环保型追肥及其制备方法与流程

本发明属于农业种植
技术领域：
，具体涉及一种环保型追肥及其制备方法。
背景技术：
：农作物生长过程中的物质积累与养分吸收息息相关。追肥是在作物生长过程中加施固态或液态的肥料，其主要目的是为了满足作物在某些时期对养分的大量需求，弥补基肥或种肥的不足。然而近年来，随着农民生活水平的提高，农民越来越忽视有机肥的使用，大量施用化肥，结果导致土壤结构破坏、理化性状恶化、生产潜力降低、生态环境脆弱，更严重的还使土壤和农产品受到污染、农业生产投入增加，这与国家所提倡的发展生态农业、循环经济、实现无公害生产倡议背道而驰。追肥不仅是依靠施用方便灵活、工业化生产的肥料，更应重视环保型追肥的发展。目前我国没有能为广大农民所广泛接受的工业化生产的环保型有机追肥。使用有机肥追肥，即意为直接施用人畜粪尿，其脏、臭和运输、施用费工费力，使农民不乐意使用。近年来，国家大力发展农林废弃物资源化综合利用，农林废弃物利用率和利用深度不断提高，污染物的产出量不断增加。污染物主要有废水处理过程产生的沼液和污泥，秸秆切碎过程中产生的秸秆轻灰，如果不能得到妥善的处置，则会造成较为严重的二次污染。因此，污染物的无害化处理与处置，已成为亟待解决的问题。沼液、污泥和秸秆轻灰是一种生物质废弃物，富含半纤维、纤维素、木质素、有机质和氮、磷、钾等多种植物生长营养成分。目前，土地利用是比较理想的污染物处置方法，沼液、污泥和秸秆轻灰的农业利用正越来越受到人们的关注。根据废弃物农用资源化、产业化要求，对如何生产易于农业利用的环保型追肥进行研究，并进行了肥效试验，以期为农林废弃物资源化综合利用产生的污染物在农业种植上利用提供一定的技术依据。经对现有技术的文献检索发现，中国专利文献CN104860781A公开了一种含生化腐植酸荔枝专用追肥及其制备方法；CN103497043A公开了一种根部追肥施用保水肥料及其制备方法；CN105294364A公开了一种新型缓释水稻追肥组合物及其制备方法，CN105218203A公开了一种杨树生长期追肥及其制备方法。然而，这些追肥不能满足当前多样化种植的需要，并且忽视了有机成分在追肥中重要性。因此，需要针对现代有机种植农业开发新的环保型追肥技术。技术实现要素：根据以上现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种环保型追肥，采用农林废弃物为原料，具有营养成分全面、肥料利用率高的特点，能够有效弥补基肥或者种肥的不足，本发明同时提供其制备方法。本发明所述的环保型追肥，由以下原料制成：脱水污泥、秸秆轻灰、沼液、柠檬酸、EM益生菌液、氨基酸和氢氧化钙。所述的秸秆轻灰为农林废弃物预处理过程中产生的下脚料细小植物纤维，在为颗粒的情况下，其平均粒径小于20mm。将农林废弃物(农作物秸秆)通过预处理切断、除尘后，进入分离工段，通过物理化学的方法分离出半纤维素、纤维素和木质素，其中分离出的半纤维素为液相，即半纤维素液。农林废弃物预处理过程产生秸秆轻灰，秸秆轻灰优选平均粒径为5mm至15mm，且最长粒径为30mm以下。所述的脱水污泥为初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥经混合、浓缩、絮凝、脱水后产生的污泥；所述的初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥的制备方法如下：半纤维素液依次经预处理、生化处理和深度处理阶段进行处理，其中，在预处理阶段半纤维素液中悬浮物在一沉池沉淀产生的污泥为初级污泥；在生化处理阶段去除大量溶解性COD产生剩余活性污泥；生化处理阶段产生的废水利用化学方法去除不易被生物降解的污染物时产生的污泥为化学污泥。半纤维素液进入废水处理系统，经过预处理阶段去除悬浮物产生初级污泥，生化处理阶段去除大量溶解性COD(化学需氧量)产生剩余活性污泥和沼液，深度处理阶段去除少量不易被生物降解的污染物产生化学污泥。