产量和产品的安全性，改善土壤:垃圾营养土中含有大量的有机质和氮、磷类营养物。利用垃圾营养土中的肥料可以提高土壤有机质含量能显著改善土壤结构，熟化土壤，从而提高土壤肥力，有利于土地的可持续发展和利用。

解决垃圾堆放所产生的污染环境和占用土地的问题，保护环境。

与现有技术相比，本发明以垃圾土为基本原料,利用土中的多种农作物所需的有益成份，配加富含K、Si等植物营养元素的草木灰，磷矿石经过高温煅烧，制备成富含多种植物生长营养元素且具有缓释功能的养殖土。本发明不仅具有原料成本低廉，加工工艺相对简单，易于实现规模化工业生产的优点，而且还具有节约能耗、保护环境和实现垃圾土资源化高效利用的综合优势。

附图说明

图1为所述一种基于垃圾土制备水稻养殖土的工艺方法流程图。

图2为养殖土颗粒在静水法和土柱淋溶法中养分的缓释溶出率。

具体实施方式

实施例1

下面实施方案结合流程图对本发明做进一步详细的说明。

本发明的原料垃圾土为生活垃圾处理站所得，垃圾土含有对农田有效的氮磷钾及有机质成分，其重金属含量低于肥料标准。

具体流程

按图1所示的流程图，将垃圾土烘干再过200目筛，将备好的垃圾土10g膨润土4g，草木灰3g，磷矿粉2g，放在球磨机90r/min充分球磨2h,然后原料与水按照1.25g/ml搅拌，然后造粒，粒径为3-6mm，放入马弗炉加热升温，首先预热400℃，保温1h，然后继续加热至800℃，保温时间为1h,然后降至室温取出，然后将秸秆中提取的木质素改性壳聚糖凝胶液，和二甲基硅氧烷分别喷涂在颗粒表面，即得水稻养殖土产品，装袋封存。

经上述过程制得的养殖土产品，通过缓释肥料国标方法分析其水溶的初期溶出率和28天溶出率分别为7%和59%，均在溶出范围之内，盐酸可溶率的初期溶出率和28天累计溶出率分别为1.5%和2.8%证明了本产品稳定可用作于缓释养殖土，该种方法生产的养殖土同样对农作物如水稻具有抑菌的功能，特别是纹枯病菌，因此，本发明利用固废制备出缓释型养殖土，不仅实现固废资源化而且使得农业向低成本、低污染、高效益方向发展。

Claims (7)

1.一种基于垃圾土制备缓释型养殖土的方法，其特征在于依次包括如下步骤：

a、将垃圾土烘干后过筛，以便去除土壤中的石块、木屑、塑料然后与草木灰、磷矿石粉末、膨润土充分球磨混合；

b、按照重量百分比将垃圾土草木灰磷矿粉膨润土混合，以水作为粘合剂造粒，然后高温煅烧。

2.如权利要求1所述的一种基于垃圾土制备缓释型养殖土的方法，其特征在于，所述垃圾土与其他成分的重量百分比为60：20：15：5，焙烧温度为800℃，其中秸秆草木灰含K量大于9%，并将颗粒的粒径控制在3-6mm。

3.如权利要求1所述的一种基于垃圾土制备缓释型养殖土的方法，其特征在于，预热至400℃，保温1小时然后继续加热每分钟2℃升至800℃。

4.对养殖土包膜材料的制备，首先制备壳聚糖凝胶液，再从秸秆提取木质素进行改性，然后对其凝胶液中加入氮肥后溶解，再加入具有疏水功能的二甲基硅氧烷共混最后对养殖土颗粒进行喷涂。

5.如权利要求4所述制备包膜材料的方法，其特征在于取1g壳聚糖放置2ml 36%浓度的冰乙酸和36ml水的溶液中，加热至60℃搅拌溶解并制备成壳聚糖凝胶液。

6.如权利要求4所述制备包膜材料的方法，其特征在于取2g秸秆粉碎成末，38ml水中放入2g氢氧化钠，再将秸秆与溶液加热至80℃进行搅拌提取，提取1.5小时，将得到的黑褐色溶液中不断加入盐酸直至将pH降至1～2；然后静置分层过滤，得到木质素粉末。

7.如权利要求4所述制备包膜材料的方法，其特征在于取1g木质素与5%的聚乙烯醇水溶液搅拌，然后与壳聚糖凝胶液按1：1在磁力搅拌器70℃搅拌2小时；将包膜材料喷涂在养殖土颗粒上，然后放置烘箱60℃烘干6小时，最终得到养殖土产品。

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