一种基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法与流程

1.本发明涉及肥料制备技术领域，具体涉及一种基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法。


背景技术：

2.餐厨垃圾是人们日常生活中产生的一种有机固体废弃物；其处理方法有卫生填埋法、焚烧发电法、热分解法、微生物发酵法等。其中，微生物发酵法是常见的餐厨垃圾处理方法之一，具体为将餐厨垃圾经厌氧菌的分解代谢作用，最终生成甲烷与二氧化碳；并且生成的甲烷可以用产热发电。
3.虽然，采用微生物厌氧发酵处理得到的甲烷可以得到利用，产生一定的经济价值；但是目前厌氧发酵的沼液无法得到很好的利用，有待进一步将其进行开发利用。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的至少之一的技术问题，本发明首先提供了一种基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法。
5.本发明的技术方案如下：本发明首先提供了一种基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其包含如下步骤：s11. 将氮肥、磷肥以及钾肥溶于水中，得到复合肥料水溶液；s12. 将复合肥料水溶液与厌氧发酵得到的沼液混合后即得所述的肥料。
6.优选地，步骤s11复合肥料水溶液中，氮肥的浓度为0.15~0.25mol/l；磷肥的浓度为0.1~0.2mol/l；钾肥的浓度为0.1~0.2mol/l。
7.最优选地，步骤s11复合肥料水溶液中，氮肥的浓度为0.2mol/l；磷肥的浓度为0.15mol/l；钾肥的浓度为0.15mol/l。
8.优选地，步骤s11中，所述的氮肥选自尿素。
9.优选地，步骤s11中，所述的磷肥选自磷酸二氢铵。
10.优选地，步骤s11中，所述的钾肥选自硫酸钾。
11.优选地，步骤s12中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1~2。
12.最优选地，步骤s12中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1.5。
13.优选地，所述的厌氧发酵沼液的制备方法为：s21. 将有机废弃物与水混合搅拌均匀得发酵底物；s22. 将发酵底物转入厌氧发酵罐中，然后加入厌氧微生物搅拌均匀后进行厌氧发酵；发酵结束后将发酵产物进行固液分离，取液体即得所述的厌氧发酵沼液。
14.优选地，步骤s21中有机废弃物与水的重量比为1:2~4。
15.最优选地，步骤s21中有机废弃物与水的重量比为1:3。
16.优选地，步骤s22中还加入催化剂，所述的催化剂为沸石。
17.优选地，所述的沸石为200~300目的沸石粉。
18.优选地，催化剂在发酵底物中的浓度为5~10g/l。
19.优选地，催化剂在发酵底物中的浓度为8g/l。
20.优选地，步骤s22中所述的厌氧微生物采用的是污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥。
21.优选地，污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥在发酵底物中的浓度为50~100g/l；最优选地，污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥在发酵底物中的浓度为70g/l。
22.优选地，所述的催化剂为改性沸石。
23.所述的改性沸石通过如下方法制备得到：s31. 将沸石粉加入水中，搅拌均匀得沸石粉分散液；s32. 在沸石粉分散液中加入氯化锌和三氯化钼搅拌均匀，接着加入氢氧化钠，搅拌1~3h后分离固体；s33. 将固体于1200~1400℃煅烧1~2h后取煅烧产物即得所述的改性沸石。
24.优选地，步骤s31中沸石粉与水的重量比为1:5~8。
25.最优选地，步骤s31中沸石粉与水的重量比为1:6。
26.优选地，步骤s32中，沸石粉分散液与氯化锌、三氯化钼以及氢氧化钠的重量比为1000：10~15：18~22：20~30g。
