WO2016115964A1 - 一种生态氮肥及制备方法 - Google Patents

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WO2016115964A1
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nitrogen fertilizer
sludge
ecological
fertilizer
parts
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PCT/CN2015/099660
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English (en)
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Inventor
陈庆
孙丽枝
叶任海
陈兵
Original Assignee
成都新柯力化工科技有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G3/00—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity
    • C05G3/80—Soil conditioners

Definitions

  • the present invention belongs to the field of fertilizers for crops, and more particularly to an ecological nitrogen fertilizer and a preparation method thereof.
  • Ecological fertilizer is an environmentally friendly fertilizer, which contains a large amount of organic matter. It can promote the activity of microorganisms in the soil, enhance the ability of crops to resist stress and disease, reduce crop weight, and can effectively alleviate continuous cropping obstacles. Improve the quality of agricultural products; improve soil structure, increase soil porosity, improve soil permeability, prevent soil compaction, enhance soil microbial and crop root respiration, promote crop growth, and improve soil fertility; Water loss and evaporation, alleviate the pressure of drought, protect fertilizer, reduce fertilizer, reduce salt and alkali damage, reach the same level of nutrition, and improve soil function.
  • the sludge contains the nitrogen and potassium elements needed by the crops to provide nutrients for the crops. It also contains a large amount of organic matter and beneficial microbial bacteria. In the soil, it can increase the organic carbon in the soil and promote the growth of soil microorganisms. Improve soil fertility. However, the sludge also contains a large number of parasitic eggs, various harmful bacteria and heavy metals. If it is not treated as fertilizer, it will not only damage the soil environment, but also endanger crop growth and endanger human health.
  • Nitrogen fertilizer is one of the three major nutrients needed for crops, and plays an important role in the growth of crops. However, nitrogen fertilizer is easy to lose or volatilize, and the utilization rate is low. At present, in order to improve the utilization rate of nitrogen fertilizer, various The form of slow-release nitrogen fertilizer, such as coated nitrogen fertilizer or polyurea aldehyde and other polymeric nitrogen fertilizer. To improve soil and ecological environment, some new ecological nitrogen fertilizers with sludge as fertilizer have also appeared.
  • China Invention Patent No. CN 103553816A discloses a slow-release fertilizer produced by organic fermentation and a preparation method thereof.
  • the microorganisms are used to ferment sludge, pig manure, etc., and then molasses, bran, NPK mixture is added. Calcium, magnesium, sulphur, zinc, iron, trace element fertilizer and bentonite are mixed and stirred, and granulated and dried. The harmful substances in the sludge are not effectively treated in this technology.
  • China Invention Patent No. CN 103864494A discloses a benefit
  • the method for producing high-efficiency organic compound fertilizer by using orange stalk and sludge is to smash the orange stalk, immerse it in ammonia water, and then mix it with the sludge, add the microbial agent to ferment and ferment, and then mix with the phosphate fertilizer and the potassium fertilizer.
  • China Invention Patent No. CN 1982261 discloses a long-acting compound fertilizer, which is mainly composed of sludge produced by urban domestic sewage treatment plant or industrial wastewater treatment plant and added with zeolite. After mixing, stirring, and then boring Oxygen, dry, sterilized and formulated with appropriate amount of urea or ammonium bicarbonate, and made into a long-acting organic compound fertilizer. The sludge is sterilized in this technology to remove certain parasite eggs.
  • the present invention proposes an ecological nitrogen fertilizer.
  • the ecological nitrogen fertilizer sludge is used as an ecological organic carrier.
  • the nutrient elements are mainly nitrogenous fertilizers.
  • the addition of organic titanium, surfactant and functional addition ij can combine organic matter with inorganic nitrogen fertilizer to prevent the loss of nitrogen fertilizer and improve the utilization rate of nitrogen fertilizer.
  • Peer can increase the activity of crop roots and microorganisms, promote the absorption of nutrients, balance the nutrients in the soil, improve soil compaction, and enhance soil fertility.
  • the present invention further provides a method for preparing an ecological nitrogen fertilizer, which is to sterilize and kill parasitic eggs by using high temperature sewage sludge, and deodorize the same, and then remove heavy metals in the sewage. Ion, remove moisture, add nitrogen fertilizer, combine nitrogen fertilizer with sludge in the presence of surfactant, add organic titanium and functional additive to mix well, dry to obtain the ecological nitrogen fertilizer of the invention.
