一种利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104560048A(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201510024743.7(22)申请日2015.01.19(71)申请人青岛农业大学地址266000山东省青岛市城阳区长城路(72)发明人辛言君王港陈清华朱祥伟李保鹏(51)Int.Cl.C09K17/40(2006.01)C09K101/00(2006.01)C09K109/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法(57)摘要本发明公开了一种利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法，将牛粪块晾晒风干含水率降到10%以下，粉碎至颗粒；牛粪与磷石膏按7～9:1～3的混合造粒；得到成品颗粒投入碳化炉内通氮气加热，以2～10℃/min升温至150～250℃恒温20～60min；5～20℃/min升温至350～500℃恒温1～4h降温至60℃出料；过100目筛获得pH值7.5～9.5的生物土壤改良剂。本发明操作简单，原材料价廉易得，制备出的生物土壤改良剂比表面积大，可改良土壤性质，提高土壤肥力，修复受污染土壤，为牛粪便的处理处置提供一条新的途径，具有显著的生态效益和良好的推广应用前景。CN104560048ACN104560048A权利要求书1/1页1.一种利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法，其特征在于，步骤如下：一、预处理：将牛粪块晾晒、风干，使牛粪块的含水率降到10%以下，而后将牛粪块粉碎至长度<1cm的颗粒，将磷石膏粉碎至粒径<1mm，备用；二、造粒：步骤一中处理后的牛粪与磷石膏按7～9:1～3的质量比混合造粒，烘干后筛分，获得粒径为2～4mm的成品颗粒；三、炭化：将步骤二中得到的成品颗粒投入碳化炉内，通入氮气，加热，以2～10℃/min的升温速率升温至150～250℃后，恒温20～60min；然后以5～20℃/min的升温速率，升温至350～500℃后，恒温1～4h后，在通氮气条件下降温至60℃出料；四、调整筛选：将步骤三中获得的产物过100目筛，获得pH值7.5～9.5，有机质含量大于50%，养分含量7～10%，孔隙度0.2～0.4cm3/g，孔径15～40nm，平均比表面积120～280m3/g的生物土壤改良剂。2.根据权利要求1所述的利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法，其特征在于：所述步骤一中牛粪块的含水率为8%；所述步骤二中牛粪与磷石膏的质量比为9:1；所述步骤三中通入氮气，加热，以5℃/min的升温速率升温至200℃后，恒温30min；然后以10℃/min钟的升温速率，升温至400℃后，恒温2h。3.根据权利要求1所述的利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法，其特征在于：将所述生物土壤改良剂用于土壤改良，每亩施用100～2500kg，土壤pH值提高0.1～0.6，土壤容重降低4～16%，总孔隙度提高4%～18%。2CN104560048A说明书1/4页一种利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法技术领域[0001]本发明涉及一种利用牛粪和磷石膏制备土壤改良剂的方法,属于农业固废资源化利用领域。背景技术[0002]生物炭是生物质在缺氧或无氧环境下热解得到的具有高度芳香化物质。生物炭埋到地下等于把碳封存进了土壤，有助于减缓全球变暖。生物炭相当稳定，耐光、耐生物降解，能将碳元素“锁”在地下数百年，甚至达数千年，大大减少了二氧化碳和甲烷等温室气体的排放。生物炭具有疏松微孔的结构，将其施到土壤后，可以显著提高土壤的疏松程度，增加土壤有机物质，而且其巨大的比表面可以强烈地吸附铵、硝酸盐、磷酸盐和一些其它水溶性盐养分离子，提高土壤肥力，有效调节土壤N、P、K等营养元素的循环，提高土壤保水保肥能力。生物炭提高土壤肥力的同时还可以有效地吸附农药、重金属等污染物质，降低重金属和有机污染物生物有效性等作用，还可以降低这些污染物质因为水分渗透和雨水淋洗作用而在土壤介质中的迁移性，减少其对地表水和地下水的污染，对受污染土壤进行修复。生物炭具有改善微生物细胞附着性能、促进土壤团聚体的形成、改变土壤固氮与硝化微生物菌群活性的作用。[0003]据统计，我国2013年底中国牛存栏量为104302千头，存栏量占世界的10.1%，一头奶牛每年产生的粪便在7吨以上，随着畜牧业的快速发展，粪便污染已成为一大难题。在一些地方，牛粪对环境的污染已超过了工业污染的总量，给农村环境带来了巨大的压力。目前牛粪主要处理途径是进行厌氧发酵，厌氧发酵后产生大量的沼渣和液体沼肥用于农业种植，由于规模化养殖产生的沼肥量巨大，养殖场周边农田难以消纳大量的发酵产物，尤其是过多的沼液外运不便，成为牛粪厌氧处理技术发展的瓶颈。牛粪发酵资源化利用技术中产生的甲烷和二氧化碳等温室气体