27.最优选地，步骤s32中，沸石粉分散液与氯化锌、三氯化钼以及氢氧化钠的重量比为1000：13：20：25g。
28.发明人在研究中惊奇的发现，在本发明厌氧发酵过程中，采用通过本发明所述方法制备得到的改性沸石作为催化剂制备得到的厌氧发酵沼液，相比于采用未改性的沸石作为催化剂制备得到的厌氧发酵沼液，可以大幅提高本发明肥料促进农作物生长的能力。
29.优选地，步骤s22中还加入巴戟天药渣；优选地，巴戟天药渣在发酵底物中的浓度为40~60g/l；优选地，巴戟天药渣在发酵底物中的浓度为50g/l。
30.发明人在研究中进一步发现，在本发明厌氧发酵过程中，进一步加入巴戟天药渣制备得到的厌氧发酵沼液，其可以进一步提高本发明肥料促进农作物生长的能力。
31.本发明所述的巴戟天药渣为对巴戟天进行提取后剩余的废弃药渣。
32.具体地，本发明的巴戟天药渣采用的是医药生产企业通过如下方法提取有效成分后剩余的药渣；巴戟天药渣的制备方法为：将巴戟天用10倍重量的体积分数为95%的乙醇水溶液在80℃下进行加热回流提取1h，提取结束后分离提取液，得所述的巴戟天药渣。
33.优选地，步骤s22中的有机废弃物为餐厨垃圾。
34.优选地，所述的餐厨垃圾包含米面类垃圾、果蔬类垃圾以及肉类垃圾；其中，米面类垃圾、果蔬类垃圾以及肉类垃圾的重量比为4~6:3~5:1~3。
35.优选地，米面类垃圾、果蔬类垃圾以及肉类垃圾的重量比为5:4:1。
36.优选地，步骤s22中的发酵温度为45~55℃；发酵时间为20~30天；最优选地，步骤s22中的发酵温度为50℃；发酵时间为21天。
37.优选地，所述的肥料为用于农作物的肥料。
38.优选地，所述的肥料为用于蔬菜的肥料。
39.最优选地，所述的肥料为用于奶白菜的肥料。
40.有益效果：本发明提供了一种全新的肥料的制备方法；该方法有效地将厌氧发酵沼液利用起来；同时采用该方法制备得到的肥料，能够很好的促进农作物的生长。
具体实施方式
41.以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
42.实施例1基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其步骤如下：s11. 将尿素、磷酸二氢铵以及硫酸钾溶于水中，得到复合肥料水溶液；其中，复合肥料水溶液中，尿素的浓度为0.2mol/l，磷酸二氢铵的浓度为0.15mol/l，硫酸钾的浓度为0.15mol/l；s12. 将复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液混合后即得所述的肥料；其中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1.5；步骤s12中所述的厌氧发酵沼液的制备方法为：s21. 将餐厨垃圾与水混合搅拌均匀得发酵底物；其中，餐厨垃圾与水的重量比为1:3；餐厨垃圾包含重量比为5:4:1的米面类垃圾、果蔬类垃圾以及肉类垃圾；s22. 将发酵底物转入厌氧发酵罐中，然后加入污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥以及催化剂沸石（200目的沸石粉）搅拌均匀后，在50℃下进行厌氧发酵21天；发酵结束后将发酵产物进行固液分离，取液体即得所述的厌氧发酵沼液；其中，污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥在发酵底物中的浓度为70g/l，催化剂在发酵底物中的浓度为8g/l。
43.实施例2基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其步骤如下：s11. 将尿素、磷酸二氢铵以及硫酸钾溶于水中，得到复合肥料水溶液；其中，复合肥料水溶液中，尿素的浓度为0.2mol/l，磷酸二氢铵的浓度为0.15mol/l，硫酸钾的浓度为0.15mol/l；s12. 将复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液混合后即得所述的肥料；其中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1.5；步骤s12中所述的厌氧发酵沼液的制备方法为：s21. 