CN116969782A - 可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，包括如下步骤：S101，将有机废物进行预处理，并制浆；S102，将制浆后的有机废物然经由可控湿式催化氧化反应装置进行处理，可控湿式催化氧化反应装置对有机废物进行催化氧化；S103，待催化氧化稳定后，将催化氧化后的有机废物依次流经热交换器、闪蒸罐、储存罐和固液分离机；S104，经过固液分离机分离出来的固体部分进入固态有机肥烘干混合筒烘干，得到固体肥基，再根据不同的需求配肥；经过固液分离机分离出来的液体部分进入储罐，循环回用至步骤S101进行预处理/制浆工序，进入到可控湿式催化氧化反应装置，循环回用至有效成分达至要求后进入配肥釜配肥，配肥釜内的浆料即为液体肥基。
Description
技术领域
本发明属于有机废物制备肥料技术领域，具体涉及一种可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法。
背景技术
现有技术中，有机废物的处理往往是通过焚烧或堆肥等方式来进行，而经过焚烧或堆肥后的有机废物并不能得到很好的应用。焚烧方式将有机废物视为污染物，不仅能耗高，而且有机废物完全得不到利用。普通堆肥方式腐熟时间长、占地面积大、腐熟程度及发芽指数难以掌控、产品单一、产品价值低、二次污染大，对原料要求高、经济效益较差。因此有必要提供一种可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，进而使有机废物得到充分利用。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法。
根据本发明的一个方面，本发明的一种可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法所采用的技术方案为：
可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S101，将有机废物进行预处理，并制浆；
S102，将制浆后的有机废物然经由可控湿式催化氧化反应装置进行处理，可控湿式催化氧化反应装置对有机废物进行催化氧化；
S103，待催化氧化稳定后，将催化氧化后的有机废物依次流经热交换器、闪蒸罐、储存罐和固液分离机；
S104，经过固液分离机分离出来的固体部分进入固态有机肥烘干混合筒烘干，得到固体肥基，再根据不同的需求配肥；经过固液分离机分离出来的液体部分进入储罐，再循环回用至步骤S101进行预处理/制浆工序，以及步骤进入到可控湿式催化氧化反应装置，循环回用至有效成分达至要求后进入配肥釜配肥，配肥釜内的浆料即为液体肥基。
在一些实施方式中，所述配肥釜为电加热模式，所述循环回用的次数和添加成分根据不同的肥料需求进行调整。
在一些实施方式中，所述交换器的能量回收至预处理/制浆工序再利用，闪蒸罐的蒸汽也再次利用。
在一些实施方式中，通过调整工艺参数，利用可控湿式催化氧化装置通过不同程度的氧化可得到不同的固体肥基和液体肥基，可在调试阶段反应温度与压力稳定后每隔3分钟取样并记录浆料与空气进量，检测液态产物糖类、氨基酸、腐植酸含量，确定最优运行参数。
在一些实施方式中，所述工艺参数至少包括反应温度、反应压力、停留时间和充氧量，反应温度、反应压力、停留时间和充氧量，需根据物料种类和产品肥料的糖类、氨基酸、腐植酸含量确定。
在一些实施方式中，所述步骤S104中，通过滚筒式干燥混合机干燥并掺入一定比例的生物菌种可制成生物有机肥料，掺入一定比例的生物菌种及大量元素肥料，则可制成复合微生物肥料，所述生物菌为巨大芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、哈茨木霉菌、解淀粉芽抱杆菌、淡紫拟青霉菌中的一种或几种，有效活菌数25亿/g；所述大量元素肥料指氮肥、磷肥和钾肥，可使用尿素、磷酸氢二铵、硝酸钾等配肥。
在一些实施方式中，所述步骤S104中，液体肥基来源于生物质精炼，富含各种中微量元素，可充分利用生物质中有用的氨基酸成分或生成大量腐植酸，在特定温度下掺入一定比例的大量元素肥料可制成大量元素型含腐植酸水溶肥，在特定温度下掺入一定比例的氨基酸及中量或微量元素肥料可分别制成中量元素型含氨基酸水溶肥或微量元素型含氨基酸水溶肥。
