專利名稱：一種沼液回灌農(nóng)田的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沼液回灌農(nóng)田的方法。
背景技術(shù)：
水體污染給地球環(huán)境和人類的生活帶來了很大的危害。農(nóng)業(yè)廢水回田灌溉也給我國農(nóng)田質(zhì)量的提升與農(nóng)田環(huán)境的改善帶來巨大的壓力。目前農(nóng)業(yè)廢水主要包括畜禽養(yǎng)殖引起的污染和農(nóng)村生活引起的水體污染，由于這些廢水分布的范圍廣、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件差等原因，運(yùn)用的污水處理方法有一定的限制，給治理帶來了一定的困難。畜禽養(yǎng)殖廢水和生活污水回灌農(nóng)田的技術(shù)亟需出現(xiàn)。當(dāng)前對(duì)污水治理的方法很多，針對(duì)各種污水處理技術(shù)方法有物理方法、化學(xué)方法、 生物方法等方法。但由于物理費(fèi)用高，化學(xué)法絮凝雖然效果明顯，但化學(xué)污泥產(chǎn)量大，有一定的毒性，會(huì)造成二次污染。由于這些方法多數(shù)是對(duì)集中式的污水處理廠或一些地表水體的植物方法與技術(shù)，在農(nóng)村還基本是空白，而且，我國廣大農(nóng)村尤其是丘陵山區(qū)農(nóng)民居住不集中，小規(guī)模的家庭養(yǎng)殖分散、隨機(jī)且基礎(chǔ)條件差，造成農(nóng)業(yè)污水的排放總量大而難以控制，而現(xiàn)有的技術(shù)在農(nóng)村根本不適用，也有個(gè)別技術(shù)是以農(nóng)戶為單元的水處理技術(shù)，但沒有考慮處理后污水的還田效應(yīng)。因此，目前我國廣大農(nóng)村，尤其是南方地區(qū)的農(nóng)村，使用沼氣池對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中的廢水進(jìn)行處理是非常普遍和有效的方法。但是，我國廣大農(nóng)村尤其是丘陵山區(qū)農(nóng)民居住不集中，小規(guī)模的家庭養(yǎng)殖分散、隨機(jī)且基礎(chǔ)條件差，沼氣池中的沼液大多不經(jīng)處理直接還田，這造成了農(nóng)田吸納壓力太大，甚至造成農(nóng)田土壤被破壞，但作物利用效率卻不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種成本低、操作簡(jiǎn)單、有效改善沼液的碳氮平衡并提高肥料利用率的沼液回灌農(nóng)田的方法。本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，雖然全國各省市農(nóng)村的生產(chǎn)和生活廢水不同，各地的沼氣池中沼液組成成分有較大的差別，但是，由于沼液是發(fā)酵后釋放了甲烷等可燃?xì)怏w后的液體，其碳氮比(即總的碳元素與總的氮元素的重量比)會(huì)比適宜還田的液體的碳氮比低很多，一般地，沼氣池中沼液的碳氮比僅為0.5-5 1，因此，沼液還田后土壤中氮源過剩，可能造成燒苗或破壞土壤的碳氮平衡。本發(fā)明提供了一種沼液回灌農(nóng)田的方法，其特征在于，使沼液與泡葉藻提取物接觸后回灌農(nóng)田，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的條件使得沼液中總碳與總氮的摩爾比為 5-40 1。根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)沼氣池的沼液進(jìn)行處理，有效的改善了沼液的碳氮平衡，提高了沼液對(duì)土壤的培肥作用并提高了肥料利用率，且成本低、操作簡(jiǎn)單，避免了沼氣池副產(chǎn)物的二次污染，保證了沼液的安全回灌。根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)有機(jī)蔬菜進(jìn)行回灌，與常規(guī)施用的化肥相比，有效的提高了大白菜的產(chǎn)量，說明本發(fā)明得到的處理后的沼液具有優(yōu)秀的回灌施肥性能。根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)玉米和茴香進(jìn)行回灌，提高了玉米單株鮮重，提高了茴香的出芽率。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種沼液回灌農(nóng)田的方法，其特征在于，使沼液與泡葉藻提取物接觸后回灌農(nóng)田，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的條件使得沼液中總碳與總氮的重量為 5-40 1，進(jìn)一步優(yōu)選為8-30 1，最優(yōu)選為10-20 1。