将餐厨垃圾与水混合搅拌均匀得发酵底物；其中，餐厨垃圾与水的重量比为1:3；餐厨垃圾包含重量比为5:4:1的米面类垃圾、果蔬类垃圾以及肉类垃圾；s22. 将发酵底物转入厌氧发酵罐中，然后加入污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥以及催化剂改性沸石搅拌均匀后，在50℃下进行厌氧发酵21天；发酵结束后将发酵产物进行固液分离，取液体即得所述的厌氧发酵沼液；其中，污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥在发酵底物中的浓度为70g/l，催化剂在发酵底物中的浓度为8g/l；步骤s22中所述的改性沸石的制备方法为：s31. 将200目的沸石粉加入水中，搅拌均匀得沸石粉分散液；其中，沸石粉与水的重量比为1:6；s32. 在沸石粉分散液中加入氯化锌和三氯化钼搅拌均匀，接着加入氢氧化钠，搅拌2h后分离固体；其中，沸石粉分散液与氯化锌、三氯化钼以及氢氧化钠的重量比为1000：
13：20：25g；s33. 将固体于1300℃煅烧1.5h后取煅烧产物即得所述的改性沸石。
44.实施例3基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其步骤如下：s11. 将尿素、磷酸二氢铵以及硫酸钾溶于水中，得到复合肥料水溶液；其中，复合肥料水溶液中，尿素的浓度为0.2mol/l，磷酸二氢铵的浓度为0.15mol/l，硫酸钾的浓度为0.15mol/l；s12. 将复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液混合后即得所述的肥料；其中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1.5；步骤s12中所述的厌氧发酵沼液的制备方法为：s21. 将餐厨垃圾与水混合搅拌均匀得发酵底物；其中，餐厨垃圾与水的重量比为1:3；餐厨垃圾包含重量比为5:4:1的米面类垃圾、果蔬类垃圾以及肉类垃圾；s22. 将发酵底物转入厌氧发酵罐中，然后加入污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥、巴戟天药渣以及催化剂改性沸石搅拌均匀后，在50℃下进行厌氧发酵21天；发酵结束后将发酵产物进行固液分离，取液体即得所述的厌氧发酵沼液；其中，污水处理厂厌氧发酵罐发酵后的污泥在发酵底物中的浓度为70g/l，催化剂在发酵底物中的浓度为8g/l；巴戟天药渣在发酵底物中的浓度为50g/l；步骤s22中所述的改性沸石的制备方法同实施例2。
45.对比例1对比例1与实施例2的区别在于步骤s22中所述的改性沸石的制备方法不同；其余均与实施例2相同；对比例1步骤s22中所述的改性沸石的制备方法为：s31. 将200目的沸石粉加入水中，搅拌均匀得沸石粉分散液；其中，沸石粉与水的重量比为1:6；s32. 在沸石粉分散液中加入氯化锌搅拌均匀，接着加入氢氧化钠，搅拌2h后分离固体；其中，沸石粉分散液与氯化锌以及氢氧化钠的重量比为1000：33：25g；s33. 将固体于1300℃煅烧1.5h后取煅烧产物即得所述的改性沸石。
46.对比例2对比例2与实施例2的区别在于步骤s22中所述的改性沸石的制备方法不同；其余均与实施例2相同；对比例2步骤s22中所述的改性沸石的制备方法为：s31. 将200目的沸石粉加入水中，搅拌均匀得沸石粉分散液；其中，沸石粉与水的重量比为1:6；s32. 在沸石粉分散液中加入三氯化钼搅拌均匀，接着加入氢氧化钠，搅拌2h后分离固体；其中，沸石粉分散液与三氯化钼以及氢氧化钠的重量比为1000：33：25g；s33. 将固体于1300℃煅烧1.5h后取煅烧产物即得所述的改性沸石。
47.实验例1选取奶白菜种子，将其播种于60盆盆摘中，每盆播种1株；接着随机分成6组，分别为实验组1~5以及对照组，每组10盆；其中实验组1~5播种后分别施加实施例1~3以及对比例1~2制备得到的肥料，施肥量为200ml/盆；对照组不施肥；种植20天后统计各组奶白菜的生
长情况；计算其平均株高；结果见表1。
48.表1.
