专利名称：堆肥过程中控制氮素损失的方法和固定剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及堆肥过程中控制氮素损失的方法和固定剂。
技术背景
集约化畜禽养殖业的迅速崛起，使畜禽粪便污染急剧发展，成为环境污染的突出 问题。高温堆肥是将畜禽粪便转化为优质有机肥的重要的无害化和资源化途径。在高温堆 肥中普遍存在氮素损失的现状，不仅污染环境，而且降低了肥料中养分含量，进行氮素损失 控制成为了关键问题，高温堆肥的升温阶段和高温阶段是氮素损失的主要时期，损失途径 主要是NH3的挥发。一般畜禽粪便堆肥过程中，氮素损失变幅可达10% -50%。C/N比越低， 氮素损失越大。
目前，对氮素损失控制主要通过以下几种方法1、添加物理吸附剂控制氮素损失， 这种方法分两类，一种是采用对氨有吸附作用的物质组成专门的吸附装置吸收排出气体， 达到饱和后需要解吸过程复杂，成本较高；另一种是堆肥中加入如秸秆、稻草等，通过提高 堆肥物料的C/N达到降低氮素损失的目的。2、添加化学添加剂控制氮素损失，这种方法分 两类，一是靠氧化剂的氧化，将铵态氮转化为硝态氮得以固定，这类化学物质有高锰酸钾、 次氯酸盐等，通过改变氮素形态减少氨气挥发，但其生成物相对于氨氮来说更难被作物利 用；二是靠中和剂的中和反应，这类化学物质有过磷酸钙、硫酸亚铁、稀硫酸等，直接将产生 的氨以铵盐的形式固定下来，其生成物施用于土壤中通过转化可以作为作物的养分来源。 3、添加混合固定剂减少氮的损失。目前，氢氧化镁-磷酸固定剂是在好氧堆肥化过程中所 使用的混合固定剂之一，但由于氢氧化镁的价格较高，大规模投入堆肥化过程会增加成本， 可行性有待商榷。发明内容
本发明的一个目的是提供一种固定氮的固定剂。
本发明所提供的固定氮的固定剂，是将氢氧化钙和磷酸水溶液混合，得到的混合 物即为固定剂；所述氢氧化钙和磷酸的配比满足如下条件使混合物中不产生沉淀，且混合物澄清。
所述氢氧化钙和磷酸的摩尔比为1 2.8-1 3，具体为1 2. 8或1 3。
所述磷酸水溶液的质量百分比浓度为85%。
本发明的另一个目的是提供一种堆肥过程中控制氮损失的方法。
本发明所提供的堆肥过程中控制氮损失的方法，包括如下步骤向堆肥物料中投 放所述的固定剂，再进行堆肥。
所述固定剂是按照如下比例投放所述固定剂与NH3的质量比为 0.22 1-0. 26 1，具体为0.22 1,0. 24 1或0.沈1 ；所述NH3中氮素的质量与所 述堆肥物料中氮素的质量相等。
本发明的又一个目的是提供所述固定剂在堆肥过程中固定氮中的应用。
本发明所提供的堆肥过程中控制氮损失的方法操作简单、易行，该方法和所用的 固定剂能有效控制堆肥过程中氮素的损失，同时具有良好的经济效益。
图1为不同固定剂投放量下的沉淀物质量变化图。
图2为模拟堆肥试验装置示意图。
图3为模拟堆肥试验中的全氮变化。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、固定剂配制比与投加量试验
1、固定剂的配制方法
将氢氧化钙(分析纯)与85%的磷酸水溶液(质量百分比)分别按摩尔比1 2、 1 2.5,1 2.8和1 3四种比例混合，方法为向氢氧化钙中缓慢加入磷酸，观察反应 现象，以不生成沉淀的比例为最佳比例，从而初步确定氢氧化钙-磷酸固定剂的最佳混合 比为1 2. 8和1 3 (试验现象见表1)。
表1固定剂最佳混合比试验现象
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混合比 现象
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1
1
1
1
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2、固定剂的投加量试验
在IOOg质量分数25%的氨水(含NH3 25g)中，分别加入不同质量的氢氧化钙-磷 酸混合固定剂2，4，6，8，IOg(固定剂中氢氧化钙与磷酸的摩尔比为1 3)，用玻璃棒搅拌， 待反应完全，过滤、烘干，称量沉淀物质量，确定该固定剂可以吸收固定NH3的最大量，从而 确定了固定剂的最佳投放量为6g(固定剂)/25g(NH3)，即0. 24g(固定剂Vg(NH3)(表2 和图1)。由于该试验设计中固定剂投放量相差较大，所以上述最佳投放量应在0. Mg(固 定剂)/g (NH3)左右，为了进一步探究最佳投放量，在模拟堆肥试验中，分别设0. 22g (固定 剂)/g (NH3)、0. Mg (固定剂)/g (NH3)、0. ^g (固定剂)/g (NH3)三种投放量。
表2固定剂最佳投放量试验数据
2生成白色沉淀2. 5未生成白色沉淀，但溶液呈混浊状态2. 8溶液几乎澄清，但底部有少量溶质不溶，放置一段时间后全部溶解3溶液澄清权利要求
1.一种固定氮的固定剂，是将氢氧化钙和磷酸水溶液混合，得到的混合物即为固定剂； 所述氢氧化钙和磷酸的配比满足如下条件使混合物中不产生沉淀，且混合物澄清。
2.根据权利要求1所述的固定剂，其特征在于所述氢氧化钙和磷酸的摩尔比为 1 2.8-1 3，具体为 1 2. 8 或 1 3。
3.根据权利要求1所述的固定剂，其特征在于所述磷酸水溶液的质量百分比浓度为 85%。
4.一种堆肥过程中控制氮损失的方法，包括如下步骤向堆肥物料中投放权利要求 1-3中任一所述的固定剂，再进行堆肥。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述固定剂是按照如下比例投放所述固 定剂与NH3的质量比为0. 22 1-0. 26 1，具体为0.22 1,0. 24 1或0.洸1 ；所 述NH3中氮素的质量与所述堆肥物料中氮素的质量相等。
6.权利要求1-3中任一所述的固定剂在堆肥过程中固定氮中的应用。
全文摘要
本发明公开了堆肥过程中控制氮素损失的方法和固定剂。本发明所提供的固定氮的固定剂，是将氢氧化钙和磷酸水溶液混合，得到的混合物即为固定剂；所述氢氧化钙和磷酸的配比满足如下条件使混合物中不产生沉淀，且混合物澄清。本发明所提供的堆肥过程中控制氮损失的方法，是向堆肥物料中投放所述固定剂来控制氮损失。本发明所提供的堆肥过程中控制氮损失的方法操作简单、易行，该方法和所用的固定剂能有效控制堆肥过程中氮素的损失，同时具有良好的经济效益。
文档编号C05F17/00GK102030587SQ20101051983
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者张红玉, 李国学, 马志宏 申请人:中国农业大学