[发明专利]一种利用沼液制备炭基有机肥的方法

说明书

技术领域

本发明属于沼液处理与资源化利用技术领域，具体涉及一种利用沼液制备炭基有机肥的方法。

背景技术

随着我国规模化养殖的快速发展，畜禽粪便排放量急剧增长，利用沼气工程处理畜禽粪污是减少环境污染、缓解农村能源短缺的一个重要的途径。然而，沼气工程运行同时也会产生大量的沼液。如果这些沼液无法得到有效处理，随意排放将会造成严重的二次污染，如果当成废水处理，又会产生高昂的运行费用，严重制约沼气工程产业发展。沼液一般含有丰富的氮、磷、钾等营养元素和铁、铜、锰等微量元素，以及氨基酸、蛋白质、水解酶、维生素、植物生长激素(吲哚乙酸、赤霉素类、细胞分裂素等)、B族维生素类、抗生素和抗冷物质(脯氨酸、亚油酸、黄腐酸等)等，是一种优质的资源。开展沼液资源化利用是克服沼液二次污染、提升沼气工程综合效益的重要途径。

沼液的肥料化是沼液资源化利用和商品化开发研究的热点。沼液肥料化利用主要有四个途径。一是农田直接施用。该方法虽然简单且成本低，但在我国却面临着诸多的应用障碍，如土地消纳能力不足，农作物用肥的季节性和定量性，运输成本过高，肥效和施肥便捷性均低于化肥，易污染水环境等。二是通过浓缩法(膜浓缩，低温蒸发等)或添加营养成分法(腐植酸、无机元素等)生产多功能液体复合肥，该方法虽然商品化程度较高，但技术难度大、生产成本高。三是回收沼液中营养元素生产固体/液体有机肥，如利用鸟粪石、沸石、秸秆等材料吸附沼液中的营养物质后，可作为固体有机肥农用。

我国农作物秸秆资源丰富，以秸秆为吸附介质与沼液混合，再进行好氧发酵生产有机肥，既能资源化利用沼液和农作物秸秆，又能解决两者对环境的二次污染。专利“CN103664257A”将粉碎后农作物秸秆送入搅拌罐中与沼液混合，再送入好氧发酵罐生产有机肥，但存在秸秆吸附效果不高、沼液中的营养元素并未充分回收利用等问题，使得后续的堆肥过程中还需要额外加入氮源。专利“CN103641593A”利用秸秆粉、吸附剂组成物料床，吸附沼液中的有机物，然后堆肥制取园林基质，其中吸附剂包括膨润土、蒙脱土、硅藻土、凹凸棒土中的至少一种与氧化铁的混合物，但吸附剂制取较为复杂，且产品只适用于缺铁性园林土壤。专利“CN104324533A”公开了一种用玉米秸秆填充的沼液过滤柱及其应用技术，但该专利注重沼液过滤柱的制备工艺。

综上，虽然目前利用秸秆吸附沼液后用于生产有机肥有一定程度的研究，但普遍存在沼液中的营养元素未能充分资源化利用、堆肥产品质量低等问题。为此，需要开发一种利用沼液制取炭基有机肥的方法，既可充分资源化利用沼液，又能提高堆肥产品的质量，生产出炭基有机肥。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用沼液制备炭基有机肥的方法。

本发明所提供的利用沼液制备炭基有机肥的方法，包括下述步骤：

1)以秸秆和生物炭为原料制备混合滤料；

2)将所述混合滤料浸入固液分离前的沼液中，待滤料吸附饱和后，过滤，得到吸附沼液后的固体滤料；

3)将所述吸附沼液后的固体滤料发酵，得到发酵产物；

4)将所述发酵产物过筛、干燥、粉碎，得到炭基有机肥。

上述方法步骤1)中，所述秸秆具体可为玉米秸秆或小麦秸秆。

所述秸秆为晾干后秸秆，其含水率在8～20％范围内；

所述生物炭为所述秸秆在厌氧高温(300～600℃)环境下裂解炭化7～15h制得的产品。

所述制备混合滤料的操作如下：

a)将秸秆粉碎成细秸秆和粗秸秆；

b)将生物炭与所述细秸秆混合均匀，得到炭杆混合物；

c)将所述粗秸秆放入物料床底部形成粗秸秆层，在所述粗秸秆层上部放置生物炭形成生物炭层，再将所述炭杆混合物放在所述生物炭层上方，得到混合滤料。

步骤a)中，所述细秸秆的长度为1～5cm，具体可为2cm；所述粗秸秆的长度为5～8cm，具体可为5cm。

步骤b)中，所述炭杆混合物中生物炭与细秸秆的质量比为(0.3～0.8)：1。

步骤c)中，所述粗秸秆层的厚度为5～10cm；所述生物炭层的厚度为5～10cm。

上述方法步骤2)中，所述沼液具体可为猪粪沼液或牛粪沼液。

所述沼液的加入量可按照每公斤秸秆25～100mL沼液计算，混合滤料浸入沼液中的时间不少于2小时，具体可为3小时。

上述方法步骤3)中，所述发酵在腐熟菌剂作用下进行。