  • An ecological nitrogen fertilizer according to the present invention is characterized in that: the ecological nitrogen fertilizer adopts the treated sludge to provide organic matter, and the organic titanium is added in the same manner, and the constituent raw materials are the following parts by weight:
  • nitrogen fertilizer 30 to 40 parts
  • Organic titanium 2 to 10 parts
  • Functional additive 20 to 30 parts
  • Surfactant 0.2 to 0.5 parts.
  • the sludge described above is an activated sludge of a municipal sewage treatment plant.
  • the sludge contains NPK and organic matter, and the cockroach also contains parasite eggs and a small amount of heavy metal ions.
  • the nitrogen fertilizer described above may be urea, ammonium salts, nitrates, and any combination thereof.
  • the organic titanium described above is a humic acid chelated organic titanium.
  • the surfactant described above is any one of the following: N-formylalkyliminodiblock copolymer, polyoxyethylene methacrylate-acrylonitrile graft copolymer, N-A
  • the acylalkyl imino diblock copolymer and the polyoxyethylene methacrylate-acrylonitrile graft copolymer are amphiphilic comb copolymers having an amino group, a carboxyl group and a hydroxyl group in the molecular chain, which can be combined with nitrogen fertilizer
  • the chemical combination of amide nitrogen and ammonia ion can stabilize nitrogen fertilizer, and the same can reduce the surface tension of sludge, prevent the loss of nitrogen fertilizer, and improve the utilization rate of nitrogen fertilizer.
  • the functional additive described above is a combination of the following materials: zeolite, limestone, kaolin, starch, orange stalk.
  • the zeolite has a particle size of 50 to 80 mesh, and the orange stalk has a particle size of 3 to 7 cm.
  • An ecological nitrogen fertilizer according to the present invention is characterized in that the preparation method has the following steps:
  • the heavy metal is removed by using clean water.
  • the sludge used in the present invention is activated sludge after treating urban domestic sewage, so the heavy metal content is relatively low, and the sludge can be used in the clear water by mechanical stirring. Separately separated from heavy metal ions, the heavy metal ions are released from the sludge in the water, and then subjected to solid-liquid separation to obtain a liquid containing heavy metal ions.
  • the medical stone is a natural mineral, which has strong adsorption to heavy metals, and adsorbs heavy metal ions at a temperature of 40 to 60 ° C, which can greatly reduce the content of heavy metals in heavy metal liquids. Remove the purpose of heavy metals.
  • the liquid in the step (2) is mixed with the sludge, and in the stirring extraction in the step (1), the soluble organic matter and the beneficial microbial bacteria in the sludge are dissolved in the water. It is filtered together with heavy metal ions, thus leaving most of the water-soluble nutrients in the heavy metal liquid.
  • the plasma reactor used in the plasma irradiation has an input power of 1000 W to 5000 W, a frequency of 10-20 KHZ, an irradiation temperature of 25 ° C to 35 ° C, and an input gas source pressure of 0.008 MPa to 0.020 MPa.
  • the gas used in the plasma is selected from nitrogen gas, and the free electrons in the nitrogen gas are accelerated to obtain high energy, which can break the wall of the sludge cells, transfer the energy of each substance, increase the internal movement rate, promote the decomposition of organic matter, and promote the anaerobic digestion reaction.
  • the plasma breaks the cell wall of the sludge, and the organic matter can be quickly decomposed into small molecular organic substances, and some microbial nutrients in the sludge are provided to promote the reproduction.
  • parasite eggs and microorganisms can be killed, and high temperature bacteria can accelerate the decomposition of organic matter in sludge and promote sludge ripening under high temperature conditions.
  • the present invention relates to an ecological nitrogen fertilizer and a preparation method thereof, which utilizes activated sludge of a municipal sewage treatment plant as a main carrier of nitrogen fertilizer, and uses a surfactant to combine nitrogen fertilizer with activated sludge by means of chemical bond energy, thereby preventing nitrogen fertilizer The leaching and evaporation loss, improve the utilization of nitrogen fertilizer.
  • the same sludge contains nitrogen, phosphorus, potassium, trace elements, various beneficial microbial bacteria and a large amount of organic matter.