所述總碳與總氮的重量比即總的碳元素與總的氮元素的重量比，本領(lǐng)域用術(shù)語碳氮比來表示總碳與總氮的重量比，本發(fā)明中沿用該術(shù)語。泡葉藻是褐藻的一種，所述泡葉藻提取物是從泡葉藻中提取的活性物質(zhì)，是一種天然植物酶的前體物。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，所述泡葉藻提取物具有維持沼液本土的微生物活性，能夠調(diào)節(jié)沼液的碳氮平衡，使沼液發(fā)揮最佳肥效功能，既不燒苗、也不影響土壤的有機(jī)質(zhì)的過度分解，改善土壤質(zhì)量。所述泡葉藻提取物可以從美國California Bioengineering Inc.商購得到，商品名為依克靈(EClean)，也可以制備得到，所述制備的方法可參考專利CN100360430C，其方法包括(1)將泡葉藻粉以水浸泡，制成漿液，所述漿液的濃度為5-20克/升；( 在所述漿液中加入甲醇，萃取、過濾，收集清液，所述甲醇為漿液體積的20-40體積％ ； (3)將所得清液去甲醇后調(diào)節(jié)pH值為4-5，得到所述泡葉藻提取物， 其中，所述漿液的濃度優(yōu)選為12克/升，所述甲醇優(yōu)選為漿液體積的30體積％，所述將所得清液去甲醇通?？刹捎贸檎婵杖ゼ状嫉姆绞綄?shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)PH值一般可用檸檬酸。根據(jù)上述方法得到的泡葉藻提取物溶液的濃度通常為1-15克/升，使用時(shí)，優(yōu)選泡葉藻提取物溶液的濃度為10-15克/升。根據(jù)本發(fā)明，為了使沼液達(dá)到更良好的碳氮比，相對(duì)于每升沼液，所述泡葉藻提取物的用量優(yōu)選為5-100毫克，進(jìn)一步優(yōu)選為40-60毫克。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)所述泡葉藻提取物的狀態(tài)沒有特別的限定，可以為水溶液或干粉， 當(dāng)自制泡葉藻提取物時(shí)，可以制備較高濃度的泡葉藻提取物溶液并將其加入到凈化處理池中的沼液里，如果泡葉藻提取物為商購的粉末，也可以直接將粉末加入到凈化處理池中的沼液里。根據(jù)本發(fā)明，一般地，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的時(shí)間為M小時(shí)以上。為了兼顧處理效果和節(jié)省時(shí)間，在滿足所述泡葉藻提取物與沼液的比例在上述優(yōu)選范圍內(nèi)的條件下，優(yōu)選地，將所述沼液與泡葉藻提取物接觸M-48小時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)選為30-45小時(shí)，即可使處理后的沼液達(dá)到理想的碳氮比，所述處理后的沼液為沼液與泡葉藻提取物的混合溶液。根據(jù)本發(fā)明，所述沼液與泡葉藻提取物的接觸可以在任何設(shè)備和容器中進(jìn)行，為了節(jié)省人力，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制沼液的流出、處理和回田，本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種方法，所述方法在一種設(shè)備中進(jìn)行，該設(shè)備包括沼氣池和凈化處理池，所述沼氣池開設(shè)有第一側(cè)開口，所述凈化處理池開設(shè)有第二側(cè)開口，所述第一側(cè)開口和第二側(cè)開口通過第一連接管連接，由于各省市地形地貌不同，本發(fā)明對(duì)第一側(cè)開口、第二側(cè)開口和第一連接管的相對(duì)位置和連接方式并沒有特別地限定，只要所述第一側(cè)開口、第一連接管和第二側(cè)開口的相對(duì)位置和連接方式使得沼液能夠自發(fā)的從第一側(cè)開口通過第一連接管經(jīng)第二側(cè)開口流入凈化處理池，然后與泡葉藻提取物在凈化處理池中接觸即可。優(yōu)選地，所述第一側(cè)開口距沼氣池底部的距離與沼氣池總高度的比例為 1 1.05-1. 5，進(jìn)一步優(yōu)選為1 1.1-1. 5，根據(jù)本發(fā)明，只要所述第一側(cè)開口的海拔高度比第二側(cè)開口的海拔高度高，即可使得沼氣池中高于第一側(cè)開口的沼液能夠自發(fā)的通過第一連接管流入凈化處理池中，優(yōu)選地，所述第一側(cè)開口的海拔高度比第二側(cè)開口的海拔高度高0.4米以上，為了更好的在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一側(cè)開口的海拔高度比第二側(cè)開口的海拔高度高0. 