一種生態(tài)功能型復(fù)合肥及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)作物的肥料領(lǐng)域，更確切的說是涉及一種生態(tài)功能型復(fù)合肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生態(tài)肥料是一種環(huán)境友好型肥料，其含有大量的有機(jī)質(zhì)，施入土壤中可促進(jìn)土壤中微生物的活性，增強(qiáng)作物抗逆抗病能力，降低作物重茬，連年施用可大大緩解連作障礙，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)；還可改良土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的孔隙率，提高土壤的通透性，防止土壤板結(jié)，增強(qiáng)土壤中微生物和作物根部的呼吸，促進(jìn)作物生長，提高土壤肥力；同時(shí)可減少水分流失與蒸發(fā)、減輕干旱的壓力、保肥、減少化肥、減輕鹽堿損害，達(dá)到提供營養(yǎng)的同時(shí)，改善土壤的作用。
[0003]生態(tài)肥多以優(yōu)質(zhì)動、植物有機(jī)物為原料，能有效地完善土壤養(yǎng)份、增加土壤有機(jī)質(zhì)和肥力，減少農(nóng)藥施用、使產(chǎn)品免受污染，優(yōu)化土壤生態(tài)環(huán)境，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，讓農(nóng)產(chǎn)品品味回歸自然。但是生態(tài)肥存在肥料含量低，肥料見效慢的缺點(diǎn)，不能滿足人們對農(nóng)產(chǎn)品量的需求。且目前大量的生活垃圾以及工業(yè)污泥的殘留，給環(huán)境造成了負(fù)擔(dān)。再者，目前在我國各地的冬季或者春季，尤其是北方，由于溫度低，不是適宜進(jìn)行耕作，同時(shí)在早春也容易出現(xiàn)作物被凍傷凍死。目前我國也出現(xiàn)一些土壤保溫措施，如有機(jī)成膜物質(zhì)乳化后噴灑于地面，或采用砂石、有機(jī)廢棄物覆蓋，或采用薄膜覆蓋。
[0004]中國發(fā)明專利公開號CN 101481618公開了一種營養(yǎng)型參地土壤增溫劑，是由粉煤灰、粉碎的農(nóng)作物秸桿、硝基腐殖酸銨、磷酸二氫鉀、硼酸、硫酸鋅和鉬酸銨混合配制而成。其主要保溫原理使由于粉煤灰和農(nóng)作物秸桿在土壤中因微生物的分解活動釋放熱量，同時(shí)可防止水分蒸發(fā)，從而達(dá)到保溫的目的。中國發(fā)明專利公開號CN 102101808A公開了一種包膜緩控釋肥輔用的保水保溫組合物，由風(fēng)化煤、吸水樹脂、豆柏粉、玉米芯粉、尿素和微生物菌劑制備而成。其主要原理是由于保水性能，可防止土壤中的水分蒸發(fā)而帶走熱量，達(dá)到保溫，同時(shí)玉米芯為有機(jī)物，也能達(dá)到保水保溫的目的。中國發(fā)明專利公開號CN101318852公開了一種有機(jī)肥，采用生物技術(shù)及電解技術(shù)互相配合，以微生物及礦化物質(zhì)作添加劑，并含有豐富有機(jī)質(zhì)；其中采用礦化物質(zhì)，對土壤進(jìn)行改善作用，能夠改善土壤的通透性，增加氧氣和水分，但如此一來，水分的蒸發(fā)就加快了，達(dá)不到對土壤的保溫效果。
[0005]根據(jù)上述我國目前的保溫型肥料主要為砂石、無機(jī)礦物或者農(nóng)用廢棄物進(jìn)行覆蓋，而供氧肥主要是通過添加無機(jī)礦物，改善土壤通透性，增加氧氣的供給，但是增加通透性而增加供氧量的同時(shí)，土壤中的水分蒸發(fā)加快，帶走土壤里的部分熱量，導(dǎo)致突然溫度降低。因此，需要進(jìn)一步開發(fā)一種具有提升土壤溫度同時(shí)又能增大土壤中的供氧量，且合理利用廢棄物的環(huán)境友好型的生態(tài)肥料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述的問題，本發(fā)明提出了一種生態(tài)功能型復(fù)合肥，該生態(tài)功能型復(fù)合肥是利用污泥作為生態(tài)有機(jī)載體，營養(yǎng)元素以復(fù)合肥中氮磷鉀為主，同時(shí)添加表面活性劑、有機(jī)廢棄物、土壤增溫劑和供氧劑。