一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法，利用秸稈粉、吸附劑組成物料床，吸附沼液中的離子態(tài)氮、磷養(yǎng)分、含硫離子和低分子脂肪酸、腐植酸等有機(jī)物，結(jié)合好氧堆肥過程使含硫離子和低分子脂肪酸轉(zhuǎn)化為對作物無害的形態(tài)。本發(fā)明通過沼液與秸稈生物耗氧量的相互彌補(bǔ)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了同時對沼液和秸稈的生物處理，既降低了沼液后續(xù)處理的污染負(fù)荷及處理難度，又制得園林基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資源的回收利用。
【專利說明】—種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于沼液處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的增長、城市規(guī)模的急劇膨脹及規(guī)模化養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，大中型沼氣工程得到廣泛應(yīng)用，取得良好的能源、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。但是，有機(jī)廢棄物厭氧消化產(chǎn)甲烷過程中產(chǎn)生大量有機(jī)廢水，包括畜禽糞便、廚余垃圾的厭氧消化液和生活垃圾填埋場的滲透液，這些經(jīng)厭氧發(fā)酵處理的沼液具有化學(xué)耗氧量高，生物耗氧量低，可生化性差，處理難度大的特點(diǎn)。由于沼液中仍含有高濃度的氮磷鉀和腐殖酸、氨基酸等營養(yǎng)成份，如果直接排放必然造成資源浪費(fèi)，且極有可能形成水體富營養(yǎng)化，若加以回收利用，則可減少沼液處理的難度。雖然可將沼液返還農(nóng)田進(jìn)行消化，但施用不當(dāng)易引起農(nóng)業(yè)面源污染，在滲漏風(fēng)險較大的地區(qū)甚至引起地下水環(huán)境體系的破壞。因此，如何對沼液進(jìn)行低成本的深度處理，并將沼液資源化、商品化，是一個亟待解決的問題。
[0003]此外，在農(nóng)村，大量的農(nóng)作物秸桿如麥桿、稻草桿、玉米桿等纖維類作物除少量用作造紙工業(yè)原料外，大部分秸桿被堆放在田間地頭、道路邊，或者就地燃燒，既影響交通、易誘發(fā)火災(zāi)、嚴(yán)重污染環(huán)境，又浪費(fèi)資源。因此，近幾年來，農(nóng)作物秸桿的綜合利用研究亦成為業(yè)界的熱門課題。
[0004]目前，為了解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中由于過分使用化肥和農(nóng)藥而造成的土地板結(jié)、貧瘠化的問題，許多國家致力于研究開發(fā)各種生物有機(jī)肥。本發(fā)明通過利用沼液中有機(jī)資源，同時以另一種難以處理的農(nóng)業(yè)廢棄物——稻桿作為原料，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源的回收利用和達(dá)到生產(chǎn)園林基質(zhì)的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法。
[0006]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法，包括以下步驟:
1)將秸桿粉碎，與吸附劑混合配制固體物料，裝入物料床；
2)向物料床中通入沼液，使物料浸入沼液，并進(jìn)行曝氣，待物料充分吸濕后，濾去沼
液；
3)向物料上均勻投放酸化劑和腐熟劑，翻堆混勻，曝氣，進(jìn)行好氧發(fā)酵，物料溫度維持在50°C以上7~10天后，停止曝氣，繼續(xù)發(fā)酵；
4)發(fā)酵結(jié)束后，過篩、干燥，制得園林基質(zhì)。
[0007]優(yōu)選的，吸附劑為膨潤土、蒙脫土、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種與氧化鐵的混合物，其中，氧化鐵的含量為10~45wt%。
[0008]優(yōu)選的， 秸桿與吸附劑的重量比為1: (0.2~0.5)。[0009]優(yōu)選的，酸化劑為物料的5~10wt%，腐熟劑為物料的0.5~1.5wt%。
[0010]優(yōu)選的，步驟2)中，沼液與物料的重量比為(I~2):1。
[0011]優(yōu)選的，步驟2)中，每小時曝氣10~20分鐘。
