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您当前的位置： 含有农业废弃物的有机复合肥料及其制备方法与流程
2021-01-31 02:01:20|
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起点商标网本发明涉及有机复合肥料技术领域，尤其涉及一种含有农业废弃物的有机复合肥料及其制备方法。
背景技术：
随着我国畜禽养殖业迅速发展，养殖生产方式也从每家每户的零散养殖慢慢发展为规模化、集约化养殖。随着畜禽养殖业发展，许多畜禽粪便被大量的集中排放，而无机化学肥料的大量使用，取代了传统有机农业中的畜禽有机肥，使得大量的畜禽粪便不能及时有效地利用，乱排乱放，必然会引起严重环境污染。在规模化、集约化养殖中，会在畜禽饲料中添加大量的重金属微量元素(铜、锌、铁等)添加剂。而这些添加剂在土壤中的生物有效性，其中大部分没有被吸收利用，而是随着粪便排出，其浓度远远超出土壤承受度，对周围环境造成污染环境。未经处理的畜禽粪便中含有大量的病原菌、寄生虫卵等有害物质。没有经过处理的猪粪如果被直接堆放在空地上，不仅污染周围环境，其中的氮经地表径流直接进入水体或被氧化成硝酸盐后下渗到地表下层严重污染地表示和地下水资源。堆肥过程中同样会产生大量的有害气体，会严重危害人畜眼睛和呼吸道，甚至会引起人畜中毒乃至死亡。所以，集约化养殖场猪粪的资源化、无害化处理十分紧迫，对生态环境、人畜的健康具有重要的意义。
猪粪是畜禽养殖废弃物占比例最大的，目前，常用猪粪的处理方式有好氧堆肥、厌氧堆肥和生物堆肥。好氧堆肥是目前使用最多的猪粪处理方式，其过程是利用堆体物料中的好氧微生物将堆体中的有机物质分解成无机物的过程。在猪粪处理的诸多方式中其处理量较大，成本较低，易于操作，资源化利用的效果好，降解速度快，是一些大规模养殖场的首选。
但是规模化养殖场中的猪类一般不经过前处理，其中含有大量的水分，同时，猪粪中含有大量氮素c/n比极小，不利于堆肥微生物的繁殖。传统好氧堆肥工艺的堆肥时间比较长，堆肥过程中氨气挥发量较大，引起氮素损失严重，同时会引起大量的温室气体排放。
因此，有必要提供一种含有农业废弃物的有机复合肥料及其制备方法，利用农业废弃物来降低好氧堆肥过程中有机质和速效氮的损失。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种含有农业废弃物的有机复合肥料及其制备方法。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣80-90份、颗粒化生物质炭10-20份、玉米芯切片4-8份和污泥堆肥10-20份；
所述猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣；
所述颗粒化生物质炭是以收集农业生产中废弃的秸秆类资源作为主料，将主料粉碎制成秸秆粉，将秸秆粉、粘结剂、水按质量比10:1-2:2-4放入搅拌装置进行搅拌，搅拌完成后加热脱水，加热温度控制在150-250℃，加热至物料的含水量为3-5％，在含水量达到要求后继续升高温度进行碳化，加热温度控制在350-450℃，加热3-5h，碳化后的物料、生物腐植酸、配料按30-50：2-4:1-2进行混合，再送入颗粒成型机进行制粒而成；
所述玉米芯切片由玉米芯经切断机分切而成；
所述污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述颗粒化生物质炭的主料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、豆秸秆中的至少一种。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述颗粒化生物质炭制备工序中，秸秆粉、粘结剂、水按质量比10:1.5::3放入搅拌装置进行搅拌。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述粘结剂为木质素。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述生物腐植酸为黑腐酸。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述颗粒化生物质炭制备工序中，碳化后的物料、生物腐植酸、配料按40：3:1.5进行混合。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述配料由高锰酸钾、硝酸铵和末煤按质量比1:1:2混合而成。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述颗粒化生物质炭的颗粒直径为0.6-1cm。
进一步地，上述含有农业废弃物的有机复合肥料中，所述玉米芯切片的厚度为1-3cm。
含有农业废弃物的有机复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣80-90份、颗粒化生物质炭10-20份、玉米芯切片4-8份和污泥堆肥10-20份进行混合；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得有机复合肥料。
本发明的有益效果是：
