一种高效沼液肥料及其制备方法与流程

文档序号:12705687阅读:587来源:国知局

本发明涉及新型液态有机-无机肥料技术领域及农业废弃物资源循环利用技术领域,尤其涉及一种利用果蔬垃圾厌氧发酵底物沼液制备高效沼液肥料的方法。

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背景技术:
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在沼液肥料制备技术领域,现有技术主要针对的是传统沼液的处理和再利用,发酵原料主要是禽畜粪便、农作物秸秆等有机废弃物,目前还没有针对果蔬垃圾厌氧发酵底物沼液的处理和再利用的技术。而且现有技术对于传统沼液的处理过于复杂,能耗高:如专利CN201110083922《一种沼液滴灌肥料及其制备方法》中采用抽真空加热浓缩;CN201210043708《利用沼液生产高效有机液肥的方法及其所用的设备》添加腐植酸等絮凝沉淀,过滤;CN201110137123《一种无沼液臭味且肥效高的沼液肥生产方法》添加碳源、氮源、微生物二次好氧发酵;CN200810116956《一种用沼液制备有机液肥的方法及设备》通过过滤设备多层过滤等。在营养调配方面,现在技术只是简单的添加尿素、氯化钾、磷酸二氢钾等营养元素,存在以下一些不足:1、营养不全面,如氮源,主要以尿素为原料,没有考虑不同形态氮的组合,低温天气肥效慢,高温容易烧苗;2、含量低,达不到国家相关标准;3、含量达到国家相关标准时,容易产生沉淀、结晶,影响稳定性和施用效果。

随着各类农业废弃物处理的沼气池的不断增多,沼液沼渣处理成为难题,严重制约沼气工程的持续发展,本发明利用果蔬垃圾厌氧发酵底物沼液制备高效沼液肥料,实现资源综合利用,在有效解决产生量日趋增大的沼液利用出路的同时,也实现了绿色农业的健康发展,将有利用于解决我国农业和环保行业,特别是大城市的环境污染、资源紧缺、种植安全等问题。

沼液营养齐全,除了含有作物所必须的氮、磷、钾大量营养元素外,还含有种类齐全的中微量营养元素,氨基酸,维生素,有机酸和腐植酸等生物活性物质,是很好的有机肥料,沼液的科学施用可以促进作物生长,增强作物抗逆性及改善农产品品质。但由于其营养成分含量低,如果直接用于灌溉作物,除了劳动强度大,其中的有害物质和未完全分解的有机质,反而会造成二次污染,抑制作物生长。这就需要对沼液进行处理,然后根据不同作物的需肥规律对沼液进行营养调配。

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技术实现要素:
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为克服现有技术所存在的问题,本发明提供一种利用果蔬垃圾厌氧发酵底物沼液制备高效沼液肥料的方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种高效沼液肥料,按质量百分比包括以下组份,

沼液:32%-57%;

硝铵磷:10%-32%;

尿素:5%-27%;

硝酸钾:9%-15%;

硫酸铵:5%-7%;

磷酸二氢铵:5%-13%;

硼砂:0.5%-2%;

EDTA镁:0.74%-3%;

EDTA锌:0.4%-1.5%;

EDTA锰:0.4%-1.5%;

DA-6:0.08%-0.15%;

黄腐酸钾:5%-7%;

优选地,所述硝铵磷中氮和磷的含量为N:32%;P2O5:4%或者N:30%;P2O5:4%或者N:30%;P2O5:6%。

优选地,所述黄腐酸钾中K2O和腐植酸的含量范围为K2O:8%-14%,腐植酸:50%-70%。

优选地,按质量百分比还包括(0.1%-2%)的悬浮剂;所述悬浮剂为黄原胶、羟乙基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种不同成份的组合。

一种高效沼液肥料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,

S1:将经过发酵去杂预处理的沼液通过沼液流量控制系统加入到反应釜中,加热并同时开动机械搅拌,控制机械搅拌转速为20-40转/分钟,当沼液温度达到45-55℃时,将机械搅拌转速调到50-60转/分钟;

S2:在反应釜中依次加入配比好的硝铵磷、尿素、硝酸钾、硫酸铵、磷酸二氢铵、硼砂、EDTA镁、EDTA锌、EDTA锰和DA-6,温度保持在35-45℃,同时打开回流泵,使沼液在反应釜内循环回流,持续搅拌15-20min,使所加原料溶解并混合均匀;