在一些实施方式中，所述大量元素型含腐植酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为深度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到95％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性腐植酸的液体肥基；在特定温度下在肥基中添加一定比例的大量元素肥料、黄腐酸钾、月桂醇、表面活性剂、农用填充料、改性纤维素增稠剂等进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装。
所述中量元素型含氨基酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为轻度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到80％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性氨基酸及腐植酸的液体肥基；测定肥基中氨基酸、钙元素、镁元素的含量，根据测定值在特定温度下在肥基中添加相应比例的氨基酸、螯合钙、螯合镁、月桂醇、表面活性剂、农用填充料、改性纤维素增稠剂等进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装，所述中量元素指钙、镁中的一种或两种。
所述微量元素型含氨基酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为轻度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到80％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性氨基酸及腐植酸的液体肥基；测定肥基中氨基酸的含量，根据测定值在特定温度下在肥基中添加相应比例的氨基酸、螯合铁、螯合锌、螯合铜、月桂醇、表面活性剂、农用填充料、改性纤维素增稠剂等进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装，所述微量元素指铁、锰、锌、铜、硼、钼中一种或几种。
本发明的有益效果为：
通过本发明的方法，可以制得固体肥基和液体肥基，即而在固体肥基加入生物菌种可制成生物有机肥料，在固体肥基中加入生物菌种及大量元素肥料则可制成复合微生物肥料，在特定温度下液体肥基中加入一定比例的大量元素肥料可制成大量元素型含腐植酸水溶肥，在特定温度下掺入一定比例的氨基酸及中量或微量元素肥料可分别制成中量元素型含氨基酸水溶肥或微量元素型含氨基酸水溶肥。
因此，可以使有机废物中的有用成分进行充分转化与利用，大大提升了有机废物的有效利用率及利用价值。
利用可控湿式催化氧化法制得的固体肥基和液体肥基配制不同功能的肥料，具有以下优势：
(1)可控湿式催化氧化法处理有机废物，生物质中的木质素等有机物转化为腐植酸，纤维素则被保留并充分松解，因此制得的固态肥基中含有大量黑腐酸及松解的纤维素，不但有机质含量高，吸水持水保肥持肥性能也得到极大提高，这是一般堆肥不能比的。
(2)可控湿式催化氧化法处理有机废物，生物质中的大量元素、中微量元素得到转化、活化并溶于液相中，木质素等有机物则被转化为黄腐酸溶于液相中，通过不同程度的氧化稳定，亦可使生物质中的蛋白质水解为氨基酸，因此制得的液态肥基中含有多种有效成分，营养成分丰富且平衡，这是一般人工配肥不能比的。
(3)可控湿式催化氧化法处理有机废物，其中的有毒有害物质及易分解有机物已被充分去除，因此制得的固态肥基和液态肥基不含有抗生素、病毒病菌、激素等有毒有害物质，稳定性好，腐熟程度高，对作物毒害小，发芽指数高。
(4)本法制得的固态肥基和液态肥基，与添加的大量元素肥料、中微量元素肥料及其他添加成分均能够有机融合，融合度好且具备缓释功能，不易腐败变质，无刺激性气味，感观性状优良，与传统制肥方法生产的产品相比具有更大的优势。
(5)本法制得的固态肥基和液态肥基，可根据不同需求分别配制多种有机肥料，其中固态有机肥料指生物有机肥料及复合微生物肥料，液态有机肥料指大量元素型含腐植酸水溶肥、中量元素型含氨基酸水溶肥及微量元素型含氨基酸水溶肥，灵活性强、经济价值更高。
附图说明
图1为固态肥料：复合微生物肥(NY/T 798–2015)或生物有机肥料(NY 884–2012)及液态肥料：含腐植酸水溶肥(液体大量元素型、NY1106–2010)的生产工艺流程图。