1、本发明有机复合肥料中的颗粒化生物质炭具有较高的c/n，可增加堆体的碳源；同时颗粒化生物质炭含有较丰富的微量元素，可为堆体微生物提供必要的营养；颗粒化生物质炭结构疏松，具有较大的比表面积，较强的吸附作用可降低堆肥过程氨的挥发、减少氮素的损失，同时可降低温室气体的排放，颗粒化生物质炭具有独特的理化性质，其在好氧堆肥过程中缩短堆肥周期。
2、本发明有机复合肥料中的玉米芯作为碳源辅料，进行长时间的猪粪高温堆置，实现对猪粪中多种抗生素的同步高效去除；配合颗粒化生物质炭可以获得较长的高温期，对抗生素降解起到关键作用。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。
具体实施方式
下面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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣85份、颗粒化生物质炭15份、玉米芯切片6份和污泥堆肥15份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，颗粒化生物质炭是以收集农业生产中废弃的秸秆类资源作为主料，主料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、豆秸秆中的至少一种。将主料粉碎制成秸秆粉，将秸秆粉、粘结剂、水按质量比10:1-2:2-4放入搅拌装置进行搅拌，搅拌完成后加热脱水，加热温度控制在150-250℃，加热至物料的含水量为4％，在含水量达到要求后继续升高温度进行碳化，加热温度控制在350-450℃，加热3-5h，碳化后的物料、生物腐植酸、配料按40：3:1.5进行混合，再送入颗粒成型机进行制粒而成。颗粒化生物质炭的颗粒直径为0.8cm。
本实施例中，玉米芯切片由玉米芯经切断机分切而成，玉米芯切片的厚度为2cm。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
本实施例中，粘结剂为木质素，生物腐植酸为黑腐酸。
本实施例中，配料由高锰酸钾、硝酸铵和末煤按质量比1:1:2混合而成。
本实施例还公开了含有农业废弃物的有机复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣85份、颗粒化生物质炭15份、玉米芯切片6份和污泥堆肥15份进行混合；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得有机复合肥料。
实施例二
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣80份、颗粒化生物质炭10份、玉米芯切片8份和污泥堆肥20份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，颗粒化生物质炭是以收集农业生产中废弃的秸秆类资源作为主料，主料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、豆秸秆中的至少一种。将主料粉碎制成秸秆粉，将秸秆粉、粘结剂、水按质量比10:1:4放入搅拌装置进行搅拌，搅拌完成后加热脱水，加热温度控制在150-250℃，加热至物料的含水量为5％，在含水量达到要求后继续升高温度进行碳化，加热温度控制在350-450℃，加热3-5h，碳化后的物料、生物腐植酸、配料按30：4:2进行混合，再送入颗粒成型机进行制粒而成。颗粒化生物质炭的颗粒直径为0.6cm。
本实施例中，玉米芯切片由玉米芯经切断机分切而成，玉米芯切片的厚度为1cm。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
本实施例中，粘结剂为木质素，生物腐植酸为黑腐酸。
本实施例中，配料由高锰酸钾、硝酸铵和末煤按质量比1:1:2混合而成。
本实施例还公开了含有农业废弃物的有机复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣80份、颗粒化生物质炭10份、玉米芯切片8份和污泥堆肥20份；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得有机复合肥料。
实施例三
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣90份、颗粒化生物质炭20份、玉米芯切片4份和污泥堆肥10份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，颗粒化生物质炭是以收集农业生产中废弃的秸秆类资源作为主料，主料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、豆秸秆中的至少一种。将主料粉碎制成秸秆粉，将秸秆粉、粘结剂、水按质量比10:2:2放入搅拌装置进行搅拌，搅拌完成后加热脱水，加热温度控制在150-250℃，加热至物料的含水量为3％，在含水量达到要求后继续升高温度进行碳化，加热温度控制在350-450℃，加热3-5h，碳化后的物料、生物腐植酸、配料按50：2:2进行混合，再送入颗粒成型机进行制粒而成。颗粒化生物质炭的颗粒直径为0.9cm。
本实施例中，玉米芯切片由玉米芯经切断机分切而成，玉米芯切片的厚度为3cm。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
本实施例中，粘结剂为木质素，生物腐植酸为黑腐酸。
本实施例中，配料由高锰酸钾、硝酸铵和末煤按质量比1:1:2混合而成。