表面活性劑的添加能夠使污泥與復(fù)合肥結(jié)合，防止肥料的揮發(fā)或淋溶流失，防止被土壤中物質(zhì)固定，提高肥料的利用率；同時(shí)可提高作物根部周圍土壤的溫度和氧含量，從而提高微生物和作物根部的活性，促進(jìn)對養(yǎng)分的吸收，平衡土壤中的各營養(yǎng)元素，所用污泥和有機(jī)廢棄物還可提供有機(jī)碳，改善土壤的板結(jié)，提升土壤的肥力。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種生態(tài)型復(fù)合肥的制備方法，該方法是將城市生活污水處理后的污泥先利用高溫進(jìn)行殺菌和殺寄生蟲卵，同時(shí)進(jìn)行除臭，再去除污水中的重金屬離子，脫去水分，加入復(fù)合肥，在表面活性劑的存在下復(fù)合肥與污泥進(jìn)行結(jié)合，再加入有機(jī)廢棄物、土壤增溫劑和供氧劑，在一定條件下進(jìn)行均勻混合和活化處理后，即可得本發(fā)明生態(tài)功能型復(fù)合肥。
[0008]本發(fā)明一種生態(tài)功能型復(fù)合肥，其特征在于:該生態(tài)功能型復(fù)合肥中采用進(jìn)行處理后的污泥和有機(jī)廢棄物提供有機(jī)質(zhì)，同時(shí)添加土壤增溫劑和供氧劑，其組成原料為以下重量份:
污泥:20~30份，
復(fù)合肥:20~40份，
有機(jī)廢棄物:20~30份，
土壤增溫劑:5~10份，
供氧劑:2~10份，
表面活性劑:0.2-0.5份。
[0009]上述所述的污泥為城市生活污水處理廠的活性污泥。該污泥中含有氮磷鉀元素以及有機(jī)質(zhì)，同時(shí)還含有寄生蟲卵和少量重金屬離子。
[0010]上述所述的復(fù)合肥其成分為氮源、磷源、鉀源中的任意兩種或三種組合物。
[0011]上述所述的有機(jī)廢棄物為以下物質(zhì)中的任意一種或幾種混合物:秸桿、麥麩、玉米芯、稻殼、酒糟、甘蔗渣。
[0012]上述所述的土壤增溫劑為以下物質(zhì)的組合物:糠醛，甲基纖維素，烷基淀粉，其組成比例為糠醛:甲基纖維素:烷基淀粉=3~4:1~2:1~2?？啡┰谕寥乐心軌蚱鸬奖刈饔谩＜谆w維素與烷基淀粉在土壤中能夠減少土壤毛細(xì)管的表面張力，增加了土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，阻斷土壤毛細(xì)管的連續(xù)性，減少水分的蒸發(fā)，從而減少了水分蒸發(fā)帶走的土壤的熱量，升高了作物根部周圍土壤的溫度。
[0013]上述所述的供氧劑為藍(lán)藻、微生物菌與無機(jī)礦物三者的組合物，其比例為藍(lán)藻:微生物:無機(jī)礦物=5~8:1~2:10~15，其中所述藍(lán)藻為水化藍(lán)藻，含水率為70%~80% ;所述的微生物菌為固氮菌和芽孢桿菌的組合物；所述的無機(jī)礦物為以下物質(zhì)的一種或者幾種:高嶺土、硅藻泥、凹凸棒土，伊利石粘土，蒙脫石粘土，膨潤土。所述供氧劑的制備方法為:
(1)將無機(jī)礦物粉碎成粒徑為2~5cm的顆粒狀，
(2)將藍(lán)藻與無機(jī)礦物混合均勻，在溫度為40~50°C條件下，厭氧發(fā)酵2~3天后，降低溫度至室溫，干燥得干物料；
(3 )將微生物菌加入至干物料中，混合均勻后即的。
[0014]供氧劑為藍(lán)藻、微生物菌與無機(jī)礦物的混合物，其中經(jīng)過上述處理后，藍(lán)藻中的藻毒素可大大降低，保障了藍(lán)藻用肥的安全性。且無機(jī)礦物的粒徑在2~5cm，能夠改良土壤，增加土壤的通透性，從而增加了空氣中氧氣的供給，為土壤中微生物菌和根部細(xì)胞的活動提供充足的養(yǎng)分，促進(jìn)對養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)生長。
