CN114195563A - 一种有机肥料及基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法 - Google Patents
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Abstract
一种有机肥料及基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,包括以下步骤:步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.3‑2.7的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理;步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂;改良剂以硅藻泥为基体,与海蛎壳粉、沸石粉共混,在厌氧培养中,促进菌群快速协调生长,从而提高产气量,缩短发酵时间。
Description
技术领域
本发明属于废物资源化技术领域,具体涉及一种有机肥料及基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法。
背景技术
生态肥料是一种环境友好型肥料,其含有大量的有机质,施入土壤中可促进土壤中微生物的活性,增强作物抗逆抗病能力,降低作物重茬,连年施用可大大缓解连作障碍,提升农产品品质;还可改良土壤结构,增加土壤的孔隙率,提高土壤的通透性,防止土壤板结,增强土壤中微生物和作物根部的呼吸,促进作物生长,提高土壤肥力;同时可减少水分流失与蒸发、减轻干旱的压力、保肥、减少化肥、减轻盐碱损害,达到提供营养和改善土壤的作用。
我国是农业废弃物产出量大国,据统计,畜禽粪便排放量每年约40亿吨,其中集约化养殖场的粪便约30亿吨,并以每年10%的速度增长;养殖废弃物也是一类重要的废弃物,其中海蛎壳每年产量在数百万吨;这些废弃物若不及时处理,不仅污染环境,而且造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点,提供一种基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,另一目的是提供一种基于上述厌氧发酵改良剂制备有机肥料的方法。
本发明采用如下技术方案:
一种基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,包括以下步骤:
步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;
步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;
步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.3-2.7的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理;
步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂。
进一步的,步骤三中,水热处理的温度为150-300℃,水热时间为4-8h。
进一步的,所述碱性溶液由氢氧化钠溶液、氨水溶液按体积比1:2的比例组成,碱性溶液的浓度为1-1.2mol/L。
进一步的,所述海蛎壳粉的粒径为100-120目,所述沸石粉的粒径为150-200目,所述硅藻泥的粒径为10-20目。
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将权利要求1至4任一项所述的改良剂与畜禽粪污混合均匀加入到厌氧发酵反应器中,接种厌氧发酵微生物,进行厌氧培养;
步骤二,待产气结束后,将改良剂和沼渣混合物从发酵反应器中取出,进行脱水处理;
步骤三,将脱水后的改良剂和沼渣混合物自然风干进行粉碎处理,以得到有机肥料。
进一步的,步骤一中,厌氧培养的温度为35-38℃,发酵时间为12-16天。、进一步的,所述改良剂加入的浓度为70-90g/L。
进一步的,步骤一中,接种厌氧发酵微生物的体积比为20%。
进一步的,步骤一中,厌氧发酵微生物来自厌氧发酵反应器,包括水解细菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌中的一种或多种。
进一步的,步骤二中,改良剂和沼渣混合物脱水后的含水量为30-40%。
由上述对本发明的描述可知,与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备的厌氧发酵改良剂以硅藻泥为基体,具有极强的吸附能力,与海蛎壳粉、沸石粉共混,在厌氧培养中,促进菌群快速协调生长,从而提高产气量,缩短发酵时间,同时沸石粉与硅藻泥孔隙结构发达,能够为微生物的生长和繁殖提供场所,并有利于生成生物膜;
本发明制得的有机肥料,能够增强农作物的抗病性和免疫力,能够疏松土壤,改善生态环境,有效降解农药残留和大分子有机物,提高农作物的产量和质量,其中,水热化处理后的硅藻泥表面的无数细小的孔隙,可对土壤中的养分进行吸附,减少养分的流失;水热处理后的沸石粉与海蛎壳粉附着在硅藻泥上,进一步减少养分的流失,可有效降解农药残留和大分子有机物,改善生态环境。
本发明基于硅藻泥配合海蛎壳与沸石改良畜禽粪污的厌氧发酵过程,有效实现了海蛎壳资源化利用以及畜禽粪污减量化,同时实现两种固体废弃物的资源化,是一种低碳环保的固废处置新方法。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将改良剂与畜禽粪污混合均匀加入到厌氧发酵反应器中,接种厌氧发酵微生物,进行厌氧培养,厌氧培养的温度为35-38℃,发酵时间为12-16天;
步骤二,待产气结束后,将改良剂和沼渣混合物从发酵反应器中取出,进行脱水处理至含水率为30-40%;
步骤三,将脱水后的改良剂和沼渣混合物自然风干进行粉碎处理,以得到有机肥料。