  • the same nutrients in the crop can also provide nutrients for the microorganisms in the soil, promote the activity of soil microorganisms, and improve the soil. Permeability, enhance soil fertility.
  • organic titanium can also improve the activity of fertilizers and crop roots. Sexuality promotes the absorption of fertilizer by crop roots and increases crop yield. Adding functional additives can improve the soil, balance the nutrients in the soil, maintain the moisture content of the soil, and prevent drought.
  • the present invention relates to an ecological nitrogen fertilizer and a preparation method thereof, and the outstanding features and beneficial effects thereof are as follows:
  • [0032] Using the activated sludge of the municipal sewage treatment plant as an organic matter, first remove heavy metals and parasite eggs, activate organic matter and microorganisms in the sludge, and then chemically bond with nitrogen fertilizer in the presence of a surfactant.
  • the combination of energy can prevent the loss of nitrogen fertilizer, increase the utilization rate of nitrogen fertilizer, and achieve the purpose of slow release of nitrogen fertilizer. It solves the secondary pollution caused by sludge to the environment, prevents sludge from polluting groundwater and the environment, ensures the safety of fertilizers, and reduces the harm to crops and human health.
  • the sludge contains nitrogen, phosphorus, potassium, trace elements, various beneficial microbial bacteria and a large amount of organic matter, which can reduce the application amount of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers, and can also provide microorganisms in the soil while providing nutrients of crop nutrients.
  • the addition of organic titanium and functional additives not only can improve the activity of fertilizers and crop roots, promote the absorption of fertilizers in crop roots, increase crop yields, improve soil, balance nutrients in soil, and maintain soil The moisture content, to prevent drought, to achieve the purpose of water retention.
  • the substance used in the invention has good biodegradability and does not pollute the environment, and long-term use can improve environmental pollution.
  • the nitrogen fertilizer is urea
  • the preparation method of the ecological nitrogen fertilizer comprises the following steps:
  • the plasma reactor used has a plasma gas of nitrogen, an input power of 1000 W to 5000 W, a frequency of 10 to 20 KHZ, an irradiation temperature of 25 ° C to 35 ° C, and an input gas source pressure of 0.008 MPa to 0.020 MPa.
  • An ecological nitrogen fertilizer the composition of each of which is the following parts by weight:
  • the nitrogen fertilizer is ammonium phosphate
  • the surfactant is selected from the group consisting of N-formylalkyliminodiblock copolymers.
  • the preparation method of the ecological nitrogen fertilizer comprises the following steps:
  • the plasma reactor used has a plasma gas of nitrogen, an input power of 1000 W to 5000 W, a frequency of 10 to 20 KHZ, an irradiation temperature of 25 ° C to 35 ° C, and an input gas source pressure of 0.008 MPa to 0.020 MPa.
  • the nitrogen fertilizer is potassium nitrate
  • the surfactant is selected from the group consisting of polyoxyethylene methacrylate-acrylonitrile graft copolymer.
  • the preparation method of the ecological nitrogen fertilizer comprises the following steps:
  • step (3) mixing the aqueous sludge in step (1) and the liquid in step (2) into a closed stirred reactor, mixing the reaction, setting the stirring rate to 20 r / mi n ⁇ 50 r / min, Under this condition, using plasma After the irradiation for 2 ⁇ 5min, the irradiation is stopped, the temperature of the reaction kettle is set to 130 ⁇ 160 °C, the pressure is set to 0.1M pa ⁇ 0.3Mpa, and the reaction is carried out for 3 ⁇ 5h under these conditions;
  • the plasma reactor used has a plasma gas of nitrogen gas, an input power of 1000 W to 5000 W, a frequency of 10 to 20 KHZ, an irradiation temperature of 25 ° C to 35 ° C, and an input gas source pressure of 0.008 MPa to 0.020 MPa.
  • An ecological nitrogen fertilizer the composition of each of which is the following parts by weight:
  • the nitrogen fertilizer is ammonium nitrate
  • the composition and ratio of the functional additive are zeolite: limestone: kaolin: starch
  • the surfactant is selected from the group consisting of N-formylalkyliminodiblock copolymers.
  • the preparation method of the ecological nitrogen fertilizer comprises the following steps:
  • the plasma reactor used has a plasma gas of nitrogen, an input power of 1000 W to 5000 W, a frequency of 10 to 20 KHZ, an irradiation temperature of 25 ° C to 35 ° C, and an input gas source pressure of 0.008 MPa to 0.020 MPa.