S3:开动安装在反应釜底部的均质乳化机,并向反应釜中加入配置好的黄腐酸钾,当黄腐酸钾完全融入沼液时,加入聚醚改性硅消泡剂,温度控制在35-45℃,搅拌乳化5-10min;

S4:搅拌乳化完成后、出料前再次加入聚醚改性硅消泡剂,出料后冷却至室温,制得高效沼液肥料。

优选地,所述步骤S2中,硼砂、EDTA镁、EDTA锌、EDTA锰和DA-6分别称重后再一起加入反应釜中与沼液混合;所述S3和S4步骤中聚醚改性硅消泡剂的用量为所有组分总重量的0.1%-0.15%。

优选地,所述步骤S1之前对沼液的预处理步骤包括,

C1:把正常产气1-3个月的果蔬垃圾厌氧发酵底物通过固液分离装置进行固液分离,且确保分离出的沼液水不溶物低于70g/L;

C2:通过管道把从固液分离装置中分离出的沼液注入曝气罐中进行曝氧发酵,使曝氧后的沼液pH值处于8.0至9.4之间;

C3:将曝氧完成后的沼液静置沉淀2-5天,并从曝气罐底部放掉沉淀物,制备得到预处理完成的沼液。

优选地,所述步骤S3中加入聚醚改性硅消泡剂后还向反应釜中加入固定量的悬浮剂;所述悬浮剂为黄原胶、羟乙基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种不同成份的组合。

优选地,所述均质乳化机的转速控制为(2000-3500)转/分钟。

与现有技术相比,本发明一种高效沼液肥料及其制备方法利用果蔬垃圾厌氧发酵底物沼液制备高效沼液肥料,实现资源综合利用,在有效解决产生量日趋增大的沼液利用出路的同时,也实现了绿色农业的健康发展,将有利用于解决我国农业和环保行业,特别是大城市的环境污染、资源紧缺、种植安全等问题,与沼液直接施用相比,除了保留沼液原有的营养成分之外,本发明沼液肥料营养更全面,含量更高,达到NY1106-2010含腐植酸水溶肥料标准。不同形态氮源相结合,可以根据不同作物,不同气候,对其中的硝态氮、铵态氮、酰胺态氮进行有机结合调配,使肥效更快,更长,利用率更高,更高效,更安全,不容易产生沉淀、结晶,稳定性和施用效果好。具有良好的市场前景。

[附图说明]

图1是本发明一种高效沼液肥料制备方法的流程示意图。

[具体实施方式]

为使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定此发明。

请参阅图1,本发明一种高效沼液肥料,按质量百分比包括以下组份,

沼液:32%-57%;

硝铵磷:10%-32%;

尿素:5%-27%;

硝酸钾:9%-15%;

硫酸铵:5%-7%;

磷酸二氢铵:5%-13%;

硼砂:0.5%-2%;

EDTA镁:0.74%-3%;

EDTA锌:0.4%-1.5%;

EDTA锰:0.4%-1.5%;

DA-6:0.08%-0.15%;

黄腐酸钾:5%-7%。

优选地,所述硝铵磷中氮和磷的含量为N:32%;P2O5:4%或者N:30%;P2O5:4%或者N:30%;P2O5:6%。

优选地,所述黄腐酸钾中K2O和腐植酸的含量范围为K2O:8%-14%,腐植酸:50%-70%。

优选地,按质量百分比还包括(0.1%-2%)的悬浮剂;所述悬浮剂为黄原胶、羟乙基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种不同成份的组合。

一种高效沼液肥料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,

S1:将经过发酵去杂预处理的沼液通过沼液流量控制系统加入到反应釜中,加热并同时开动机械搅拌,控制机械搅拌转速为20-40转/分钟,当沼液温度达到45-55℃时,将机械搅拌转速调到50-60转/分钟;

S2:在反应釜中依次加入配比好的硝铵磷、尿素、硝酸钾、硫酸铵、磷酸二氢铵、硼砂、EDTA镁、EDTA锌、EDTA锰和DA-6,温度保持在35-45℃,同时打开回流泵,使沼液在反应釜内循环回流,持续搅拌15-20min,使所加原料溶解并混合均匀;

S3:开动安装在反应釜底部的均质乳化机,并向反应釜中加入配置好的黄腐酸钾,当黄腐酸钾完全融入沼液时,加入聚醚改性硅消泡剂,温度控制在35-45℃,搅拌乳化5-10min;