具体的,改良剂为基于海蛎壳制备的厌氧发酵改良剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;
步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;
步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.3-2.7的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理,水热温度为150-300℃,水热时间为4-8h;
步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂。
其中,海蛎壳粉的粒径为100-120目,所述沸石粉的粒径为150-200目,所述硅藻泥的粒径为10-20目;碱性溶液由氢氧化钠溶液、氨水溶液按体积比1:2的比例组成,碱性溶液的浓度为1-1.2mol/L。
有机肥料制备时,改良剂的加入浓度为70-90g/L;接种厌氧发酵微生物的体积比为20%。
厌氧发酵微生物来自厌氧发酵反应器,包括水解细菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌中的一种或多种,总固体含量为5g/L。
畜禽粪污为奶牛养殖场粪污,也可以为牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪污中的一种或者多种混合,总固体含量为50g/L。
厌氧发酵培养时,厌氧消化反应器可置于恒温摇床中进行培养,摇床转速为80r/min;具体的,厌氧消化反应器置于恒温摇床前时,先经氮气吹脱15min达到厌氧效果。
实施例1
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将改良剂与畜禽粪污混合均匀加入到厌氧发酵反应器中,接种厌氧发酵微生物,进行厌氧培养,厌氧培养的温度为35℃,发酵时间为16天;
步骤二,待产气结束后,将改良剂和沼渣混合物从发酵反应器中取出,进行脱水处理至含水率为30%;
步骤三,将脱水后的改良剂和沼渣混合物自然风干进行粉碎处理,以得到有机肥料。
具体的,改良剂为基于海蛎壳制备的厌氧发酵改良剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;
步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;
步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.3的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理,水热温度为150℃,水热时间为8h;
步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂。
其中,海蛎壳粉的粒径为100目,所述沸石粉的粒径为150目,所述硅藻泥的粒径为10目;碱性溶液由氢氧化钠溶液、氨水溶液按体积比1:2的比例组成,碱性溶液的浓度为1mol/L。
有机肥料制备时,改良剂的加入浓度为70g/L;接种厌氧发酵微生物的体积比为20%。
厌氧发酵微生物来自厌氧发酵反应器,包括水解细菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌中的一种或多种,总固体含量为5g/L。
畜禽粪污为奶牛养殖场粪污,也可以为牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪污中的一种或者多种混合,总固体含量为50g/L。
厌氧发酵培养时,厌氧消化反应器可置于恒温摇床中进行培养,摇床转速为80r/min;具体的,厌氧消化反应器置于恒温摇床前时,先经氮气吹脱15min达到厌氧效果。
实施例2
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将改良剂与畜禽粪污混合均匀加入到厌氧发酵反应器中,接种厌氧发酵微生物,进行厌氧培养,厌氧培养的温度为38℃,发酵时间为12天;
步骤二,待产气结束后,将改良剂和沼渣混合物从发酵反应器中取出,进行脱水处理至含水率为40%;
步骤三,将脱水后的改良剂和沼渣混合物自然风干进行粉碎处理,以得到有机肥料。
具体的,改良剂为基于海蛎壳制备的厌氧发酵改良剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;
步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;
步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.7的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理,水热温度为300℃,水热时间为6h;
步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂。
其中,海蛎壳粉的粒径为120目,所述沸石粉的粒径为200目,所述硅藻泥的粒径为20目;碱性溶液由氢氧化钠溶液、氨水溶液按体积比1:2的比例组成,碱性溶液的浓度为1.2mol/L。
有机肥料制备时,改良剂的加入浓度为90g/L;接种厌氧发酵微生物的体积比为20%。
厌氧发酵微生物来自厌氧发酵反应器,包括水解细菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌中的一种或多种,总固体含量为5g/L。
畜禽粪污为奶牛养殖场粪污,也可以为牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪污中的一种或者多种混合,总固体含量为50g/L。