图2为固态肥料：复合微生物肥(NY/T 798–2015)或生物有机肥料(NY 884–2012)及液态肥料：含氨基酸水溶肥(中量或微量元素型，NY 1429-2010)生产工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的目的在于提供一种控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，从而解决现有技术存在的问题。
可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，包括如下步骤：
S101，将有机废物进行预处理，并制浆；
S102，将制浆后的有机废物然经由可控湿式催化氧化反应装置进行处理，可控湿式催化氧化反应装置对有机废物进行催化氧化；
S103，待催化氧化稳定后，将催化氧化后的有机废物依次流经热交换器、闪蒸罐、储存罐和固液分离机；
S104，经过固液分离机分离出来的固体部分进入固态有机肥烘干混合筒烘干，得到固体肥基，再根据不同的需求配肥；经过固液分离机分离出来的液体部分进入储罐，再循环回用至步骤S101进行预处理/制浆工序，以及步骤进入到可控湿式催化氧化反应装置，循环回用至有效成分达至要求后进入配肥釜配肥，配肥釜内的浆料即为液体肥基。
本实施例中，上述的循环回用的次数和添加成分可以根据不同的肥料来进行调整。
在本实施例中，配肥釜为电加热模式，如可以是电阻加热或者电磁加热，此外，配肥釜上还可以设置有温度控制模块，根据不同的需要来控制配肥釜中的温度，循环回用的次数和添加成分根据不同的肥料需求进行调整。
在本实施例中，交换器的能量回收至预处理/制浆工序再利用，也就是说交换器的热量可以通过换热器与处理/制浆工序的设备相连，从而进行热交换，闪蒸罐的蒸汽也再次利用，相应的，闪蒸罐的热量可以通过换热器与处理/制浆工序的设备相连，从而进行热交换，并达到节能减排的效果。
在本实施例中，储存罐中的浆料无农药残留，不含抗生素、生长激素、重金属、病毒及寄生虫卵等有毒有害物质，且该工艺可以最大限度的保留和活化生物质中有利于作物生长的有效成分，为后续配备多种符合国标的肥料提供保障。
在本实施例中，通过调整工艺参数，利用可控湿式催化氧化装置通过不同程度的氧化可得到不同的固体肥基和液体肥基，可在调试阶段反应温度与压力稳定后每隔3分钟取样并记录浆料与空气进量，检测液态产物糖类、氨基酸、腐植酸含量，确定最优运行参数。
在本实施例中，工艺参数至少包括反应温度、反应压力、停留时间和充氧量，反应温度、反应压力、停留时间和充氧量需根据物料种类和产品肥料的糖类、氨基酸、腐植酸含量确定。
在本实施例中，上述的步骤S104中，固体肥基有机质含量高，不含杂菌及其他有毒有害物质，对作物毒害小，易脱水干燥；通过滚筒式干燥混合机干燥并掺入一定比例的生物菌种可制成生物有机肥料，掺入一定比例的生物菌种及大量元素肥料，即可制成复合微生物肥料，生物菌为巨大芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、哈茨木霉菌、解淀粉芽抱杆菌、淡紫拟青霉菌中的一种或几种，有效活菌数25亿/g；大量元素肥料指氮肥、磷肥和钾肥，可使用尿素、磷酸氢二铵、硝酸钾等配肥。
(1)上述的复合微生物肥的制备方法：取固态有机肥肥基，按照一定比例向固态有机肥烘干混合筒中加入生物菌和大量元素肥料混合并搅拌均匀后，定量包装即可得到符合国标NY/T 798–2015的商品复合微生物肥。
(2)上述的生物有机肥的制备方法：取固态有机肥肥基，按照一定比例向固态有机肥烘干混合筒中加入生物菌混合并搅拌均匀后，定量包装即可得到符合国标NY 884–2012的商品生物有机肥。
在本实施例中，步骤S104中，液体肥基来源于生物质精炼，富含各种中微量元素，可充分利用生物质中有用的氨基酸成分或生成大量腐植酸，在特定温度下掺入一定比例的大量元素肥料可制成大量元素型含腐植酸水溶肥，在特定温度下掺入一定比例的氨基酸及中量或微量元素肥料可分别制成中量元素型含氨基酸水溶肥或微量元素型含氨基酸水溶肥。
在本实施例中，大量元素型含腐植酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为深度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到95％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性腐植酸的液体肥基；在特定温度下在肥基中添加一定量的大量元素肥料、黄腐酸钾、月桂醇(10％-20％)、壳聚糖(2％-5％)、表面活性剂(1％-3％)、农用填充料(15％-30％)、改性纤维素增稠剂(1％-2％)进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装。