[0012]優(yōu)選的，步驟3)中，每天曝氣I~2次，每次0.5~I小時。
[0013]優(yōu)選的，步驟3)中，停止曝氣后，繼續(xù)發(fā)酵5~7天。
[0014]優(yōu)選的，步驟3)中，當(dāng)物料溫度超過60°C，通入適量沼液至物料床，將物料溫度降至 40 ~48°C。
[0015]優(yōu)選的，通過物料床底部安裝的管道泵入空氣進(jìn)行曝氣。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明利用秸桿粉、吸附劑組成物料床，吸附沼液中的離子態(tài)氮、磷養(yǎng)分、含硫離子和低分子脂肪酸、腐植酸等有機(jī)物，結(jié)合好氧堆肥過程使含硫離子和低分子脂肪酸轉(zhuǎn)化為對作物無害的形態(tài)。通過沼液 與秸桿生物耗氧量的相互彌補(bǔ)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了同時對沼液和秸桿的生物處理，既降低了沼液后續(xù)處理的污染負(fù)荷及處理難度，又制得園林基質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資源的回收利用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為利用沼液制取園林基質(zhì)的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法，包括以下步驟:
1)將秸桿粉碎，與吸附劑混合配制固體物料，裝入物料床；
2)向物料床中通入沼液，使物料浸入沼液，并進(jìn)行曝氣，待物料充分吸濕后，濾去沼
液；
3)向物料上均勻投放酸化劑和腐熟劑，翻堆混勻，曝氣，進(jìn)行好氧發(fā)酵，物料溫度維持在50°C以上7~10天后，停止曝氣，繼續(xù)發(fā)酵；
4)發(fā)酵結(jié)束后，過篩、干燥，制得園林基質(zhì)。
[0019]優(yōu)選的，吸附劑為膨潤土、蒙脫土、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種與氧化鐵的混合物，其中，氧化鐵的含量為10~45wt%。利用吸附劑中的氧化鐵與沼液中的S2_、磷等反應(yīng)，減少有害物質(zhì)，并實(shí)現(xiàn)對沼液中磷的固定。同時，考慮到我國土壤中鐵含量差異較大，特別是北方地區(qū)多為缺鐵性土壤，植物缺鐵會產(chǎn)生失綠癥狀，嚴(yán)重影響了作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此，含高鐵的基質(zhì)在北方地區(qū)尤為需要。根據(jù)各地區(qū)土壤性質(zhì)的不同，氧化鐵的含量在10~45wt%范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
[0020]優(yōu)選的，秸桿與吸附劑的重量比為1:(0.2~0.5)。所用秸桿為常規(guī)可獲得的農(nóng)作物收獲后剩余的部位(如農(nóng)作物莖葉穗)，簡稱秸桿，優(yōu)選水稻桿、玉米桿或蔬菜收獲后的殘?jiān)?，更?yōu)選的，為2重量份秸桿與I重量份蔬菜殘?jiān)幕旌衔?，但不限于此?br> [0021]本發(fā)明所用酸化劑、腐熟劑為常規(guī)市售產(chǎn)品，優(yōu)選的酸化劑為過磷酸鈣、硫酸銨中的至少一種，優(yōu)選的腐熟劑為按NY 609-2002標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的市售產(chǎn)品。優(yōu)選的，酸化劑為物料的5~10wt%，腐熟劑為物料的0.5~L 5wt%。
[0022]步驟2)中，考慮到秸桿和吸附劑的吸附容量，并為了合理控制生產(chǎn)成本，沼液與物料的重量比優(yōu)選為(I~2):1。
[0023]優(yōu)選的，步驟2)中，向物料床中通入沼液，使物料浸入沼液，并每小時曝氣10~20分鐘，使固體物料與液體充分作用，固體物料中的吸附劑充分吸附沼液中的尚子態(tài)氮、磷養(yǎng)分、含硫離子和低分子脂肪酸、腐植酸等有機(jī)物，秸桿中的易溶解BOD物質(zhì)易進(jìn)入液體中，改善沼液的可生化性。待物料充分吸濕后，濾去沼液。
[0024]優(yōu)選的，步驟3)中，每天曝氣I~2次，每次0.5~I小時。
[0025]優(yōu)選的，步驟3)中，停止曝氣后，繼續(xù)發(fā)酵5~7天。
[0026]步驟3)中，由于物料溫度過高會殺死其中的微生物，對后續(xù)發(fā)酵不利，當(dāng)物料溫度超過60°C，通入適量沼液至物料床，將物料溫度降至40~48°C，且堆肥水分控制在40~65%。添加沼液，達(dá)到降溫目的的同時，可增加氮含量，利于微生物發(fā)酵。