  • the nitrogen fertilizer is urea
  • the surfactant is selected from the group consisting of polyoxyethylene methacrylate-acrylonitrile graft copolymer.
  • the preparation method of the ecological nitrogen fertilizer comprises the following steps:
  • the plasma reactor used has a plasma gas of nitrogen, an input power of 1000 W ⁇ 5000 W, a frequency of 10-20 KHZ, an irradiation temperature of 25 ° C to 35 ° C, and an input gas source pressure of 0.008 MPa to 0.020 MPa.
  • the ecological nitrogen fertilizer of the invention adopts sludge treated by urban domestic sewage as organic matter, and is rich in nutrients.
  • the combination with nitrogen fertilizer can increase the utilization rate of nitrogen fertilizer, increase organic matter in soil, promote soil microbial activity, enhance crop resistance and disease resistance, and improve soil. Structure and fertility, promote crop growth; Tongji can reduce the pollution of sludge to the environment, secondary use of sludge, return to nature, safe for humans, animals, environment, non-toxic, is a green and environmentally friendly ecological fertilizer. .

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Abstract

本发明属于农作物肥料领域，具体涉及一种生态氮肥及制备方法。本发明其主要组成为污泥、氮肥、有机钛、微量元素、功能添加剂和表面活性剂。本发明的中首先对污泥进行除臭杀菌和去除重金属的处理，再与氮肥在表面活性剂的存在下进行结合后，加入有机钛和功能添加剂进行充分混合，干燥即得该生态氮肥。该生态氮肥以城市生活污水处理的污泥作为有机质，营养丰富全面，与氮肥结合可提高氮肥的利用率，增加土壤中的有机质，促进土壤微生物活性，增强作物抗逆抗病能力，改善土壤结构和肥力，促进作物生长；同时可以减少污泥对环境的污染，污泥二次利用，回归自然，对人、畜、环境安全、无毒，是一种绿色环保型的生态肥料。

Description

一种生态氮肥及制备方法 技术领域
[0001] 本发明属于农作物的肥料领域， 更确切的说是涉及一种生态氮肥及其制备方法 背景技术
[0002] 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； 同吋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， 达到提供营养的同吋， 改善土壤的作用。
[0003] 近年来， 在国家节能减排的政策推动下， 城市污水环境治理取得显著成就， 但 是污水处理后的大量污泥还未得到有效处理， 易对地下水和土壤造成二次污染 ， 危害公众健康。 污泥中含有作物需要的氮和钾元素， 可为作物提供营养元素 ， 同吋还含有大量的有机质以及有益微生物菌， 施入在土壤中可增加土壤中的 有机碳， 促进土壤微生物的繁殖， 改善土壤肥力。 但是污泥中同样含有大量的 寄生虫卵、 各种有害菌种和重金属， 如果不加以处理作为肥料施入农田中， 不 仅会对土壤环境造成破坏， 还会危害作物生长， 危害人类健康。