含腐殖酸水溶肥料(大量元素型)国标要求：腐殖酸含量≧30g/L,大量元素含量≧200g/L。检测液体肥基中腐殖酸与大量元素的含量，添加大量元素及腐殖酸达到国标要求即可。
在本实施例中，中量元素型含氨基酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为轻度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到80％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性氨基酸及腐植酸的液体肥基；测定肥基中氨基酸、钙元素、镁元素的含量，根据测定值在特定温度下在肥基中添加相应比例的氨基酸、螯合钙、螯合镁、月桂醇(10％-20％)、壳聚糖(2％-5％)、表面活性剂(1％-3％)、农用填充料(15％-30％)、改性纤维素增稠剂(1％-2％)进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装，所述中量元素指钙、镁中的一种或两种。
中量元素型含氨基酸水溶肥料液体产品国标要求：游离氨基酸含量≧100g/L,中量元素含量≧30g/L。检测液体肥基中氨基酸与中量元素的含量，添加中量元素及氨基酸达到国标要求即可。
在本实施例中，微量元素型含氨基酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为轻度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到80％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性氨基酸及腐植酸的液体肥基；测定肥基中氨基酸的含量，根据测定值在特定温度下在肥基中添加相应比例的氨基酸、螯合铁、螯合锌、螯合铜、月桂醇(10％-20％)、壳聚糖(2％-5％)、表面活性剂(1％-3％)、农用填充料(15％-30％)、改性纤维素增稠剂(1％-2％)进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装，所述微量元素指铁、锰、锌、铜、硼、钼中一种或几种。
含氨基酸水溶肥料(微量元素型)液体产品国标要求：游离氨基酸含量≧100g/L,微量元素含量≧20g/L。检测液体肥基中氨基酸与微量元素的含量，添加微量元素及氨基酸达到国标要求即可。
液体肥基来源于生物质精炼，富含大量腐植酸、各种中微量元素、大量溶解性纤维素、半纤维素、氨基酸、矿物质、胶体及其他生物质水解产物，在一定温度下，加入表面活性剂后，腐植酸、氨基酸、月桂醇与肥基可形成分散均匀的水乳剂，月桂醇同时还具备杀菌抑菌作用，保证产品长期不变质，肥料喷施于作物后亦可促进作物生长和提高作物抗性。
通过本发明的方法，可以制得固体肥基和液体肥基，即而在固体肥基加入一定比例的生物菌种可制成生物有机肥料，在固体肥基加入一定比例的生物菌种及大量元素肥料则可制成复合微生物肥料，在特定温度下液体肥基中加入一定比例的大量元素肥料可制成大量元素型含腐植酸水溶肥，在特定温度下掺入一定比例的氨基酸及中量或微量元素肥料可分别制成中量元素型含氨基酸水溶肥或微量元素型含氨基酸水溶肥。
因此，可以使有机废物中的有用成分进行充分转化与利用，大大提升了有机废物的有效利用率及利用价值。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S101，将有机废物进行预处理，并制浆；
S102，将制浆后的有机废物经由可控湿式催化氧化反应装置进行处理，可控湿式催化氧化反应装置对有机废物进行催化氧化；
S103，待催化氧化稳定后，将催化氧化后的有机废物依次流经热交换器、闪蒸罐、储存罐和固液分离机；
S104，经过固液分离机分离出来的固体部分进入固态有机肥烘干混合筒烘干，得到固体肥基，再根据不同的需求配肥；经过固液分离机分离出来的液体部分进入储罐，再循环回用至步骤S101进行预处理/制浆工序，以及步骤S102进入到可控湿式催化氧化反应装置，循环回用至有效成分达至要求后进入配肥釜配肥，配肥釜内的浆料即为液体肥基。
2.根据权利要求1所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：所述配肥釜为电加热模式，所述循环回用的次数和添加成分根据不同的肥料需求进行调整。