S4:搅拌乳化完成后、出料前再次加入聚醚改性硅消泡剂,出料后冷却至室温,制得高效沼液肥料。

优选地,所述步骤S2中,硼砂、EDTA镁、EDTA锌、EDTA锰和DA-6分别称重后再一起加入反应釜中与沼液混合;所述S3和S4步骤中聚醚改性硅消泡剂的用量为所有组分总重量的0.1%-0.15%。

优选地,所述步骤S1之前对沼液的预处理步骤包括,

C1:把正常产气1-3个月的果蔬垃圾厌氧发酵底物通过固液分离装置进行固液分离,且确保分离出的沼液水不溶物低于70g/L;

C2:通过管道把从固液分离装置中分离出的沼液注入曝气罐中进行曝氧发酵,使曝氧后的沼液pH值处于8.0至9.4之间;

C3:将曝氧完成后的沼液静置沉淀2-5天,并从曝气罐底部放掉沉淀物,制备得到预处理完成的沼液。

优选地,所述步骤S3中加入聚醚改性硅消泡剂后还向反应釜中加入固定量的悬浮剂;所述悬浮剂为黄原胶、羟乙基纤维素、钠基膨润土中的一种或几种不同成份的组合。如遇低温天气,为了使沼液肥料稳定性更好,在第一次加入聚醚改性硅消泡剂进行消泡后加入悬浮剂进行稳定,悬浮剂用量为0.1%-2%,边搅拌乳化,边缓慢加入,实际加工过程中,亦可与步骤S2中的硫酸铵混匀后缓慢加入。

优选地,所述均质乳化机的转速控制为(2000-3500)转/分钟。实际处理过程中,一般采用2880转/分钟的最佳转速,搅拌更均匀。

本发明属于新型液态有机-无机肥料技术领域及农业废弃物资源循环利用技术领域,包括沼液预处理和对沼液的营养调配。使用到的设备包括发酵底物的固液分离装置,沼液曝气罐,沼液流量控制系统,加热系统,机械搅拌和均质乳化机。通过该制备方法制备出来的沼液肥料营养全面,含量高,达到NY1106-2010含腐植酸水溶肥料标准。不同形态氮源相结合,可以根据不同作物,不同气候,对其中的硝态氮、铵态氮、酰胺态氮进行有机结合调配,使肥效更快,更长,利用率更高,更高效,更安全,且不容易产生沉淀、结晶,稳定性和施用效果好。

以下通过多个具体实施例,对该高效沼液肥料的制备方法做进一步的讲述,

实施例1:

1、沼液预处理:

1)把正常产气1-3个月的果蔬垃圾厌氧发酵底物通过固液分离装置进行固液分离,分离出的沼液水不溶物低于70g/L;

2)通过管道把从固液分离装置中分离出的沼液注入沼液曝气罐进行曝氧发酵,使曝氧后的沼液pH值在8.0至9.4之间;

3)曝氧后的沼液静置沉淀2-5天,从曝气罐底部放掉沉淀物。

2、营养调配:

1)将经过发酵去杂预处理的沼液通过沼液流量控制系统加入到反应釜中,加热并同时开动机械搅拌,控制机械搅拌转速为20-40转/分钟,当沼液温度达到45-55℃时,将机械搅拌转速调到50-60转/分钟;

2)依次加入硝铵磷、尿素、硝酸钾、硫酸铵、磷酸二氢铵、硼砂、EDTA镁、EDTA锌、EDTA锰、DA-6,温度保持在35-45℃,同时打开回流泵,使沼液肥料在反应釜内循环回流,搅拌15-20min,使所加原料溶解并混合均匀;

3)开动安装在反应釜底部的均质乳化机(转速2880转/分钟),加入黄腐酸钾,当黄腐酸钾完全融入沼液时,加入聚醚改性硅消泡剂,温度保持在35-45℃,搅拌乳化5-10min;

4)搅拌乳化完成后、出料前再次加入聚醚改性硅消泡剂,出料后冷却至室温,得高效沼液肥料。

上述各组分用量重量百分比如下,

沼液:51.05%;

硝铵磷:13.69%;

尿素:5%;

硝酸钾:11.81%;

硫酸铵:5%;

磷酸二氢铵:5.66%;

微量元素(硼砂、EDTA镁、EDTA锌、EDTA锰):2.69%;