[0027]優(yōu)選的，通過物料床底部安裝的管道泵入空氣進(jìn)行曝氣。
[0028]本發(fā)明利用秸桿粉、吸附劑組成物料床吸附沼液中的離子態(tài)氮、磷養(yǎng)分、含硫離子和低分子脂肪酸、腐植酸等有機(jī)物，結(jié)合好氧堆肥過程進(jìn)行物料的消化，在好氧堆肥過程中，再利用沼液調(diào)節(jié)物料、降低發(fā)酵溫度，發(fā)酵完成后，過篩除去由沼液帶來的雜物，把粉狀產(chǎn)物或篩分后通過成型機(jī)械制成直徑3mm~8mm的球狀或方形物料包裝，直接用作園林栽培基質(zhì)。對于高COD的沼液(如廚余垃圾的厭氧消化液和生活垃圾填埋場的滲透液)，可對沼液循環(huán)吸附，從而降低沼液后續(xù)處理的污染負(fù)荷及處理難度。
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí) 施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進(jìn)一步的描述。
[0030]豬場沼液是一種養(yǎng)殖業(yè)典型的沼液，以下實(shí)施例所用沼液取自某豬場沼氣池，其BOD5為256mg.L_\ CODcr為1250 mg.L_\并含有氨氮、磷、懸浮物、糞大腸菌群等對水體有環(huán)境風(fēng)險的物質(zhì)。
[0031]實(shí)施例1
本實(shí)施例利用沼液制取園林基質(zhì)的步驟如下:
(I)水稻秸桿粉2000kg與吸附劑1000kg (其中蒙脫土 500 kg，硅藻土 400 kg，氧化鐵100 kg)混合均勻，裝入長方體的物料床中，物料床底部設(shè)置有通氣管道；把豬場沼液通過水泵泵入物料床中，泵入質(zhì)量約為6000kg，使沼液把固體物料浸沒；利用管道泵氣每小時曝氣15分鐘，8小時后秸桿粉充分吸濕，通過物料床的過濾網(wǎng)排出沼液。
[0032](2)向物料上均勻撒上過磷酸鈣200kg和腐熟劑20kg，按常規(guī)堆肥方法進(jìn)行好氧發(fā)酵，通過物料床底部安裝的管道泵入空氣進(jìn)行曝氣，每天兩次，每次0.5小時，物料堆體溫度超過60°C時，用少量沼液噴入物料床，將物料溫度降至40~48°C，且堆肥水分控制在40~65%。當(dāng)物料堆體溫度在50°C以上維持10天，物料腐熟，停止通氣，然后繼續(xù)發(fā)酵5天。
[0033](3)將發(fā)酵產(chǎn)物篩分，除去由沼液帶來的雜物(如塑料、石頭、木頭等)，干燥后成粉狀物料進(jìn)行包裝，或篩分后通過成型機(jī)械制成直徑3mm~8mm的球狀或方形物料進(jìn)行包裝，得到園林基質(zhì)。
[0034]本實(shí)施例共進(jìn)行發(fā)酵20天，物料達(dá)到腐熟，排出的沼液濾液體積減少52%，COD去除率達(dá)62%，氨氮、磷、糞大腸菌群去除率分別為45%、76%和82%，大大降低了沼液后續(xù)處理的污染負(fù)荷及處理難度。
[0035]實(shí)施例2本實(shí)施例利用沼液制取園林基質(zhì)的步驟如下:
(I)稻桿粉(1000kg水稻桿、1000kg玉米桿、1000kg蔬菜殘洛)3000kg與吸附劑600kg(其中膨潤土 230 kg,凹凸棒土 100 kg,氧化鐵270kg)混合均勻,裝入長方體的物料床中，物料床底部設(shè)置有通氣管道；把豬場沼液通過水泵泵入物料床中，泵入質(zhì)量約為3600kg，使沼液把固體物料浸沒；利用管道泵氣每小時曝氣20分鐘，秸桿粉充分吸濕后，通過物料床的過濾網(wǎng)排出沼液。
[0036](2)向物料上均勻撒上硫酸銨360kg和腐熟劑54kg，按常規(guī)堆肥方法進(jìn)行好氧發(fā)酵，通過物料床底部安裝的管道泵入空氣進(jìn)行曝氣，每天I次，每次I小時，物料堆體溫度超過60°c時，用少量沼液噴入物料床，將物料溫度降至40~48°C，且堆肥水分控制在40~65%。當(dāng)物料堆體溫度在50°C以上維持7天，物料腐熟，停止通氣，然后繼續(xù)發(fā)酵7天。
[0037](3)將發(fā)酵產(chǎn)物篩分，除去雜物，干燥后成粉狀物料進(jìn)行包裝，或篩分后通過成型機(jī)械制成直徑3mm~8mm的球狀或方形物料進(jìn)行包裝,得到園林基質(zhì)。
[0038]本實(shí)施例 排出的沼液濾液體積減少56%，COD去除率達(dá)64%，氨氮、磷、糞大腸菌群去除率分別為43%、80%和84%，大大降低了沼液后續(xù)處理的污染負(fù)荷及處理難度。
[0039]實(shí)施例3
本實(shí)施例利用沼液制取園林基質(zhì)的步驟如下:
(I)稻桿粉(1000kg水稻桿、1000kg玉米桿、1000kg蔬菜殘洛)3000kg與吸附劑900kg(其中硅藻土 720 kg，氧化鐵180kg)混合均勻，裝入長方體的物料床中，物料床底部設(shè)置有通氣管道；把豬場沼液通過水泵泵入物料床中，泵入質(zhì)量約為3900kg，使沼液把固體物料浸沒；利用管道泵氣每小時曝氣10分鐘，秸桿粉充分吸濕后，通過物料床的過濾網(wǎng)排出沼液。
[0040](2)向物料上均勻撒上硫酸銨195kg和腐熟劑19.5kg，按常規(guī)堆肥方法進(jìn)行好氧發(fā)酵，通過物料床底部安裝的管道泵入空氣進(jìn)行曝氣，每天2次，每次I小時，物料堆體溫度超過60°C時，用少量沼液噴入物料床，將物料溫度降至40~48°C，且堆肥水分控制在40~65%。當(dāng)物料堆體溫度在50°C以上維持10天，物料腐熟，停止通氣，然后繼續(xù)發(fā)酵7天。
[0041](3)將發(fā)酵產(chǎn)物篩分，除去雜物，干燥后成粉狀物料進(jìn)行包裝，或篩分后通過成型機(jī)械制成直徑3mm~8mm的球狀或方形物料進(jìn)行包裝,得到園林基質(zhì)。
[0042]本實(shí)施例排出的沼液濾液體積減少58%，COD去除率達(dá)65%，氨氮、磷、糞大腸菌群去除率分別為46%、77%和87%，大大降低了沼液后續(xù)處理的污染負(fù)荷及處理難度。
[0043]上述實(shí)施例所得園林基質(zhì)產(chǎn)物經(jīng)分析測定，其總養(yǎng)分(Ν+Ρ205+Κ20，以烘干基質(zhì)計(jì))含量為3.56~3.79wt%，有機(jī)質(zhì)(以烘干基質(zhì)計(jì))為25.6~32.2wt%，水分(鮮樣)含量為26.3~28.4wt%,陽離子代換量達(dá)30cmol/kg以上，保水率達(dá)30%~45%，可直接用作園林栽培基質(zhì)。
[0044]以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用沼液制取園林基質(zhì)的方法，包括以下步驟: 1)將秸桿粉碎，與吸附劑混合配制固體物料，裝入物料床； 2)向物料床中通入沼液，使物料浸入沼液，并進(jìn)行曝氣，待物料充分吸濕后，濾去沼液； 3)向物料上均勻投放酸化劑和腐熟劑，翻堆混勻，曝氣，進(jìn)行好氧發(fā)酵，物料溫度維持在50°C以上7~10天后，停止曝氣，繼續(xù)發(fā)酵； 4 )發(fā)酵結(jié)束后，過篩、干燥，制得園林基質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:吸附劑為膨潤土、蒙脫土、硅藻土、凹凸棒土中的至少一種與氧化鐵的混合物,其中，氧化鐵的含量為10~45wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:秸桿與吸附劑的重量比為1: (0.2~0.5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:酸化劑為物料的5~10wt%，腐熟劑為物料的 0.5 ~1.5wt%0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟2)中，沼液與物料的重量比為(I~2):1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟2)中，每小時曝氣10~20分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟3)中，每天曝氣I~2次，每次0.5~I小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟3)中，停止曝氣后，繼續(xù)發(fā)酵5~7天。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、7或8所述的方法，其特征在于:步驟3)中，當(dāng)物料溫度超過60°C，通入適量沼液至物料床，將物料溫度降至40~48°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:通過物料床底部安裝的管道泵入空氣進(jìn)行曝氣。
【文檔編號】C05F17/00GK103641593SQ201310561693
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】彭智平, 徐培智, 黃繼川, 于俊紅, 林志軍, 吳雪娜, 楊林香 申請人:廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所