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CN108218571A - 一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法 - Google Patents

一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法 Download PDF

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周欢
郭惠娟
毛林强
王明新
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Abstract

本发明公开了一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法。针对农村分散式养殖场粪污随意堆放和肥料利用率不高等问题，本发明提供一种提高粪污肥料利用率缓释肥制备方法，通过磷酸铵镁结晶法制备鸟粪石，并用沸石吸附沼液中氮磷与沼渣进行配比复混，以提高肥料的缓释效果，防止肥料养分释放过快，从而达到提高肥料的利用率。

Description

一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体涉及一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法。
技术背景
养猪场发酵粪污(固体粪污-沼渣、液体粪污-沼液)中含有大量有机质、矿物氮、水溶性磷、易降解碳等营养元素，可作为优质的有机肥，施用沼渣制备的有机肥可有效提高土壤中生物活性。我国多数养猪场将沼渣直接农用或经过简单堆肥后当作一般性肥料进行销售和利用，致使沼渣利用率不高，造成利润空间十分有限，目前我国沼肥企业濒临亏本或不盈利状态。同时未经处理的沼渣含有大量的微生物与重金属，随意施用，会超出土地承载能力，对环境造成严重污染。
本发明所使用的分散式养猪场沼渣、液主要由分散养殖户粪污(质量百分比为8％)与水稻、小麦、玉米、黄豆混合发酵而成。施加到农田中的沼渣里氮素不易被带负电荷的土壤胶体吸附，易经过雨水的淋溶而流失，添加沸石可对铵态氮具有一定的交换吸附作用，肥料中溶解的铵根离子多被沸石吸附保留，同时还可以增加土壤中Al-P、Fe-P和水溶性磷，降低土壤对速效磷的固定，从而提高肥料的缓释效果，防止养分释放过快，产生烧苗现象。
发明内容
本发明的主要目的是：针对我国养猪场主要由大型养猪场、小规模养猪场及散养户组成，其中小规模养猪场和散养户所占比重较大，受养殖技能、设施设备条件等因素的影响，小规模养猪场和散养户粪便处理与利用水平总体较低，粪污随意排放，对环境造成了严重的污染，已成为当前农业面源污染治理的难点。沼渣、沼液中含有大量有机质、矿物氮、水溶性磷、易降解碳等营养元素，可作为优质的有机肥，施用沼渣制备的有机肥可有效提高土壤中生物活性。因而，本发明提出一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法。
本发明主要技术方案是：先向沼液中投加一定量的Na2HPO4、MgCl2和NaOH制备鸟粪石，再用斜发沸石吸附沼液中的残余氮磷，将鸟粪石、吸附后的斜发沸石、沼渣烘干后研磨碾碎按一定比例混合放入造粒机中制备缓释肥。
本发明的主要原理是：沼液中含有大量的PO4 3-、NH4 +等营养元素，在一定pH值得条件下，通过外加Mg2+，与PO4 3-、NH4 +发生反应生成鸟粪石沉淀(MgNH4PO4·6H2O)，再通过沸石吸附沼液中的残余氮磷，利用鸟粪石和沼渣混合制备缓释肥。在缓释肥的制备过程中添加一定量吸附后的斜发沸石，根据沸石可对铵态氮具有一定的交换吸附作用，使肥料中溶解的铵根离子被沸石吸附保留，同时增加土壤中Al-P、Fe-P和水溶性磷，降低土壤对速效磷的固定，从而提高肥料的缓释效果，防止养分释放过快，产生烧苗现象。
本发明的主要优点如下：
(1)本发明采用磷酸铵镁结晶法回收沼液中的氮磷，并用斜发沸石吸附处理过后沼液中的氮磷，可充分回收利用沼液中的营养元素。
(2)采用聚乙烯醇作为缓释肥的包膜材料，粘合性强，快干，易成膜，不会对植物生长和环境造成污染。
(3)以斜发沸石作为肥料的载体和控释材料的调理剂，通过斜发沸石的吸附性能，可有效的控制肥料中的营养元素的释放，提高肥料的缓释性能。
(4)分散式养猪场发酵的沼渣含有大量有机质、有机和无机态氮磷、易降解碳等营养元素，其中有机态氮磷大多以大分子形态存在，可作为优质的有机肥，施用沼渣制备的有机肥可有效提高土壤中生物活性。
附图说明
附图1为工艺流程示意图
图中包含：1、磷酸铵镁结晶反应器；2、沸石吸附反应器；3、干燥器；4、碾碎机；5、搅拌器；6、圆盘造粒机；7、干燥机。
具体实施方式
本发明提供一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法，如附图1所示，取 1～10吨pH为8，COD浓度2000mg/L，TN浓度550mg/L，NH4 +浓度450mg/L，PO4 3-浓度35mg/L 沼液，加入含6.1～61kgMgCl2、10.7～107kg Na2HPO4、0.75～7.5kgNaOH的1磷酸铵镁结晶反应器反应30min制备鸟粪石。收集沉淀产物鸟粪石，将剩余的沼液通过投加100～1000kg斜发沸石的2沸石吸附反应器，吸附沼液中残余的氮磷。取80～800kg含水率为60％～65％的沼渣放入3干燥机中进行干燥1d，将鸟粪石、斜发沸石和沼渣烘干后投入4碾碎机中进行碾碎，过60目筛网按1:4:25质量比放入5搅拌机中进行复混搅拌，均匀混合料投入6圆盘造粒机进行造粒，同时加入19～190L质量分数8％聚乙烯醇，制得颗粒湿肥，再将湿肥投入7干燥机进行干燥30min，即制得颗粒状有机缓释肥。对制备的颗粒有机缓释肥进行水溶液缓释实验，结果表明，缓释肥初期氮磷释放率低于15％，28d氮磷释放率为20.4％、14.2％小于80％，符合《中国缓释肥料(GB/T 23348-2009)》缓释肥评价要求。