[0004] 氮肥是作物所需的三大营养元素之一， 且对作物的生长起着十分重要的作用， 但是氮肥易流失或挥发， 利用率低， 目前为了提高氮肥的利用率， 出现了各种 形态的缓释氮肥， 如包膜氮肥或者聚脲醛等高分子氮肥。 改善土壤和生态环境 ， 目前也出现了一些以污泥作为肥料的新型生态氮肥。 中国发明专利公幵号 CN 103553816A公幵了一种利用有机发酵生产缓释肥料及其制备方法， 现利用微生 物菌对污泥、 猪粪等进行发酵， 再加入糖蜜、 麸皮、 氮磷钾混合物、 钙镁硫锌 铁微量元素肥和膨润土进行混合与搅拌， 造粒干燥即得， 该技术中并未对污泥 中的有害物质进行有效处理。 中国发明专利公幵号 CN 103864494A公幵了一种利 用桔秆与污泥生产高效有机复合肥的方法， 是将桔秆粉碎后浸泡于氨水中氨化 后再与污泥混合成堆， 加入微生物菌剂进行腐熟发酵后， 再与磷肥和钾肥混合 制成高效有机复合肥。 中国发明专利公幵号 CN 1982261公幵了一种长效复合肥 ， 以城市生活污水处理厂或工业废水处理厂所产生的污泥并加入沸石为主要成 分,经混合、 搅拌后,再经过厌氧、 干燥、 杀菌消毒后并配入适量的尿素或碳铵,成 球后制成的长效有机复合肥， 该技术中对污泥进行了杀菌消毒， 可去除一定的 寄生虫卵。
技术问题
[0005] 以上专利所述的以污泥作为肥料载体的有机肥， 大部分为直接混合， 未对污泥 进行处理， 对作物的生长和人类的健康有着潜在的危害； 同吋未将污泥中的有 机质与无机化肥结合， 化肥尤其是氮肥同样容易淋溶或挥发流失， 降低氮肥的 利用率。
问题的解决方案
技术解决方案
[0006] 为了解决上述的问题， 本发明提出了一种生态氮肥。 该生态氮肥污泥作为生态 有机载体， 营养元素以氮肥为主， 同吋添加有机钛、 表面活性剂以及功能添加 齐 ij， 能够将有机质和无机氮肥结合， 防止氮肥的流失， 提高氮肥利用率； 同吋 可提高作物根部以及微生物的活性， 促进对养分的吸收， 平衡土壤中的各营养 元素， 改善土壤的板结， 提升土壤的肥力。
[0007] 本发明进一步提供一种生态氮肥的制备方法， 该方法是将城市生活污水处理后 的污泥先利用高温进行杀菌和杀寄生虫卵， 同吋进行除臭， 再去除污水中的重 金属离子， 脱去水分， 加入氮肥， 在表面活性剂的存在下氮肥与污泥进行结合 ， 再加入有机钛和功能添加剂充分混合， 干燥即可得到本发明生态氮肥。
[0008] 本发明一种生态氮肥， 其特征在于： 该生态氮肥中采用进行处理后的污泥提供 有机质， 同吋添加有机钛， 其组成原料为以下重量份：
[0009] 污泥： 30~40份，
[0010] 氮肥： 30~40份，
[0011] 有机钛： 2~10份， [0012] 功能添加剂： 20~30份，
[0013] 表面活性剂： 0.2~0.5份。
[0014] 上述所述的污泥为城市生活污水处理厂的活性污泥。 该污泥中含有氮磷钾元素 以及有机质， 同吋还含有寄生虫卵和少量重金属离子。
[0015] 上述所述的氮肥可为尿素、 铵盐、 硝酸盐和它们的任意组合物。
[0016] 上述所述的有机钛为腐殖酸螯合有机钛。
[0017] 上述所述的表面活性剂为以下物质中任意一种： N-甲酰烷基亚氨基二嵌段共聚 物， 聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物， N-甲酰烷基亚氨基二嵌段共聚 物和聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物为两亲性梳状共聚物， 其分子链 上含有氨基、 羧基和羟基， 能够与氮肥中的酰胺氮和氨根离子发生化学结合， 稳定氮肥， 同吋还可降低污泥的表面张力， 防止氮肥流失， 提高氮肥的利用率
[0018] 上述所述的功能添加剂为以下几种物质的组合物： 沸石， 石灰石， 高岭土， 淀 粉， 桔秆。 其比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉： 桔秆 =2~4:1~5: 1~3: 1~2： 5~
10， 其中所述的沸石其粒度为 50~80目， 所述的桔秆粒度为 3~7cm。
[0019] 本发明一种生态氮肥， 其特征在于： 其制备方法具有以下步骤：
[0020] ( 1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水， 采用机 械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和含水污泥；
[0021] (2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属液体体积 的 5<¾~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/min~80r/min， 温度设 置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液体；
[0022] (3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭搅拌反应 器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条件下， 利用等离子体 对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜温度为 130~160°C， 压强设为 0.1M pa~0.3Mpa, 在此条件下反应 3~5h;
