本發(fā)明涉及生物質(zhì)資源高值化綜合利用以及環(huán)境污染治理領域，具體涉及一種生物炭肥及其制備方法。

背景技術(shù)：

不論是在糧食作物還是在經(jīng)濟作物的種植領域，長久以來就采用施肥的手段來提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。從最早的施用農(nóng)家有機肥到施用無機肥，再到施用有機無機復混肥。施肥種類、施肥量及配比等對糧食作物或經(jīng)濟作物產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響。傳統(tǒng)的肥料尤其是有機無機復混肥雖然在提高作物產(chǎn)量方面起到了不錯的效果。但是，傳統(tǒng)的肥料存在成分和養(yǎng)分配比不合理，幾乎不能恢復土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)，甚至還會產(chǎn)生副作用，造成土壤板結(jié)等。

人類的生存與發(fā)展始終伴隨著大量的人及牲畜排泄物的產(chǎn)生，隨著人們生活的提高，人畜糞便對環(huán)境的污染也日益嚴重。首先，人畜糞便中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀等物質(zhì)，若直接排放，會造成水體污染和富營養(yǎng)化。其次，糞便中含有大量病原體，容易引發(fā)大規(guī)模傳染病的流行。再次，糞便污水中有機質(zhì)腐爛分解后產(chǎn)生有毒有害氣體，發(fā)生惡臭。這些均嚴重污染了大地、水體、大氣和生物群落，并對人體健康產(chǎn)生潛在威脅。同時人畜糞便大都具有含水率高、不易儲存、受潮易腐爛等特點，導致運輸成本大、儲存空間大和處理成本高等問題。因此尋求合適的人畜糞便處理方法具有現(xiàn)實意義和商業(yè)化前景。

生物炭是生物有機材料（生物質(zhì)）在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)高溫熱裂解后生成的固態(tài)產(chǎn)物。既可作為高品質(zhì)能源、土壤改良劑，也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等，已廣泛應用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等，可在一定程度上為氣候變化、環(huán)境污染和土壤功能退化等全球關切的熱點問題提供解決方案。它是在低氧環(huán)境下，通過高溫裂解將木材、草、玉米稈或其它農(nóng)作物廢物碳化而成。生物炭雖可作為肥料，但其微孔結(jié)構(gòu)較少、比表面積較低，且保留的營養(yǎng)元素包括微量元素較少，因此使用時一般需要添加其他肥料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種生物炭肥及其制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：

一種生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭70-90份、人畜糞便30-40份、廢糖蜜3-5份、復合肥18-22份、發(fā)酵液8-12份、添加劑16-20份。

所述的生物炭，是由紅薯葉、小麥秸稈、高粱秸稈按照質(zhì)量比為1:2:2的比例混合之后，經(jīng)過晾曬處理至水分含量為18-20％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述人畜糞便是將選取的人畜糞便曬干，粉碎成粉末，混勻而成，含水量控制在16-18%。

所述的廢糖蜜的總腐植酸≥22％，總養(yǎng)分≥7％，水分≤62％。

所述復合肥，是鉀肥、氮肥、碳酸鈣、碘化鉀、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔80-100份、鋸木屑20-30份、低聚殼聚糖3-5份、菜籽粕20-30份、沸石粉8-12份；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與鋸木屑、低聚殼聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為40-42％,再向發(fā)酵物中接種復合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開始發(fā)酵，每隔3-4天翻堆一次，并同時測定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度不超過70℃，發(fā)酵22-28天，待完全腐熟后對發(fā)酵堆壓榨過濾得發(fā)酵液；所述復合微生物菌劑包括米根霉和枯草芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2。

所述添加劑為草木灰用水溶解后，用氨水調(diào)節(jié)ph至8.1-8.3，然后過濾，冷凍干燥得到的物質(zhì)。

上述生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設備中，升溫至250-270℃，保持該溫度10-15min，然后在4min內(nèi)升溫至450-500℃，并保持該溫度3-4h，然后在4min內(nèi)急冷至150-180℃，保持該溫度32-42min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

本發(fā)明的優(yōu)點為：本發(fā)明生物炭肥，是以農(nóng)作物秸稈為原料組分，其采用的原材料秸稈成本低廉，來源易得，通過脫水排氧處理并經(jīng)過高溫炭化方式粉碎形成生物炭粉，炭化效果好，炭含量25％以上，有效提高了秸稈的炭化率，炭肥成品率高，施用效果好，且可鈍化土壤中的重金屬，提高土壤微生物的活力。且具有較大的比表面積，提高了土壤的有機質(zhì)含量；作為低成本非化學肥料，本發(fā)明產(chǎn)品可以為有機農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)提供產(chǎn)量上的保證，制備方法簡單、可控、易實施，在有效處理了人畜糞便和生物質(zhì)的同時，比傳統(tǒng)生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范圍內(nèi)代替化肥施用，具有工業(yè)化推廣的前景，以及顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。