以下提供4个实施例进一步说明本发明。实施例用于说明本发明内容，而不是限定本发明内容。
实施例1
取1吨pH为8，COD浓度2000mg/L，TN浓度550mg/L，NH4 +浓度450mg/L，PO4 3-浓度35mg/L沼液，加入含6.1kgMgCl2、10.7kg Na2HPO4、0.75kgNaOH的1磷酸铵镁结晶反应器反应30min制备鸟粪石。收集沉淀产物鸟粪石，将剩余的沼液通过投加100kg斜发沸石的 2沸石吸附反应器，吸附沼液中残余的氮磷。取80kg含水率为60％的沼渣放入3干燥机中进行干燥2d，将鸟粪石、斜发沸石和沼渣烘干后投入4碾碎机中进行碾碎，过60目筛网按1:4:25 质量比放入5搅拌机中进行复混搅拌，均匀混合料投入6圆盘造粒机进行造粒，同时加入19L 质量分数8％聚乙烯醇，制得颗粒缓释湿肥，再将缓释湿肥投入7干燥机进行干燥30min，即制得颗粒状有机缓释肥。对制备的颗粒有机缓释肥进行水溶液缓释实验，结果表明，缓释肥 1d氮磷释放率为8.93％、3.41％，28d氮磷释放率为20.41％、14.22％小于80％，符合《中国缓释肥料(GB/T 23348-2009)》缓释肥评价要求。
实施例2
取5吨pH为8，COD浓度2000mg/L，TN浓度550mg/L，NH4 +浓度450mg/L，PO4 3-浓度35mg/L沼液，加入含30.5kgMgCl2、53.5kg Na2HPO4、3.75kgNaOH的1磷酸铵镁结晶反应器反应30min制备鸟粪石。收集沉淀产物鸟粪石，将剩余的沼液通过投加500kg斜发沸石的2沸石吸附反应器，吸附沼液中残余的氮磷。取400kg含水率为62％的沼渣放入3干燥机中进行干燥2d，将鸟粪石、斜发沸石和沼渣烘干后投入4碾碎机中进行碾碎，过60目筛网按1:4:25质量比放入5搅拌机中进行复混搅拌，均匀混合料投入6圆盘造粒机进行造粒，同时加入95L质量分数8％聚乙烯醇，制得颗粒缓释湿肥，再将缓释湿肥投入7干燥机进行干燥30min，即制得颗粒状有机缓释肥。对制备的颗粒有机缓释肥进行水溶液缓释实验，结果表明，缓释肥1d氮磷释放率为8.93％、3.41％，28d氮磷释放率为20.41％、14.22％小于80％，符合《中国缓释肥料(GB/T 23348-2009)》缓释肥评价要求。
实施例3
取10吨pH为8，COD浓度2000mg/L，TN浓度550mg/L，NH4 +浓度450mg/L，PO4 3-浓度35mg/L沼液，加入含61kgMgCl2、107kg Na2HPO4、7.5kgNaOH的1磷酸铵镁结晶反应器反应30min制备鸟粪石。收集沉淀产物鸟粪石，将剩余的沼液通过投加500kg斜发沸石的2沸石吸附反应器，吸附沼液中残余的氮磷。取800kg含水率为65％的沼渣放入3干燥机中进行干燥2d，将鸟粪石、斜发沸石和沼渣烘干后投入4碾碎机中进行碾碎，过60目筛网按 1:4:25质量比放入5搅拌机中进行复混搅拌，均匀混合料投入6圆盘造粒机进行造粒，同时加入190L质量分数8％聚乙烯醇，制得颗粒缓释湿肥，再将缓释湿肥投入7干燥机进行干燥 30min，即制得颗粒状有机缓释肥。对制备的颗粒有机缓释肥进行水溶液缓释实验，结果表明，缓释肥1d氮磷释放率为8.93％、3.41％，28d氮磷释放率为20.41％、14.22％小于80％，符合《中国缓释肥料(GB/T 23348-2009)》缓释肥评价要求。

Claims (5)

1.一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法，其特征在于：将分散式养猪场沼液通过磷酸铵镁结晶法制备鸟粪石(MgNH4PO4·6H2O)，并用沸石吸附沼液中残余的营养元素，将沼渣、鸟粪石、沸石烘干后，研磨碾碎按一定配比制备复混缓释肥。
2.根据权利要求书1所述的一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法，其特征在于：按照沼液中氮磷元素的量，投加一定量的Na2HPO4、MgCl2和NaOH，制备鸟粪石。
3.根据权利要求书1所述的一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法，其特征在于：沼液中残余的氮磷用斜发沸石吸附，吸附比为10g/10mL。
4.根据权利要求书1所述的一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法，其特征在于：将鸟粪石、吸附后的斜发沸石、沼渣研磨烘干，碾碎过60目筛网按1:4:25质量比进行复混。
5.根据权利要求书1所述的一种分散式养猪场发酵粪污与沸石复混制备缓释肥方法，其特征在于：将鸟粪石、吸附后的斜发沸石、沼渣与少量水混合、造粒，控制粒径范围2～4mm，再将8％聚乙烯醇作为封面材料均匀包裹在复混肥表面，包膜比0.2mL·g-1，待50℃烘干后为包膜肥成品。
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