[0023] (4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定温度为 40
~60°C, 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内； [0024] (5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中， 充分搅 拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[0025] 上述步骤 （1) 中用清水对重金属进行去除， 本发明所用的污泥为处理城市生 活污水后的活性污泥， 因此重金属含量相对较低， 在清水中利用机械搅拌可将 污泥和重金属离子充分分离， 使重金属离子从污泥的包裹中游离在水中， 再进 行固液分离， 可得到含重金属离子的液体。
[0026] 上述步骤 （2) 中， 麦饭石是天然矿物， 对重金属具有很强的吸附， 在 40~60°C 的温度下吸附重金属离子， 可大大降低重金属液体中重金属的含量， 以达到除 去重金属的目的。
[0027] 上述步骤 （3) 中， 将步骤 （2) 中的液体与污泥混合， 因在步骤 （1) 中的搅 拌提取中， 污泥中的可溶性有机物和有益微生物菌会溶解在水中， 与重金属离 子一起被过滤， 因此在重金属液体中残留大部分可水溶的营养物质。 其中所用 等离子体照射中所使用的等离子体反应器， 其输入功率为 1000W~5000W,频率为 10-20KHZ, 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa。 该等 离子体所用气体选用氮气， 氮气中的自由电子被加速， 获得高能量， 可使污泥 细胞破壁， 传递各物质能量， 提高内部运动速率， 促进有机物的分解， 促进厌 氧消化反应。
[0028] 上述步骤 （3) 中， 等离子体破除污泥细胞壁的同吋还可使部分有机物迅速分 解为小分子有机物， 提供污泥中的部分微生物营养， 促进其繁殖。 在高温高压 的条件下， 可杀死寄生虫卵和微生物， 同吋耐高温细菌在高温的条件下， 可加 速对污泥中有机物的分解， 促进污泥的熟化。
[0029]
[0030] 本发明一种生态氮肥及其制备方法， 利用城市生活污水处理厂的活性污泥作为 氮肥的主要载体， 利用表面活性剂将氮肥与活性污泥通过化学键能的方式结合 ， 可防止氮肥的淋溶和挥发流失， 提高氮肥的利用率。 同吋污泥中含有氮磷钾 、 微量元素、 各种有益微生物菌和大量的有机质， 在提供作物营养物质的同吋 还能够为土壤中微生物提供营养物质， 促进土壤微生物的活性， 改善土壤的通 透性， 提升土壤的肥力。 加入的有机钛能够同样能够提高肥料和作物根部的活 性， 促进作物根部对肥料的吸收， 使作物增产。 加入的功能添加剂能够改善土 壤， 平衡土壤中的营养元素， 保持土壤中的水分含量， 防止干旱。
发明的有益效果
有益效果
[0031] 本发明一种生态氮肥及其制备方法， 其突出特点和有益效果在于：
[0032] 1、 利用城市生活污水处理厂的活性污泥作为有机质， 先对其进行重金属和寄 生虫卵去除， 活化污泥中的有机物和微生物， 再与氮肥在表面活性剂的存在下 进行化学键能的结合， 能够防止氮肥流失， 提高氮肥利用率， 达到氮肥缓释的 目的。 解决了污泥对环境造成的二次污染问题， 防止污泥对地下水和环境的污 染， 保障肥料的安全性， 减少了对作物和人类身体健康的危害。
[0033] 2、 污泥中含有氮磷钾、 微量元素、 各种有益微生物菌和大量的有机质， 可降 低氮磷钾化肥的施用量， 在提供作物营养物质的同吋还能够为土壤中微生物提 供营养物质， 促进土壤微生物的活性， 改善土壤的通透性， 改善土壤板结情况 ， 增大土壤的团粒结构， 增强作物的抗逆抗病性， 提升作物的品质， 增加土壤 中有机碳含量， 提升土壤肥力。
[0034] 3、 加入的有机钛和功能添加剂， 不仅能够提高肥料和作物根部的活性， 促进 作物根部对肥料的吸收， 使作物增产， 还能够改善土壤， 平衡土壤中的营养元 素， 保持土壤中的水分含量， 防止干旱， 达到保水的目的。
[0035] 4、 本发明所采用物质其生物降解性能好， 不会对环境造成污染， 长期使用可 改善环境污染状况。 实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0036] 实施例 1
[0037] 一种生态氮肥， 其各物质组成为以下重量份：
[0038] 污泥 30份， 氮肥 30份， 有机钛 10份， 功能添加剂 30份， 表面活性剂 0.2份。
[0039] 其中氮肥为尿素， 功能添加剂各组成及比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉: 稻禾干 =2:2: 1:2:6.