49.从表1实验结果中可以看出，实验组1奶白菜施加实施例1方法制备得到的肥料，其平均株高显著高于对照组；这说明：采用本发明基于厌氧发酵沼液制备得到的肥料，其能够很好的促进奶白菜的生长。
50.从表1实验结果中可以看出，实验组2奶白菜施加实施例2方法制备得到的肥料，其平均株高大幅高于对照组以及实验组1；其平均株高相对于对照组的提高程度要大幅高于实验组1；这说明：在本发明中，采用通过本发明所述方法制备得到的改性沸石作为催化剂制备得到的厌氧发酵沼液，相比于采用未改性的沸石作为催化剂制备得到的厌氧发酵沼液，可以大幅提高本发明肥料促进奶白菜生长的能力。
51.从表1实验结果中可以看出，实验组4和5奶白菜施加对比例1和2方法制备得到的肥料，其平均株高与实验组1相比，提高幅度不大；这说明：在改性沸石的制备过程中，必须同时加入氯化锌和三氯化钼通过本发明所述方法制备得到的改性沸石，才可以大幅提高本发明肥料促进奶白菜生长的能力；而在改性沸石的制备过程中，仅仅只加入氯化锌或仅仅只加入三氯化钼通过本发明所述方法制备得到的改性沸石，并不能大幅提高本发明肥料促进奶白菜生长的能力。
52.从表1实验结果中可以看出，实验组3奶白菜施加实施例3方法制备得到的肥料，其平均株高进一步显著高于实验组2；这说明：在本发明厌氧发酵过程中，进一步加入巴戟天药渣制备得到的厌氧发酵沼液，其可以进一步显著提高本发明肥料促进奶白菜生长的能力。

技术特征：
1.一种基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，包含如下步骤：s11. 将氮肥、磷肥以及钾肥溶于水中，得到复合肥料水溶液；s12. 将复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液混合后即得所述的肥料。2.根据权利要求1所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s11复合肥料水溶液中，氮肥的浓度为0.15~0.25mol/l；磷肥的浓度为0.1~0.2mol/l；钾肥的浓度为0.1~0.2mol/l。3.根据权利要求1所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s11复合肥料水溶液中，氮肥的浓度为0.2mol/l；磷肥的浓度为0.15mol/l；钾肥的浓度为0.15mol/l。4.根据权利要求1所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s12中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1~2；最优选地，步骤s12中，复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液的体积比为1:1.5。5.根据权利要求1所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，所述的厌氧发酵沼液的制备方法为：s21. 将有机废弃物与水混合搅拌均匀得发酵底物；s22. 将发酵底物转入厌氧发酵罐中，然后加入厌氧微生物搅拌均匀后进行厌氧发酵；发酵结束后将发酵产物进行固液分离，取液体即得所述的厌氧发酵沼液。6.根据权利要求5所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s21中有机废弃物与水的重量比为1:2~4；最优选地，步骤s21中有机废弃物与水的重量比为1:3。7.根据权利要求5所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s22中还加入催化剂，所述的催化剂为沸石；优选地，所述的沸石为200~300目的沸石粉。8.根据权利要求7所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，所述的催化剂为改性沸石；所述的改性沸石通过如下方法制备得到：s31. 将沸石粉加入水中，搅拌均匀得沸石粉分散液；s32. 在沸石粉分散液中加入氯化锌和三氯化钼搅拌均匀，接着加入氢氧化钠，搅拌1~3h后分离固体；s33. 将固体于1200~1400℃煅烧1~2h后取煅烧产物即得所述的改性沸石。9.根据权利要求7所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s31中沸石粉与水的重量比为1:5~8；最优选地，步骤s31中沸石粉与水的重量比为1:6。10.根据权利要求7所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其特征在于，步骤s32中，沸石粉分散液与氯化锌、三氯化钼以及氢氧化钠的重量比为1000：10~15：18~22：20~30g。

技术总结
本发明涉及肥料制备技术领域，具体公开了一种基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法。所述的基于厌氧发酵沼液制备肥料的方法，其包含如下步骤：S11.将氮肥、磷肥以及钾肥溶于水中，得到复合肥料水溶液；S12.将复合肥料水溶液与厌氧发酵沼液混合后即得所述的肥料。本发明提供了一种全新的肥料的制备方法；该方法有效地将厌氧发酵沼液利用起来；同时采用该方法制备得到的肥料，能够很好的促进农作物的生长。能够很好的促进农作物的生长。


技术研发人员：黎振廷 曹婧 李承斌
受保护的技术使用者：深圳市海吉星环保有限责任公司
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/9/16