本实施例还公开了含有农业废弃物的有机复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣90份、颗粒化生物质炭20份、玉米芯切片4份和污泥堆肥10份进行混合；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得有机复合肥料。
实施例四
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣87份、颗粒化生物质炭18份、玉米芯切片5份和污泥堆肥13份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，颗粒化生物质炭是以收集农业生产中废弃的秸秆类资源作为主料，主料包括玉米秸秆、小麦秸秆、棉花秸秆、豆秸秆中的至少一种。将主料粉碎制成秸秆粉，将秸秆粉、粘结剂、水按质量比10:2:4放入搅拌装置进行搅拌，搅拌完成后加热脱水，加热温度控制在150-250℃，加热至物料的含水量为3％，在含水量达到要求后继续升高温度进行碳化，加热温度控制在350-450℃，加热3-5h，碳化后的物料、生物腐植酸、配料按50：3:2进行混合，再送入颗粒成型机进行制粒而成。颗粒化生物质炭的颗粒直径为1cm。
本实施例中，玉米芯切片由玉米芯经切断机分切而成，玉米芯切片的厚度为2.5cm。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
本实施例中，粘结剂为木质素，生物腐植酸为黑腐酸。
本实施例中，配料由高锰酸钾、硝酸铵和末煤按质量比1:1:2混合而成。
本实施例还公开了含有农业废弃物的有机复合肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣87份、颗粒化生物质炭18份、玉米芯切片5份和污泥堆肥13份进行混合；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得有机复合肥料。
对比例一
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣80份和污泥堆肥20份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣80份和污泥堆肥20份；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得肥料。
对比例二
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣80份和污泥堆肥20份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣80份和污泥堆肥20份；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得肥料。
对比例三
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣90份和污泥堆肥10份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣80份和污泥堆肥20份；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得肥料。
对比例四
本实施例提供了一种含有农业废弃物的有机复合肥料，包括以下按照重量份的原料：经过发酵腐熟的猪粪渣87份和污泥堆肥13份。
本实施例中，猪粪渣是规模化猪场冲洗污水经固液分离机分离后的固体渣。
本实施例中，污泥堆肥是以城市生活污泥和经摊薄晾晒后含水量为23-27％的菌渣按等体积搅拌均匀，使其含水量为53-57％后经堆肥发酵腐熟而成。
肥料的制备方法，包括如下步骤：
1)调配堆肥原料：将按照重量份取经过发酵腐熟的猪粪渣80份和污泥堆肥20份；
2)将堆肥原料装入堆肥箱中，维持自然通风，堆肥过程55℃以上为高温期，升温期和高温期每天翻堆一次，采用自然升温；
3)高温期结束后每两天翻堆一次，堆体温度降至接近室温时堆肥结束，即可制得肥料。
本发明中各实施例和对比例中对比结果如下：
实施例一与对比例一相比，co2的总排放量减少20％，高温期提前3天到达，能够增加高温期中
实施例二与对比例二相比，co2的总排放量减少16％，高温期提前3天到达，能够增加高温期中
实施例三与对比例三相比，co2的总排放量减少17％，高温期提前3天到达，能够增加高温期中
实施例四与对比例四相比，co2的总排放量减少18％，高温期提前3天到达，能够增加高温期中
本发明有机复合肥料中的颗粒化生物质炭具有较高的c/n，可增加堆体的碳源；同时颗粒化生物质炭含有较丰富的微量元素，可为堆体微生物提供必要的营养；颗粒化生物质炭结构疏松，具有较大的比表面积，较强的吸附作用可降低堆肥过程氨的挥发、减少氮素的损失，同时可降低温室气体的排放，颗粒化生物质炭具有独特的理化性质，其在好氧堆肥过程中缩短堆肥周期。
本发明有机复合肥料中的玉米芯作为碳源辅料，进行长时间的猪粪高温堆置，实现对猪粪中多种抗生素的同步高效去除；配合颗粒化生物质炭可以获得较长的高温期，对抗生素降解起到关键作用。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
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