[0040] 其中的表面活性剂选为 N-甲酰烷基亚氨基二嵌段共聚物。 [0041] 生态氮肥的制备方法， 包括以下步骤：
[0042] ( 1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水， 采用机 械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和含水污泥；
[0043] (2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属液体体积 的 5<¾~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/min~80r/min， 温度设 置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液体；
[0044] (3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭搅拌反应 器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条件下， 利用等离子体 对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜温度为 130~160°C， 压强设为 0.1M pa~0.3Mpa, 在此条件下反应 3~5h;
[0045] (4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定温度为 40
~60°C, 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内；
[0046] (5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中， 充分搅 拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[0047] 所用等离子体反应器其等离子气体为氮气， 其输入功率为 1000W~5000W,频率 为 10~20KHZ， 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa。
本发明的实施方式
[0048] 实施例 2
[0049] 一种生态氮肥， 其各物质组成为以下重量份：
[0050] 污泥 35份， 氮肥 35份， 有机钛 5份， 功能添加剂 25份， 表面活性剂 0.3份。
[0051] 其中氮肥为磷酸铵， 功能添加剂各组成及比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉 ： 桔秆 =1:1:2: 1:8
[0052] 其中的表面活性剂选为 N-甲酰烷基亚氨基二嵌段共聚物。
[0053] 生态氮肥的制备方法， 包括以下步骤：
[0054] ( 1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水， 采用机 械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和含水污泥； [0055] (2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属液体体积 的 5<¾~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/min~80r/min， 温度设 置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液体；
[0056] (3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭搅拌反应 器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条件下， 利用等离子体 对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜温度为 130~160°C， 压强设为 0.1M pa~0.3Mpa, 在此条件下反应 3~5h;
[0057] (4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定温度为 40
~60°C, 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内；
[0058] (5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中， 充分搅 拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[0059] 所用等离子体反应器其等离子气体为氮气， 其输入功率为 1000W~5000W,频率 为 10~20KHZ， 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa。
[0060] 实施例 3
[0061] 一种生态氮肥， 其各物质组成为以下重量份：
[0062] 污泥 40份， 氮肥 38份， 有机钛 2份， 功能添加剂 20份， 表面活性剂 0.5份。
[0063] 其中氮肥为硝酸钾， 功能添加剂各组成及比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉 ： 稻禾干 =3:4:3: 1:5.
[0064] 其中的表面活性剂选为聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物。
[0065] 生态氮肥的制备方法， 包括以下步骤：
[0066] ( 1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水， 采用机 械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和含水污泥；
[0067] (2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属液体体积 的 5<¾~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/min~80r/min， 温度设 置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液体；
[0068] (3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭搅拌反应 器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条件下， 利用等离子体 对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜温度为 130~160°C， 压强设为 0.1M pa~0.3Mpa, 在此条件下反应 3~5h;
[0069] (4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定温度为 40
~60°C, 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内；
[0070] (5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中， 充分搅 拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[0071] 所用等离子体反应器其等离子气体为氮气， 其输入功率为 1000W~5000W,频率 为 10~20KHZ， 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa。
[0072] 实施例 4
[0073] 一种生态氮肥， 其各物质组成为以下重量份：
[0074] 污泥 35份， 氮肥 40份， 有机钛 5份， 功能添加剂 20份， 表面活性剂 0.45份。
[0075] 其中氮肥为硝酸铵， 功能添加剂各组成及比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉
： 稻禾干 =4:5:2:2: 10.
[0076] 其中的表面活性剂选为 N-甲酰烷基亚氨基二嵌段共聚物。
[0077] 生态氮肥的制备方法， 包括以下步骤：
[0078] ( 1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水， 采用机 械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和含水污泥；
[0079] (2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属液体体积 的 5<¾~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/min~80r/min， 温度设 置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液体；
[0080] (3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭搅拌反应 器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条件下， 利用等离子体 对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜温度为 130~160°C， 压强设为 0.1M pa~0.3Mpa, 在此条件下反应 3~5h;
[0081] (4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定温度为 40
~60°C, 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内； [0082] (5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中， 充分搅 拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[0083] 所用等离子体反应器其等离子气体为氮气， 其输入功率为 1000W~5000W,频率 为 10~20KHZ， 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa。
[0084] 实施例 5
[0085] 一种生态氮肥， 其各物质组成为以下重量份：
[0086] 污泥 40份， 氮肥 30份， 有机钛 8份， 功能添加剂 22份， 表面活性剂 0.4份。
[0087] 其中氮肥为尿素， 功能添加剂各组成及比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉： 稻禾干 =2:3:3:2: 10.