5-1. 5米。根據(jù)本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)使處理后的沼液自發(fā)的流向農(nóng)田，優(yōu)選地，所述凈化處理池開設(shè)有第三側(cè)開口，根據(jù)本發(fā)明，只要所述第三側(cè)開口的海拔高度比第一側(cè)開口的海拔高度低即可實(shí)現(xiàn)使處理后的沼液自發(fā)的流向農(nóng)田，優(yōu)選地，所述第三側(cè)開口的海拔高度比第一側(cè)開口的海拔高度低0. 1米，為了更好的在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，優(yōu)選地，所述第三側(cè)開口的海拔高度比第一側(cè)開口的海拔高度低，這樣保證沼氣池中高于第一側(cè)開口的沼液能夠持續(xù)的流向凈化處理池并使凈化處理池中的經(jīng)過處理的沼液能夠自發(fā)的從第三側(cè)開口流出，進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第三側(cè)開口的海拔高度比第一側(cè)開口的海拔高度低0. 1-0. 8米； 優(yōu)選地，所述第三側(cè)開口與第二連接管相連，沼液能夠通過第二連接管流向農(nóng)田，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的沼液流出、處理和回田。根據(jù)本發(fā)明，所述第三側(cè)開口距凈化處理池底部的距離與凈化處理池的總高度的比例可以根據(jù)不同的地形地貌和不同的需求變化，優(yōu)選地，所述第三側(cè)開口距凈化處理池底部的距離與凈化處理池的總高度的比例為1 1.05-1. 3，進(jìn)一步優(yōu)選為1 1.1-1. 2，且所述第三側(cè)開口距凈化處理池底部的距離高于第二側(cè)開口距凈化處理池底部的距離，通過這樣的設(shè)計(jì)保證進(jìn)入凈化處理池的沼液能夠在凈化處理池中與泡葉藻提取物接觸一定時(shí)間再從第三側(cè)開口流出。因此，可以通過調(diào)節(jié)第一側(cè)開口、第二側(cè)開口、第一連接管和第三側(cè)開口的相對(duì)位置以及沼氣池中高于第一側(cè)開口的沼液量來控制沼液從第二側(cè)開口流入凈化處理池和處理后的沼液從第三側(cè)開口流出凈化處理池的時(shí)間，即沼液與泡葉藻提取物接觸的時(shí)間，也可以表述為沼液在凈化處理池內(nèi)的停留時(shí)間，從而可以不經(jīng)任何額外的操作，使處理后的沼液自發(fā)的流向農(nóng)田。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)所述第二側(cè)開口與凈化處理池底部的距離沒有特別的限定，能夠滿足上述與第一側(cè)開口、第三側(cè)開口的相對(duì)位置關(guān)系即可，由于第二側(cè)開口只需低于第一側(cè)開口和第三側(cè)開口，并保證處理后的沼液在凈化處理池內(nèi)的停留時(shí)間超過M小時(shí)，優(yōu)選地，第二側(cè)開口開設(shè)于靠近凈化處理底部的位置，實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況確定第二側(cè)開口相對(duì)于凈化處理池底部的距離。根據(jù)本發(fā)明，所述第一連接管和第二連接管的材料可以為本領(lǐng)域各種能夠耐沼液的材料，如PVC管。所述第一連接管和第二連接管可以置于地表或埋于地下，優(yōu)選地，將第一連接管和第二連接管埋于地下20-40厘米處。在實(shí)際應(yīng)用過程中，只需定期的根據(jù)要處理的沼液(包括已在凈化處理池中的和根據(jù)沼液的流速將會(huì)流入凈化處理池)的量加入泡葉藻提取物使其濃度在上述范圍內(nèi)即可，無需頻繁的加入泡葉藻提取物。根據(jù)本發(fā)明，在滿足上述濃度的前提下，一般地，前兩周平均每周添加一次泡葉藻提取物，然后平均每月添加一次即可，操作簡(jiǎn)便且節(jié)省人力。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)所述沼氣池和凈化處理池的體積和數(shù)目沒有明確的限定，取決于要處理的沼液的多少和回灌的農(nóng)田的位置，可以一個(gè)沼氣池對(duì)應(yīng)一個(gè)凈化處理池或多個(gè)凈化處理池，也可以多個(gè)沼氣池對(duì)應(yīng)一個(gè)凈化處理池或多個(gè)凈化處理池，所述沼氣池和凈化處理池的體積也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用變化，以能夠滿足上述要求為準(zhǔn)。