[0015]上述所述的表面活性劑為以下物質(zhì)中的任意一種:表面活性劑為以下物質(zhì)中任意一種:N-甲酰烷基亞氨基二嵌段共聚物，聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物。N-甲酰烷基亞氨基二嵌段共聚物和聚氧乙烯甲基丙烯酸酯-丙烯氰接枝共聚物為兩親性梳狀共聚物，其分子鏈上含有氨基、羧基和羥基，能夠與復(fù)合肥中的酰胺氮和氨根離子以及磷酸根發(fā)生化學(xué)結(jié)合，穩(wěn)定肥效，同時(shí)還可降低污泥的表面張力，使污泥與復(fù)合肥吸附，防止肥料流失，提高肥料的利用率。
[0016]本發(fā)明一種生態(tài)功能型復(fù)合肥，其特征在于:其制備方法具有以下步驟:
(1)將活性污泥加入至浸取灌中，加入活性污泥重量的5~10的清水，采用機(jī)械攪拌方式攪拌l~2h后，進(jìn)行過濾，得到含重金屬的液體和含水污泥；
(2)向步驟(I)中的重金屬液體加入至另一浸取灌中，加入重金屬液體體積的5%~10%的麥飯石吸附重金屬，設(shè)定機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)速為50r/min~80r/min，溫度設(shè)置為40~60°C，攪拌2~4h后停止攪拌，過濾得液體；
(3)將步驟(I)中的含水污泥和步驟(2)中的液體混合加入密閉攪拌反應(yīng)器中，混合反應(yīng)，設(shè)定攪拌速率為20r/min~50r/min，在此條件下，利用等離子體對其進(jìn)行照射2~5min后停止照射，設(shè)定反應(yīng)釜溫度為130~160°C，壓強(qiáng)設(shè)為0.1Mpa-0.3Mpa，在此條件下反應(yīng)3~5h ；
(4)將步驟(3)中反應(yīng)后的物質(zhì)轉(zhuǎn)移另一開式攪拌反應(yīng)釜中，設(shè)定溫度為40~60 V，加入復(fù)合肥和表面活性劑，在50r/min~80r/min的轉(zhuǎn)速下保持反應(yīng)2~3h后，脫水干燥至水分為10%~15%以內(nèi)；
(5)將有機(jī)廢棄物、土壤增溫劑和供氧劑加入至步驟(4)中的開式攪拌反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，干燥即可得一種生態(tài)功能型復(fù)合肥。
[0017]上述步驟(I)中用清水對重金屬進(jìn)行去除，本發(fā)明所用的污泥為處理城市生活污水后的活性污泥，因此重金屬含量相對較低，在清水中利用機(jī)械攪拌可將污泥和重金屬離子充分分離，使重金屬離子從污泥的包裹中游離在水中，再進(jìn)行固液分離，可得到含重金屬離子的液體。
[0018]上述步驟(2)中，麥飯石是天然礦物，對重金屬具有很強(qiáng)的吸附，在40~60°C的溫度下吸附重金屬離子，可大大降低重金屬液體中重金屬的含量，以達(dá)到除去重金屬的目的。
[0019]上述步驟(3 )中，將步驟(2 )中的液體與污泥混合，因在步驟(I)中的攪拌提取中，污泥中的可溶性有機(jī)物和有益微生物菌會溶解在水中，與重金屬離子一起被過濾，因此在重金屬液體中殘留大部分可水溶的營養(yǎng)物質(zhì)。其中所用等離子體照射中所使用的等離子體反應(yīng)器，其輸入功率為1000W~5000W，頻率為10~20KHZ，照射溫度為25°C ~35°C，輸入氣源壓力為0.008MPa~0.020MPa。該等離子體所用氣體選用氮?dú)?，氮?dú)庵械淖杂呻娮颖患铀?，獲得高能量，可使污泥細(xì)胞破壁，傳遞各物質(zhì)能量，提高內(nèi)部運(yùn)動速率，促進(jìn)有機(jī)物的分解，促進(jìn)厭氧消化反應(yīng)。
[0020]上述步驟(3)中，等離子體破除污泥細(xì)胞壁的同時(shí)還可使部分有機(jī)物迅速分解為小分子有機(jī)物，提供污泥中的部分微生物營養(yǎng)，促進(jìn)其繁殖。在高溫高壓的條件下，可殺死寄生蟲卵和微生物，同時(shí)耐高溫細(xì)菌在高溫的條件下，可加速對污泥中有機(jī)物的分解，促進(jìn)污泥的熟化。
[0021]