所述的初级污泥是指半纤维素液中悬浮物在一沉池沉淀产生的污泥，主要由木质纤维组成(纤维素，半纤维素和木质素)，有机C(碳)含量大约在40％，C/N(碳/氮)比的中值在300左右，总氮含量为0.002％-0.5％(干重)。所述的剩余活性污泥是指半纤维素液在生化处理阶段发生厌氧反应产生的厌氧活性污泥(颗粒污泥)和好氧反应产生的好氧活性污泥，主要由有机物组成(微生物群体、微生物代谢产物、不能被微生物降解的有机物)，N、P(氮、磷)含量较高，C/N比(中值＝17)较低，因为在污水处理系统中通常要加入N、P，以促进C的生物降解。所述的化学污泥是指生化处理后的废水利用化学方法去除不易被生物降解的污染物时产生的污泥，主要由无机物组成(铁盐、无机碳)，FeSO4(硫酸亚铁)含量较高，作为环保型追肥中的微量元素，因为在深度处理中通常要加入净水剂(主要成分聚合硫酸铁)或芬顿试剂(主要成分含硫酸亚铁、双氧水)，以促进污染物的化学反应。所述的脱水污泥是指上述初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥经混合、浓缩、絮凝、脱水后产生的污泥，主要成分不仅富含纤维素和半纤维素，还含有微量元素，而其总氮水平较高、C/N较低，氮含量的平均值为2.67％(干重)。但是，93％的氮以有机态形式存在，有效矿化氮含量不足7％。初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥进入污泥浓缩池混合均匀后得到混合污泥，进一步利用重力沉降原理生成浓缩污泥。浓缩污泥进入污泥脱水系统，絮凝剂加入到浓缩污泥中混合均匀，发生絮凝反应进入脱水设备生成脱水污泥。所述的沼液为半纤维素液经预处理和生化处理得到的半纤维素厌氧发酵液，所述的预处理和生化处理为采用物理方法去除悬浮物和微生物方法去除溶解性COD。所述的沼液是指半纤维素液在废水处理系统先经过预处理阶段去除SS，随后与其他液相进行混合调节pH和温度，然后在生化处理阶段进入IC反应器内与颗粒污泥接触发生水解、酸化、产乙酸、产甲烷过程，生成厌氧发酵液。所述“水解、酸化”可发生于预酸化池，例如半纤维素液在预酸化池与底部污泥接触发生部分厌氧反应产生水解、酸化。从厌氧发酵原理角度，水解、酸化、产乙酸、产甲烷过程主要在IC反应器内进行。所述的柠檬酸提供厂家为苏州科尔德化工有限公司，是一种较强的有机酸，可用作缓冲剂、络合剂。所述的EM益生菌液提供厂家为徐州益邦环保科技有限公司，永丰EM益生菌发酵专用。所述的半纤维素液为农林废弃物经预处理后，通过0.6-3.0MPa的蒸汽蒸煮1-5min，蒸煮后再进行多级清洗并固液分离得到的富含半纤维素的有机液相。由此得到的半纤维素液相的pH值通常低于6.8。例如，在某些情况下低于6.5，特别情况下低于6.0。由于半纤维素液相是含有大量有机物质的液体，因此，是厌氧发酵产生沼液和沼气的良好原料。所述的农林废弃物为麦类秸秆、谷物秸秆、竹子、芦苇、木材类、亚麻类、玉米秸秆、芒秆、巨菌草、高粱秆、葵花秆、玉米芯、核桃壳、杂草、食用菌废料、谷物壳、麦糠、豆类秸秆、棉花秆或薯类秧中的至少一种。进一步优选地，农林废弃物为麦类秸秆和/或谷物秸秆。所述的氨基酸为氨基酸粉，内含18种游离氨基酸，总含量为73.1％。是以各种海鱼加工厂下脚料加工而成，营养成份类似鱼粉，可为植物提供更全面的营养，优选购自山东中化嘉宁生物有限公司。所述的氢氧化钙优选为微细的白色粉末、微溶于水，有腐蚀性，例如可以购自建德市大同镇如雪钙粉有限公司。所述的环保型追肥的制备方法，包括如下步骤：(1)将脱水污泥、秸秆轻灰和沼液混合，得混合有机物；(2)向混合有机物中加入柠檬酸调节pH至6.0-7.5，于25-30℃，加入EM益生菌液，腐熟7-15天，得混合有机肥；(3)采用低温烘干造粒机将混合有机肥制成干燥颗粒，水分含量≤15％，制备温度保持在5-50℃；(4)按质量比例称取混合有机肥100份、氨基酸5-10份、氢氧化钙6-8份，充分混合，得环保型追肥。所述的脱水污泥、秸秆轻灰和沼液的质量比为5：5：2-4，调整沼液加入量将混合有机物水分保持在45-55％。