下面，通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的說明。在天津楊柳青區(qū)選擇3戶典型養(yǎng)殖農(nóng)戶，對(duì)這3戶的沼氣池的沼液進(jìn)行處理。各種水體指標(biāo)的測(cè)定方法如表1所示。其中，PH測(cè)定儀購自HACH公司，紫外可見分光光度計(jì)為Varian公司紫外可見分光光度計(jì)，有機(jī)碳分析儀為美國OI公司1010型總有機(jī)碳分析測(cè)定儀；重鉻酸鉀、硫酸和釩鉬磷酸均為分析純；泡葉藻粉和EClean購自美國California Bioengineering Inc.。測(cè)試?yán)械拇蟀撞宿r(nóng)田、玉米農(nóng)田和茴香農(nóng)田均為天津楊柳青區(qū)的典型農(nóng)田。表 權(quán)利要求
1.一種沼液回灌農(nóng)田的方法，其特征在于，使沼液與泡葉藻提取物接觸后回灌農(nóng)田，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的條件使得接觸后的沼液中總碳與總氮的重量比為5-40 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的條件使得接觸后的沼液中總碳與總氮的重量比為10-20 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相對(duì)于每升沼液，所述泡葉藻提取物的用量為 5-100毫克。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，相對(duì)于每升沼液，所述泡葉藻提取物的用量為 40-60毫克。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的時(shí)間為M小時(shí)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的時(shí)間為M-48小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的方法，所述沼液回灌農(nóng)田的方法在一種設(shè)備中進(jìn)行，該設(shè)備包括沼氣池和凈化處理池，所述沼氣池開設(shè)有第一側(cè)開口，所述凈化處理池開設(shè)有第二側(cè)開口，所述第一側(cè)開口和第二側(cè)開口通過第一連接管連接，所述第一側(cè)開口、第一連接管和第二側(cè)開口的相對(duì)位置和連接方式使得沼液能夠自發(fā)的從第一側(cè)開口通過第一連接管經(jīng)第二側(cè)開口流入凈化處理池，然后與泡葉藻提取物在凈化處理池中接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一側(cè)開口距沼氣池底部的距離與沼氣池總高度的比例為1 1.05-1. 5，所述第一側(cè)開口的海拔高度比第二側(cè)開口的海拔高度高 0. 5-1. 5 米。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，所述凈化處理池開設(shè)有第三側(cè)開口，所述第三側(cè)開口的海拔高度比第一側(cè)開口的海拔高度低，所述第三側(cè)開口距凈化處理池底部的距離與凈化處理池的總高度的比例為1 1.05-1. 3，且所述第三側(cè)開口距凈化處理池底部的距離高于第二側(cè)開口距凈化處理池底部的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述與泡葉藻提取物接觸后的沼液能夠自發(fā)的從第三側(cè)開口流出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種沼液回灌農(nóng)田的方法，其特征在于，使沼液與泡葉藻提取物接觸后回灌農(nóng)田，所述沼液與泡葉藻提取物接觸的條件使得接觸后的沼液中總的碳元素與總的氮元素的重量比為5-40∶1。根據(jù)本發(fā)明的方法對(duì)沼氣池的沼液進(jìn)行處理，有效的改善了沼液的碳氮平衡，提高了沼液對(duì)土壤的培肥作用并提高了肥料利用率，且成本低、操作簡(jiǎn)單，避免了沼氣池副產(chǎn)品的二次污染，保證了沼液的安全回灌。
文檔編號(hào)C05F15/00GK102485702SQ20101061017
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者任天志, 王立剛, 王迎春, 邱建軍 申請(qǐng)人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所