DA-6:0.1%;

黄腐酸钾:5%;

实施例2:

工艺步骤与实施例1相同,所不同的是,各组分用量重量百分比如下:

沼液:36.36%;

硝铵磷:10.7%;

尿素:24.62%;

硝酸钾:9.67%;

硫酸铵:5%;

磷酸二氢铵:5.86%;

微量元素:2.69%;

DA-6:0.1%;

黄腐酸钾:5%。

实施例3:

工艺步骤与实施例1相同,所不同的是,各组分用量重量百分比如下:

沼液:37.46%;

硝铵磷:30.21%;

尿素:5.3%;

硝酸钾:9.66%;

硫酸铵:5%;

磷酸二氢铵:4.58%;

微量元素:2.69%;

DA-6:0.1%;

黄腐酸钾:5%。

实施例4:

工艺步骤与实施例1相同,所不同的是,各组分用量重量百分比如下:

沼液:46.48%;

硝铵磷:10.7%;

尿素:6.81%;

硝酸钾:9.58;

硫酸铵:5%;

磷酸二氢铵:9.13%;

微量元素:7.2%;

DA-6:0.1%;

黄腐酸钾:5%。

经实际检测,各实施例1到实施例4制备得到的沼液肥料,营养全面,含量高,达到NY1106-2010含腐植酸水溶肥料标准。

实施例5:

为验证高效沼液肥料的施用效果,在大棚盆栽试验区进行了高效沼液肥料的盆栽试验,试验基质为椰糠,肥力极低,对比肥料为浓缩液体肥和复合肥。

试验方法:

试验采用盆栽,共设4个处理,每个处理5次重复,共20盆。挑选长势整齐一致的上海青苗移栽到种植盆中,每盆1株。移栽缓苗七天左右第一次施肥,半个月左右第二次施肥,每次施肥量按等总养分淋施,空白对照不施肥,淋施等量清水,第二次施肥后十天左右收获。

试验结果:

淋施高效沼液肥料可明显促进上海青的生长,增加上海青的株高和叶宽。收获时上海青株高比淋施复合肥、浓缩液体肥、清水的分别高出13.71%、14.09%、64.53%,叶宽分别高出28.47%、17.33%、128.57%,单株重分别高出75.39%、46.61%、347.88%,差异均达到显著水平。

实施例6甜玉米淋施高效沼液肥料田间试验,

为验证高效沼液肥料的施用效果,进行了甜玉米淋施高效沼液肥料田间试验,试验地为新开垦耕地,第一次种植作物,肥力极低。对比肥料为浓缩液体肥和复合肥。

试验方法:

试验采用单因素随机区组设计,共设4个处理,4次重复,共16个小区,每个小区面积3平方米。8月18日播种,采用育苗盘育苗,8月26日有3片真叶时挑选长势一致的苗移栽,株距30cm,行距60cm,每个小区种植两行,每行9株,总18株。11月10日收获。移栽缓苗后于8月31日第一次施肥,9月14日第二次施肥,9月29日第三次施肥,10月13日第四次施肥,每次施肥量按等总养分淋施,空白对照不施肥,淋施等量清水。

试验结果:

1、淋施高效沼液肥料的甜玉米抽雄期、开花期、吐丝期分别比对比肥料提前2至4天。

2、淋施高效沼液肥料的甜玉米穗粗分别比淋施复合肥、浓缩液体肥、清水的粗31.53%、7.98%、337.84%;穗长分别长29.80%、11.94%、294.04%;小区产量分别增产71.67%、39.09%、820.31%。

与现有技术相比,本发明一种高效沼液肥料及其制备方法利用果蔬垃圾厌氧发酵底物沼液制备高效沼液肥料,实现资源综合利用,在有效解决产生量日趋增大的沼液利用出路的同时,也实现了绿色农业的健康发展,将有利用于解决我国农业和环保行业,特别是大城市的环境污染、资源紧缺、种植安全等问题,与沼液直接施用相比,除了保留沼液原有的营养成分之外,本发明沼液肥料营养更全面,含量更高,达到NY1106-2010含腐植酸水溶肥料标准。不同形态氮源相结合,可以根据不同作物,不同气候,对其中的硝态氮、铵态氮、酰胺态氮进行有机结合调配,使肥效更快,更长,利用率更高,更高效,更安全,不容易产生沉淀、结晶,稳定性和施用效果好。具有良好的市场前景。

以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

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