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、农林废弃物资源化综合利用产生的污染物无害化处理，避免了因污染物不能得到妥善的处置，造成较为严重的二次污染；解决了农民在使用传统人畜粪尿作为有机肥时，所带来的脏、臭和运输、施用费工费力等问题。2、加入EM益生菌液，起到繁殖益生菌所需菌种的作用，能使营养液本身形成一个良好的微生物循环系统，该有效活性菌代谢产物富含生长素、吲哚乙酸、细胞分裂素等植物生长素，有效活性菌数≥2.0亿个/g；加入氨基酸粉补充植物必需的氨基酸，刺激和调节植物快速生长，促使植物生长健壮，促进对营养物质的吸收；加入氢氧化钙具有一定的杀菌能力，可以维持环保型追肥长时间安全无害，大大减少作物的虫害和疾病。3、本发明中的脱水污泥、秸秆轻灰和沼液，基本保持了农林废弃物原料本身所具有的氮、磷、钾等基本元素，还含有丰富的有机质、氨基酸、腐殖酸、B族维生素、各种水解酶、某些植物生长素、对病虫害有抑制作用因子以及其他钙、铁、铜、锌、锰、钼等微量元素，营养成分全面、肥料利用率高。其重金属含量低于鸡粪，且远低于农用污泥控制标准，对土壤-植物系统无重金属污染风险。4、本发明应用范围广，各种农作物、果树、花卉等都能适应。能保水抗旱，提高产品品质、降低有害积累，有效提高耕地肥力、改善土壤供肥环境、能够疏松土壤，增强土壤团粒结构，提高保水保肥能力，增加土壤有机质。5、本发明的肥料在现代有机种植领域，可满足作物在某些时期对养分的大量需求，弥补基肥或种肥的不足。6、本发明所述制备方法简单合理，易于实现工业化生产。7、腐熟过程将不易分解的有机物经过微生物的发酵分解，产生有效肥分，同时也形成腐殖质。8、采用低温烘干造粒机将混合有机肥制成干燥颗粒，低温干燥过程保留追肥中微生物活性，还防止黄腐酸老化；省去浓缩工序达到所需浓度降低操作难度和能源消耗。附图说明图1为本发明的农林废弃物资源化综合利用的示意图；图2为本发明的废水处理系统的示意图；图3为本发明的环保型追肥的制备步骤示意图。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，以便本领域的技术人员更了解本发明。鸡粪与实施例中采用的脱水污泥的养分含量见表1。表1鸡粪与脱水污泥养分含量鸡粪与实施例中采用的脱水污泥的重金属含量见表2。表2鸡粪与实施例中采用的脱水污泥的重金属含量项目镉铬汞砷铅脱水污泥1.85.30.03.91.5鸡粪1.56.4072.74.9农用污泥控制标准2010001575100由表格内容可得，本发明脱水污泥重金属含量低于鸡粪，且远低于农用污泥控制标准，对土壤-植物系统无重金属污染风险。实施例1(1)将农林废弃物(农作物秸秆)通过预处理切断、除尘后，进入分离工段，通过物理化学的方法分离出半纤维素、纤维素和木质素，并产生秸秆轻灰，其中分离出的半纤维素为液相，即半纤维素液。(2)半纤维素液进入废水处理系统，经过预处理阶段去除悬浮物产生初级污泥，生化处理阶段去除大量溶解性COD(化学需氧量)产生剩余活性污泥和沼液，深度处理阶段去除少量不易被生物降解的污染物产生化学污泥。(3)初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥进入污泥浓缩池混合均匀后得到混合污泥，进一步利用重力沉降原理生成浓缩污泥。(4)浓缩污泥进入污泥脱水系统，絮凝剂加入到浓缩污泥中混合均匀，发生絮凝反应进入脱水设备生成脱水污泥。(5)将脱水污泥、秸秆轻灰、沼液按质量比为5:5:2均匀混合，其水分保持在50％。(6)将柠檬酸加入水分含量在50％的脱水污泥、秸秆轻灰、沼液混合相中，调节pH值保持在6.0，温度保持在25℃，加入质量百分比为2％的EM益生菌液，腐熟14天，制成混合型环保有机肥。(7)烘干造粒：使用郑州程翔重工机械有限公司的低温烘干造粒机将混合型环保有机肥制成干燥颗粒，水分含量≤15％，制备温度保持在5℃；(8)原料称量：按质量比例称取环保型有机肥100份、氨基酸6份、氢氧化钙6份；(9)混合装袋：将称取的环保型追肥成分物质充分混合，用防潮肥料专用袋进行包装。