一种氮磷缓释肥及其制备方法和应用

本发明属于畜牧业污水资源化处理，具体涉及一种氮磷缓释肥及其制备方法和应用。

背景技术：

1、化肥的过量施用会破坏土壤生态系统平衡，并对环境产生不良影响，如氮肥与磷肥的施用被认为是人为氨排放、水体富营养化和陆地生态系统生物多样性破坏的主要原因。因此，找到一种合适的替代品以减少化肥的施用至关重要。

2、沼液为厌氧发酵沼气工程的产物，是一种富含氮磷的高浓度有机废水，可生化性差。相对于未经过厌氧消化的畜禽粪便，沼液对环境有更大的风险，在水体中释放氮磷的潜力更大。目前沼液主要的处理方式是直接还田或者经过集中处理后排放。沼液可以作为一种有潜力的化肥替代品，但由于沼液的碳氮比较低，长期施用会使土壤板结，不利于作物的生长，且其中氨氮含量很高，高的甚至可达2000～3000mg/l，高氨氮废水直接施用于土壤中会导致营养的快速流失，还有可能造成空气污染。并且由于畜禽养殖的规模化集约化使沼液的产量较大，难以被周边农田完全消纳，特别是在南方水网比较密集、田块相对散小的地区，其营养成分浓度相对较低，存储空间、运输成本和消纳土地需求较大，使得沼液无法作为化肥的替代品消纳，因此沼液大多都需要脱氮脱磷达标后排放。然而，若把沼液作为一种高浓度的有机废水经过集中处理后排放，会给污水处理厂增加约80％的氮和约50％的磷负荷，造成极大的资源浪费。且沼液中的高氨氮含量会抑制沼液脱氮过程中的反硝化，从而使沼液的处理成本变高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氮磷缓释肥及其制备方法和应用，本发明提供的方法能对沼液中的氮磷进行高效回收，回收氮磷后制备的缓释肥富含碳、氮、磷、铁、镁等元素，对植物生长的促进效果明显，且具有土壤改良的效果。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种氮磷缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

4、将铁镁ldh改性生物炭与沼液混合进行吸附，得到吸附有氮磷的铁镁ldh改性生物炭；

5、将所述吸附有氮磷的铁镁ldh改性生物炭进行干燥，得到氮磷缓释肥。

6、优选地，所述铁镁ldh改性生物炭和沼液的用量比为1～5g：1l。

7、优选地，所述吸附在震荡条件下进行，所述震荡的速度为100～200rpm。

8、优选地，所述吸附的温度为15～35℃，时间为8～12h。

9、优选地，所述干燥的温度为40～60℃。

10、优选地，所述沼液中氨氮的浓度为1500～2000mg/l；全磷的浓度为10～20mg/l；所述沼液的ph值为8～9。

11、优选地，所述铁镁ldh改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：

12、将生物质原料、三价铁盐、氢氧化镁与水混合，进行老化，得到铁镁ldh-生物质前驱体；

13、将所述铁镁ldh-生物质前驱体进行热解，得到铁镁ldh改性生物炭。

14、本发明还提供了上述制备方法制备得到的氮磷缓释肥。

15、优选地，所述氮磷缓释肥中碳元素含量为200～400g/kg；氮元素含量为40～60g/kg；磷元素含量为1～5g/kg；铁元素含量为80～120g/kg；镁元素含量为100～130g/kg。

16、本发明还提供了上述氮磷缓释肥在促进植物生长或改良土壤中的应用。

17、本发明提供了一种氮磷缓释肥的制备方法，包括以下步骤：将铁镁ldh改性生物炭与沼液混合进行吸附，得到吸附有氮磷的铁镁ldh改性生物炭；将所述吸附有氮磷的铁镁ldh改性生物炭进行干燥，得到氮磷缓释肥。本发明采用铁镁ldh改性生物炭对沼液进行吸附，能够有效地去除沼液中的氮磷，实现沼液中氮磷的有效吸附，便于将沼液进行后续处理或进一步应用，吸附有氮磷的铁镁ldh改性生物炭经干燥后得到氮磷缓释肥，所述氮磷缓释肥中富含碳、氮、磷、铁、镁等元素，不但可以为作物提供生长发育所需的营养元素，还可以改善土壤的ph、cec和容重等其他指标，具有土壤改良的效果；而且所述氮磷缓释肥中氮磷释放缓慢，可以有效缓解土壤的氮磷元素流失，对植物生长的促进效果明显。由本发明实施例结果可知，采用铁镁ldh改性生物炭对沼液进行吸附，沼液中氨氮的回收率为6.9～30％，磷的回收率为47.7～81.8％，能够有效回收沼液中的氮磷；同时，施用本发明提供的氮磷缓释肥能够显著促进小白菜生长，且土壤中氮元素含量为0.60～0.74g/kg，磷元素含量为0.92～0.98g/kg，铁元素含量为127.5～131.8g/kg，镁元素含量为2.48～2.70g/kg，能够有效改良土壤。

技术特征：

1.一种氮磷缓释肥的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁镁ldh改性生物炭和沼液的用量比为1～5g：1l。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述吸附在震荡条件下进行，所述震荡的速度为100～200rpm。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述吸附的温度为15～35℃，时间为8～12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为40～60℃。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述沼液中氨氮的浓度为1500～2000mg/l；全磷的浓度为10～20mg/l；所述沼液的ph值为8～9。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁镁ldh改性生物炭的制备方法，包括以下步骤：

8.权利要求1～7任一项所述制备方法制备得到的氮磷缓释肥。

9.根据权利要求8所述的氮磷缓释肥，其特征在于，所述氮磷缓释肥中碳元素含量为200～400g/kg；氮元素含量为40～60g/kg；磷元素含量为1～5g/kg；铁元素含量为80～120g/kg；镁元素含量为100～130g/kg。

10.权利要求8或9所述氮磷缓释肥在促进植物生长或改良土壤中的应用。

技术总结
本发明提供了一种氮磷缓释肥及其制备方法和应用，涉及畜牧业污水资源化处理技术领域。本发明提供的氮磷缓释肥的制备方法，包括以下步骤：将铁镁LDH改性生物炭与沼液混合进行吸附，得到吸附有氮磷的铁镁LDH改性生物炭；将所述吸附有氮磷的铁镁LDH改性生物炭进行干燥，得到氮磷缓释肥。本发明采用铁镁LDH改性生物炭对沼液进行吸附，能够有效地去除沼液中的氮磷，实现沼液中氮磷的有效吸附，便于将沼液进行后续处理或进一步应用，吸附有氮磷的铁镁LDH改性生物炭经干燥后得到氮磷缓释肥，可以为作物提供生长发育所需的营养元素，具有土壤改良的效果；而且所述氮磷缓释肥可以有效缓解土壤的氮磷元素流失，对植物生长的促进效果明显。

技术研发人员：张进,边颢昊,刘万鹏,柴彦君,孟俊,张昌爱,单胜道
受保护的技术使用者：浙江科技学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15