厌氧发酵培养时,厌氧消化反应器可置于恒温摇床中进行培养,摇床转速为80r/min;具体的,厌氧消化反应器置于恒温摇床前时,先经氮气吹脱15min达到厌氧效果。
实施例3
一种有机肥料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,将改良剂与畜禽粪污混合均匀加入到厌氧发酵反应器中,接种厌氧发酵微生物,进行厌氧培养,厌氧培养的温度为36℃,发酵时间为14天;
步骤二,待产气结束后,将改良剂和沼渣混合物从发酵反应器中取出,进行脱水处理至含水率为35%;
步骤三,将脱水后的改良剂和沼渣混合物自然风干进行粉碎处理,以得到有机肥料。
具体的,改良剂为基于海蛎壳制备的厌氧发酵改良剂,其制备方法包括以下步骤:
步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;
步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;
步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.5的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理,水热温度为245℃,水热时间为4h;
步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂。
其中,海蛎壳粉的粒径为110目,所述沸石粉的粒径为180目,所述硅藻泥的粒径为15目;碱性溶液由氢氧化钠溶液、氨水溶液按体积比1:2的比例组成,碱性溶液的浓度为1.1mol/L。
有机肥料制备时,改良剂的加入浓度为80g/L;接种厌氧发酵微生物的体积比为20%。
厌氧发酵微生物来自厌氧发酵反应器,包括水解细菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌中的一种或多种,总固体含量为5g/L。
畜禽粪污为奶牛养殖场粪污,也可以为牛粪、羊粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪污中的一种或者多种混合,总固体含量为50g/L。
厌氧发酵培养时,厌氧消化反应器可置于恒温摇床中进行培养,摇床转速为80r/min;具体的,厌氧消化反应器置于恒温摇床前时,先经氮气吹脱15min达到厌氧效果。
本发明制备的厌氧发酵改良剂以硅藻泥为基体,具有极强的吸附能力,与海蛎壳粉、沸石粉共混,在厌氧培养中,促进菌群快速协调生长,从而提高产气量,缩短发酵时间,同时沸石粉与硅藻泥孔隙结构发达,能够为微生物的生长和繁殖提供场所,并有利于生成生物膜。
本发明制得的有机肥料,能够增强农作物的抗病性和免疫力,能够疏松土壤,改善生态环境,有效降解农药残留和大分子有机物,提高农作物的产量和质量,其中,水热化处理后的硅藻泥表面的无数细小的孔隙,可对土壤中的养分进行吸附,减少养分的流失;水热处理后的沸石粉与海蛎壳粉附着在硅藻泥上,进一步减少养分的流失,可有效降解农药残留和大分子有机物,改善生态环境。
本发明基于硅藻泥配合海蛎壳与沸石改良畜禽粪污的厌氧发酵过程,有效实现了海蛎壳资源化利用以及畜禽粪污减量化,同时实现两种固体废弃物的资源化,是一种低碳环保的固废处置新方法。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能以此限定本发明实施的范围,即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一,将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛,得海蛎壳粉;
步骤二,将沸石研磨过筛得沸石粉;
步骤三,将海蛎壳粉、沸石粉、硅藻泥按质量比1:1:2.3-2.7的比例混合分散于碱性溶液中,并放入高压釜中进行水热处理;
步骤四,经水热处理后的混合物经分离、清洗、干燥,得到所属厌氧发酵改良剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,其特征在于:步骤三中,水热处理的温度为150-300℃,水热时间为4-8h。
3.根据权利要求1所述的一种基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,其特征在于:所述碱性溶液由氢氧化钠溶液、氨水溶液按体积比1:2的比例组成,碱性溶液的浓度为1-1.2mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法,其特征在于:所述海蛎壳粉的粒径为100-120目,所述沸石粉的粒径为150-200目,所述硅藻泥的粒径为10-20目。
5.一种有机肥料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一,将权利要求1至4任一项所述的改良剂与畜禽粪污混合均匀加入到厌氧发酵反应器中,接种厌氧发酵微生物,进行厌氧培养;
步骤二,待产气结束后,将改良剂和沼渣混合物从发酵反应器中取出,进行脱水处理;
步骤三,将脱水后的改良剂和沼渣混合物自然风干进行粉碎处理,以得到有机肥料。
6.根据权利要求5所述的一种有机肥料的制备方法,其特征在于:步骤一中,厌氧培养的温度为35-38℃,发酵时间为12-16天。
7.根据权利要求5所述的一种有机肥料的制备方法,其特征在于:所述改良剂加入的浓度为70-90g/L。
8.根据权利要求5所述的一种有机肥料的制备方法,其特征在于:步骤一中,接种厌氧发酵微生物的体积比为20%。
9.根据权利要求5所述的一种有机肥料的制备方法,其特征在于:步骤一中,厌氧发酵微生物来自厌氧发酵反应器,包括水解细菌、产酸菌、产乙酸菌、产甲烷古菌中的一种或多种。
10.根据权利要求5所述的一种有机肥料的制备方法,其特征在于:步骤二中,改良剂和沼渣混合物脱水后的含水量为30-40%。
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