实施例2(1)将农林废弃物(农作物秸秆)通过预处理切断、除尘后，进入分离工段，通过物理化学的方法分离出半纤维素、纤维素和木质素，并产生秸秆轻灰，其中分离出的半纤维素为液相，即半纤维素液。(2)半纤维素液进入废水处理系统，经过预处理阶段去除悬浮物产生初级污泥，生化处理阶段去除大量溶解性COD(化学需氧量)产生剩余活性污泥和沼液，深度处理阶段去除少量不易被生物降解的污染物产生化学污泥。(3)初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥进入污泥浓缩池混合均匀后得到混合污泥，进一步利用重力沉降原理生成浓缩污泥。(4)浓缩污泥进入污泥脱水系统，絮凝剂加入到浓缩污泥中混合均匀，发生絮凝反应进入脱水设备生成脱水污泥。(5)将脱水污泥、秸秆轻灰、沼液按质量比为5:5:3均匀混合，其水分保持在50％。(6)：将柠檬酸加入水分含量在50％的脱水污泥、秸秆轻灰、沼液混合相中，调节pH值保持在6.8，温度保持在28℃，加入质量百分比为4％的EM益生菌液，腐熟11天，制成混合型环保有机肥。(7)烘干造粒：使用郑州程翔重工机械有限公司的低温烘干造粒机将混合型环保有机肥制成干燥颗粒，水分含量≤15％，制备温度保持在30℃；(8)原料称量：按质量比例称取环保型有机肥100份、氨基酸8份、氢氧化钙8份；(9)混合装袋：将称取的环保型追肥成分物质充分混合，用防潮肥料专用袋进行包装。实施例3(1)将农林废弃物(农作物秸秆)通过预处理切断、除尘后，进入分离工段，通过物理化学的方法分离出半纤维素、纤维素和木质素，并产生秸秆轻灰，其中分离出的半纤维素为液相，即半纤维素液。(2)半纤维素液进入废水处理系统，经过预处理阶段去除悬浮物产生初级污泥，生化处理阶段去除大量溶解性COD(化学需氧量)产生剩余活性污泥和沼液，深度处理阶段去除少量不易被生物降解的污染物产生化学污泥。(3)初级污泥、剩余活性污泥和化学污泥进入污泥浓缩池混合均匀后得到混合污泥，进一步利用重力沉降原理生成浓缩污泥。(4)浓缩污泥进入污泥脱水系统，絮凝剂加入到浓缩污泥中混合均匀，发生絮凝反应进入脱水设备生成脱水污泥。(5)将脱水污泥、秸秆轻灰、沼液按质量比为5:5:4均匀混合，其水分保持在50％。(6)将柠檬酸加入水分含量在50％的脱水污泥、秸秆轻灰、沼液混合相中，调节pH值保持在7.5，温度保持在30℃，加入质量百分比为2％的EM益生菌液，腐熟7天，制成混合型环保有机肥。(7)烘干造粒：使用郑州程翔重工机械有限公司的低温烘干造粒机将混合型环保有机肥制成干燥颗粒，水分含量≤15％，制备温度保持在50℃；(8)原料称量：按质量比例称取环保型有机肥100份、氨基酸6份、氢氧化钙6份；(9)混合装袋：将称取的环保型追肥成分物质充分混合，用防潮肥料专用袋进行包装。果树施用试验：试验环境：3亩桃树林试验田，进行对比试验，将其平均分为三片试验区。试验方法：1、试验区域一桃树施用实施例1环保型追肥；试验区域二桃树施用实施例2环保型追肥；试验区域三桃树施用含有氮肥、磷肥、钾肥的复混肥料。2、施肥方式：试验区域一：2013年早春移栽，于桃树移植前7-8天，在已挖好的定植穴回填一半土壤，将含有氮肥、磷肥、钾肥的复混肥料按0.5公斤/棵施入穴内，同时与穴内土壤拌匀，按照亩种50株的密度移植。在当年入秋按0.3公斤/棵追施。追肥的方法，选择树头的下方位，沿树冠滴水线处开挖长40-70厘米，宽、深15-30厘米弧形沟把肥料均匀施入沟内，同时复土。桃树均当年开花挂果，在开花前一周内按0.5公斤/棵追施，在挂果后一周内按0.5公斤/棵追施。以后每年开花前追施一次，挂果后追施一次。试验区域二、试验区域三施肥方式与试验区域一相同。试验结果：试验区域一、试验区域二与试验区域三对比，第三年达到亩产桃子增加2000公斤，挂果率增加25％，单个果实大小增加15％。当前第1页1 2 3