[0088] 其中的表面活性剂选为聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物。
[0089] 生态氮肥的制备方法， 包括以下步骤：
[0090] (1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水， 采用机 械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和含水污泥；
[0091] (2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属液体体积 的 5<¾~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/min~80r/min， 温度设 置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液体；
[0092] (3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭搅拌反应 器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条件下， 利用等离子体 对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜温度为 130~160°C， 压强设为 0.1M pa~0.3Mpa, 在此条件下反应 3~5h;
[0093] (4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定温度为 40
~60°C, 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内；
[0094] (5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中， 充分搅 拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[0095] 所用等离子体反应器其等离子气体为氮气， 其输入功率为 1000W~5000W,频率 为 10~20KHZ， 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa。 工业实用性 本发明生态氮肥以城市生活污水处理的污泥作为有机质， 营养丰富全面， 与氮 肥结合可提高氮肥的利用率， 增加土壤中的有机质， 促进土壤微生物活性， 增 强作物抗逆抗病能力， 改善土壤结构和肥力， 促进作物生长； 同吋可以减少污 泥对环境的污染， 污泥二次利用， 回归自然， 对人、 畜、 环境安全、 无毒， 是 一种绿色环保型的生态肥料。 。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种生态氮肥及其制备方法， 其特征在于： 该生态氮肥中采用进行处 理后的活性污泥提供有机质， 同吋添加有机钛， 其组成原料为以下重 量份：
污泥： 30~40份，
氮肥： 30~40份，
有机钛： 2~10份，
功能添加剂： 20~30份，
表面活性剂： 0.2~0.5份；
该生态氮肥的是由以下步骤制得：
( 1) 将活性污泥加入至浸取灌中， 加入活性污泥重量的 5~10的清水
， 采用机械搅拌方式搅拌 l~2h后， 进行过滤， 得到含重金属的液体和 含水污泥；
(2) 向步骤 （1) 中的重金属液体加入至另一浸取灌中， 加入重金属 液体体积的 5%~10<¾的麦饭石吸附重金属， 设定机械搅拌转速为 50r/ min~80r/min, 温度设置为 40~60°C， 搅拌 2~4h后停止搅拌， 过滤得液 体；
(3) 将步骤 （1) 中的含水污泥和步骤 （2) 中的液体混合加入密闭 搅拌反应器中， 混合反应， 设定搅拌速率为 20r/min~50r/min， 在此条 件下， 利用等离子体对其进行照射 2~5min后停止照射， 设定反应釜 温度为 130~160°C， 压强设为 0.1Mpa~0.3Mpa， 在此条件下反应 3~5h
(4) 将步骤 （3) 中反应后的物质转移另一幵式搅拌反应釜中， 设定 温度为 40~60°C， 加入氮肥和表面活性剂， 在 50r/min~80r/min的转速 下保持反应 2~3h后， 脱水干燥至水分为 10<¾~15<¾以内；
(5) 将有机钛和功能添加剂加入至步骤 （4) 中的幵式搅拌反应釜中 ， 充分搅拌混合后， 干燥即可得一种生态氮肥。
[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种生态氮肥及其制备方法， 其特征在于： 其 中所述的污泥为城市生活污水处理厂的活性污泥； 所述的氮肥可为尿 素、 铵盐、 硝酸盐和它们的任意组合物； 所述的有机钛为腐殖酸螯合 有机钛； 所述的表面活性剂为以下物质中任意一种： N-甲酰烷基亚氨 基二嵌段共聚物， 聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物； 所述 的功能添加剂为以下几种物质的组合物： 沸石， 石灰石， 高岭土， 淀 粉， 桔秆。 其比例为沸石： 石灰石： 高岭土： 淀粉： 桔秆 =2~4:1~5:1 ~3:1~2： 5-10, 其中沸石粒度为 50 80目， 桔秆粒度为 3~7cm。
[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的一种生态氮肥及其制备方法， 其特征在于： 其 中步骤 （3) 所述等离子体照射中所使用的等离子体反应器， 所用气 体为氮气， 等离子体反应器的输入功率为 1000W~5000W,频率为 10~2 0KHZ, 照射温度为 25°C~35°C， 输入气源压力为 0.008MPa~0.020MPa
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