[发明专利]一种用高浓度有机废水生产液态水溶碳肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机废水资源化利用的方法，特别是涉及一种液态水溶碳肥的制造方法。

背景技术

众所周知，碳是作物六个“大量元素”之首，理应成为作物施肥的重中之重。可是除了碳酸氢铵和尿素，其他化学肥料都不含碳。而碳酸氢铵由于含氮量低，且容易挥发，越来越被“边缘化”。尿素中含碳仅20%，其所含的碳还不足氮的一半，与其第一号“大量元素”的地位极不相称。长期以来有一种误判，以为空气中有用之不尽的二氧化碳，能被作物吸收，没必要专门给作物施碳肥。既然人们忽略了补充碳的重要性，“碳短板”就产生了。这样就可以解释为什么有机质含量低的土地化肥利用率很低的现象，也就是说，“碳”太少，其他化肥施再多也没用。另一方面，人们常常把因果倒置过来，认为土壤板结所以土壤生物多样性受破坏。其实应该是：因土壤微生物不能繁殖，所以土壤才板结。土壤微生物为什么不能繁殖，就是缺碳。土壤中碳氮比太小，多数有益微生物连起码的生存条件都没有，还谈什么繁殖？

近年来也有一些人认识到碳肥的重要性，在大棚种植中，向大棚泵入二氧化碳气体，有一些增产作用，但增长幅度达不到显著水平。可见用气体二氧化碳作为根部吸收的碳肥，是不能令人满意的。我们从无土栽培营养液加入碳肥后作物表现出来的显著增产效果判断：作物光靠叶片气孔吸收二氧化碳，绝对不能满足其对大量元素——碳的需求，作物内物质的电化学反应使营养元素形成作物的细胞，大量营养物质还是来自根部吸收，其中包括碳。根部吸收碳的作用，是气孔吸收二氧化碳所不能完全替代的。

用什么做碳肥的载体？本来有机肥是最廉价最大量的碳肥载体，我们本应向有机肥求碳，但是我国肥料界几十年经典的有机肥生产工艺是：“好氧高温发酵——多次翻堆——高温烘干”，甚至“加水造粒——高温烘干”，这种工艺使物料中的碳大量转化为二氧化碳排放掉，幸存的碳也因为高温而钝化为大分子腐殖质。所以有机肥就“变态”为慢性肥料，因为这些腐殖质要经长时间微生物分解才能逐渐释放出水溶碳来。至今这种工艺还在整个有机肥——有机无机复混肥料界占绝对主导地位。用这种工艺生产的有机肥料，还有多少能水溶而被作物吸收的碳肥呢？

也有人向固态炭粉求碳，但得到的碳在水中仅是混悬物，不能形成真溶液。也有人得到纳米碳，这是绝佳的碳肥，但制造工艺极为复杂，短期内大规模推广应用难度很大。

酒精生产废水、味精生产废水、酵母生产废水和造纸黑液、垃圾填堆场渗滤液等高浓度有机废水中含有丰富的水溶有机质，这些物质是介于黑腐酸与棕腐酸之间的有机物，这是不能直接用于土壤施肥的物质。多年来不断有人利用其参与制造肥料，但从没人把它制造成真正实用而又功效显著的碳肥。

发明内容

本发明旨在提供一种用高浓度有机废水生产液态水溶碳肥的方法。该方法能制造出直接被农作物和土壤微生物吸收的碳肥，且制造工艺简单生产成本低。

本发明的技术方案是：一种用高浓度有机废水生产液态水溶碳肥的方法，其特征在于：在装有含水率在50%-60%、有机质含量占总重量20-25%的高浓度有机废水的搅拌罐底部输进浓硝酸和双氧水并开动搅拌罐内的搅拌桨，搅拌45-60分钟，废水中的有机大分子团在搅拌中受到强氧化快速裂解为小分子团；搅拌过程中搅拌罐内液料产生的泡沫导流到消泡池中自然消泡，成为清液后排入散热贮液池；搅拌罐内大部分液料在搅拌结束、气泡消失后成为体积稳定的热清液，再排入散热贮液池；散热贮液池内的热清液自然降温，就成为全溶于水并且扩散、渗透能力强的液态水溶碳肥，其含碳量为131-171g/L。

高浓度有机废水在搅拌的过程中受到强氧化剂的激烈氧化，废水中的有机大分子团快速裂解为小分子团，这种小分子团能快速水溶和扩散渗透，是容易被农作物和土壤微生物吸收的有机质。由于这种水溶有机质的主要有效成分是水溶碳，故定义为水溶碳肥。其加工设备和工艺简单，所以生产成本低。该水溶碳肥可直接应用于农作物的浇灌，冲施，也可以同其他无机营养液混合进入管道输送和滴灌，喷施，应用范围广泛、使用价值很高。

所述的高浓度有机废水为经浓缩的酒精生产废水、经浓缩的味精生产废水、经浓缩的酵母生产废水、经浓缩的造纸黑液和经浓缩的垃圾填埋渗滤液中的任一种。

所述浓硝酸的浓度为95%，用量为高浓度有机废水重量的2%；所述双氧水的浓度为83%，用量为高浓度有机废水重量的4%。如浓硝酸或双氧水浓度有变，则折算成上述浓度值反算用量。

所述搅拌罐内搅拌桨的转速为120-180转/分钟。这样低的搅拌桨转速，简单的传动机构就很容易实现，因而设备成本低。运行费用低，附加在产品上的设备费低。