實施例1

一種生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭70kg、人畜糞便30kg、廢糖蜜3kg、復合肥18kg、發(fā)酵液8kg、添加劑16kg。

所述的生物炭，是由紅薯葉、小麥秸稈、高粱秸稈按照質(zhì)量比為1:2:2的比例混合之后，經(jīng)過晾曬處理至水分含量為18％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述人畜糞便是將選取的人畜糞便曬干，粉碎成粉末，混勻而成，含水量控制在16%。

所述的廢糖蜜的總腐植酸≥22％，總養(yǎng)分≥7％，水分≤62％。

所述復合肥，是鉀肥、氮肥、碳酸鈣、碘化鉀、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔80份、鋸木屑20份、低聚殼聚糖3份、菜籽粕20份、沸石粉8份；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與鋸木屑、低聚殼聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為40％,再向發(fā)酵物中接種復合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開始發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，并同時測定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度為70℃，發(fā)酵22天，待完全腐熟后對發(fā)酵堆壓榨過濾得發(fā)酵液；所述復合微生物菌劑包括米根霉和枯草芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2。

所述添加劑為草木灰用水溶解后，用氨水調(diào)節(jié)ph至8.1，然后過濾，冷凍干燥得到的物質(zhì)。

上述生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設備中，升溫至250℃，保持該溫度10min，然后在4min內(nèi)升溫至450℃，并保持該溫度3-4h，然后在4min內(nèi)急冷至150℃，保持該溫度32min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

實施例2

一種生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭80kg、人畜糞便35kg、廢糖蜜4kg、復合肥20kg、發(fā)酵液10kg、添加劑18kg。

所述的生物炭，是由紅薯葉、小麥秸稈、高粱秸稈按照質(zhì)量比為1:2:2的比例混合之后，經(jīng)過晾曬處理至水分含量為19％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述人畜糞便是將選取的人畜糞便曬干，粉碎成粉末，混勻而成，含水量控制在17%。

所述的廢糖蜜的總腐植酸≥22％，總養(yǎng)分≥7％，水分≤62％。

所述復合肥，是鉀肥、氮肥、碳酸鈣、碘化鉀、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔90kg、鋸木屑25kg份、低聚殼聚糖4kg、菜籽粕25kg、沸石粉10kg；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與鋸木屑、低聚殼聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為41％,再向發(fā)酵物中接種復合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開始發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，并同時測定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度為70℃，發(fā)酵25天，待完全腐熟后對發(fā)酵堆壓榨過濾得發(fā)酵液；所述復合微生物菌劑包括米根霉和枯草芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2。

所述添加劑為草木灰用水溶解后，用氨水調(diào)節(jié)ph至8.2，然后過濾，冷凍干燥得到的物質(zhì)。

上述生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設備中，升溫至260℃，保持該溫度12min，然后在4min內(nèi)升溫至475℃，并保持該溫度3.5h，然后在4min內(nèi)急冷至175℃，保持該溫度37min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

實施例3

一種生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭90kg、人畜糞便40kg、廢糖蜜5kg、復合肥22kg、發(fā)酵液12kg、添加劑20kg。

所述的生物炭，是由紅薯葉、小麥秸稈、高粱秸稈按照質(zhì)量比為1:2:2的比例混合之后，經(jīng)過晾曬處理至水分含量為20％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述人畜糞便是將選取的人畜糞便曬干，粉碎成粉末，混勻而成，含水量控制在18%。

所述的廢糖蜜的總腐植酸≥22％，總養(yǎng)分≥7％，水分≤62％。

所述復合肥，是鉀肥、氮肥、碳酸鈣、碘化鉀、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1:2:2:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔100kg、鋸木屑30kg、低聚殼聚糖5kg、菜籽粕30kg、沸石粉12kg；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與鋸木屑、低聚殼聚糖、菜籽粕、沸石粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為42％,再向發(fā)酵物中接種復合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開始發(fā)酵，每隔4天翻堆一次，并同時測定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度為70℃，發(fā)酵28天，待完全腐熟后對發(fā)酵堆壓榨過濾得發(fā)酵液；所述復合微生物菌劑包括米根霉和枯草芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2。

所述添加劑為草木灰用水溶解后，用氨水調(diào)節(jié)ph至8.3，然后過濾，冷凍干燥得到的物質(zhì)。

上述生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設備中，升溫至270℃，保持該溫度10-15min，然后在4min內(nèi)升溫至500℃，并保持該溫度4h，然后在4min內(nèi)急冷至180℃，保持該溫度42min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術(shù)人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。