CN114195563B - 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

一种有机肥料及基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法 Download PDF

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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

一种有机肥料及基于海蛎壳制备厌氧发酵改良剂的方法
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 (8)

1.一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；
所述改良剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将海蛎壳清洗、干燥、研磨过筛，得海蛎壳粉；
步骤2，将沸石研磨过筛得沸石粉；
步骤3，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4，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；
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。
2.根据权利要求1所述的一种有机肥料的制备方法，其特征在于：步骤3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所述的一种有机肥料的制备方法，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。
4.根据权利要求1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。
5.根据权利要求1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。
6.根据权利要求1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%。
7.根据权利要求1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。
8.根据权利要求1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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