3.根据权利要求2所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：所述交换器的能量回收至预处理/制浆工序再利用，闪蒸罐的蒸汽也再次利用。
4.根据权利要求3所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：通过调整工艺参数，利用可控湿式催化氧化装置的不同程度的氧化可得到不同的固体肥基和液体肥基，可在调试阶段反应温度与压力稳定后每隔三分钟取样并记录浆料与空气进量，检测液态产物糖类、氨基酸、腐植酸含量，确定最优运行参数。
5.根据权利要求4所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：所述工艺参数至少包括反应温度、反应压力、停留时间和充氧量，反应温度、反应压力、停留时间和充氧量，工艺参数根据物料种类和产品肥料的糖类、氨基酸、腐植酸含量确定。
6.根据权利要求5所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：所述步骤S104中，通过滚筒式干燥混合机干燥并掺入一定比例的生物菌种即可制成生物有机肥料，掺入一定比例的生物菌种及大量元素肥料，则可制成复合微生物肥料，所述生物菌为巨大芽抱杆菌、枯草芽抱杆菌、哈茨木霉菌、解淀粉芽抱杆菌、淡紫拟青霉菌中的一种或几种，有效活菌数25亿/g；所述大量元素肥料指氮肥、磷肥和钾肥，至少能使用尿素、磷酸氢二铵、硝酸钾配肥。
7.根据权利要求6所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：
所述步骤S104中，液体肥基来源于生物质精炼，富含各种中微量元素，可充分利用生物质中有用的氨基酸成分或生成大量腐植酸，在特定温度下掺入一定比例的大量元素肥料可制成大量元素型含腐植酸水溶肥，在特定温度下掺入一定比例的氨基酸及中量或微量元素肥料可分别制成中量元素型含氨基酸水溶肥或微量元素型含氨基酸水溶肥。
8.根据权利要求7所述的可控湿式催化氧化工艺处理有机废物制备肥料的方法，其特征在于：
所述大量元素型含腐植酸水溶肥的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为深度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到95％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性腐植酸的液体肥基；在特定温度下在肥基中添加一定量的大量元素肥料、黄腐酸钾、月桂醇、壳聚糖、表面活性剂、农用填充料、改性纤维素增稠剂进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装。
所述中量元素型含氨基酸水溶肥液体产品的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为轻度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到80％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性氨基酸及腐植酸的液体肥基；测定肥基中氨基酸、钙元素、镁元素的含量，根据测定值在特定温度下在肥基中添加相应比例的氨基酸、螯合钙、螯合镁、月桂醇、壳聚糖、表面活性剂、农用填充料、改性纤维素增稠剂进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装，所述中量元素指钙、镁中的一种或两种。
所述微量元素型含氨基酸水溶肥液体产品的制备方法为：储罐中的物料进行循环回用，可控湿式催化氧化装置设定为轻度氧化状态运行，直至物料的糖类去除率达到80％以上，再进入配肥釜配肥，配肥釜内得到的是富含水溶性氨基酸及腐植酸的液体肥基；测定肥基中氨基酸的含量，根据测定值在特定温度下在肥基中添加相应量的氨基酸、螯合铁、螯合锌、螯合铜、月桂醇、壳聚糖、表面活性剂、农用填充料、改性纤维素增稠剂进行配肥，将混配液恒温搅拌、混合均匀，冷却至室温成为水乳剂后定量包装，所述微量元素指铁、锰、锌、铜、硼、钼中一种或几种。
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