本发明属于肥料制备领域,具体涉及一种发酵法生产锰肥的方法。
背景技术:
水污染成为一个严重危害人类健康的环境问题,近年来,含污染物的工业废水和城市生活污水日益增多,选择合理净化废水的方法是极为重要的。
离子交换树脂法是一种处理含金属元素废水的重要方法,树脂中含有的氨基、轻基等活性基团,可以与金属离子进行鳌合、交换反应,从而去除废水中金属离子,同时还可以用于浓缩和回收溶液中痕量的金属,常见的离子交换树脂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、鳌合树脂和腐殖酸树脂等。离子交换树脂法设备简单,操作易于控制,工艺条件成熟、流程短,而且树脂可以再生,目前在废水处理方面得到了大量应用。
但是很多经处理回收的金属元素并没有得到再次利用,这一定程度上造成了金属资源的浪费。
作物缺锰症状首先出现在幼叶上,缺乏时叶肉失绿,严重时失绿小片扩大,表现为叶脉间黄化,有时出现一系列的黑褐色斑点而停止生长。在高有机质土壤和锰含量较低的中性到碱性ph土壤中最常发生。缺锰的水稻叶片(水培)叶脉间断失绿,出现棕褐色小斑点,严重时斑点连成条状,扩大成斑块。
综上所述,开发一种将污水中锰元素回收利用制作成生态锰肥,同时解决水污染问题和补充农作物微量元素难题,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供发酵法生产锰肥的方法,本发明将含有锰离子的污水过滤得到滤液,然后将滤液通过离子交换树脂,洗脱离子交换树脂得到锰离子浓缩液,将锰离子浓缩液与工农业副产物混合,经微生物发酵、干燥和粉碎得到生态锰肥。
本发明是通过如下方式实现的:
一种发酵法生产锰肥的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将含有锰离子的污水过滤,调节ph=2-5,得锰离子滤液;
(2)将锰离子滤液通过离子交换树脂,锰离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为15-20:1,上样流速为0.1-0.5bv/h;
(3)上样完成后用洗脱液对离子交换树脂进行梯度洗脱,得到锰离子浓缩液,洗脱液与离子交换树脂重量比2-10:1,洗脱流速为0.1-0.3bv/h;
(4)将锰离子浓缩液、工农业副产物和微生物菌剂按重量比10-50:200-800:1混合均匀,在室温下发酵14-21天,每天翻堆一次;
(5)发酵结束后将发酵产物干燥;
(6)将干燥后的发酵产物粉碎,得到生态锰肥。
优选的,所述锰离子滤液的锰离子含量为0.002-0.005mol/l。
优选的,所述离子交换树脂为d751螯合离子交换树脂、d401螯合离子交换树脂、irc-718螯合离子交换树脂中的任一种。
优选的,所述洗脱液为nacl溶液。
优选的,所述梯度洗脱为质量分数分别为2%、4%、6%和8%的nacl溶液依次等体积洗脱。
优选的,所述工农业副产物包括酒糟、秸秆粉、动物粪便、动物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰中的两种以上。
优选的,所述微生物菌剂为酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌复合菌剂。
优选的,所述酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的重量比为3-8:1-2:5-10:1。
优选的,所述干燥后的发酵产物其含水量为3-5%。
本发明的优点和积极效果:
1、本发明同时解决水污染问题和补充植物体微量元素难题,具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。
2、本发明将污水中的金属元素回收利用,节约了资源,避免了资源浪费。
3、本发明的生态锰肥可以显著提高农作物的产量和质量。
4、本发明原料来源广泛、成本低廉、操作简便、能耗低,适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明,以使本发明的优点和特征更易于被理解,但是本发明的保护范围不局限于这些实施例。
实施例1
一种发酵法生产锰肥的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将含有锰离子的污水过滤,调节ph=3.5,得锰离子滤液,其中锰离子含量为0.002mol/l;
(2)将锰离子滤液通过irc-718螯合离子交换树脂,锰离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为18:1,上样流速为0.3bv/h;
(3)上样完成后用nacl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱,梯度洗脱为质量分数分别为2%、4%、6%和8%的nacl溶液依次等体积洗脱,得到锰离子浓缩液,洗脱液与离子交换树脂重量比6:1,洗脱流速为0.2bv/h;
(4)将锰离子浓缩液、酒糟、秸秆粉、动物粪便、动物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比35:700:1混合均匀,微生物菌剂为重量比为4:1:6:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵21天,每天翻堆一次;
(5)发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为5%;
(6)将干燥后的发酵产物粉碎,得到生态锰肥。
实施例2
(1)将含有锰离子的污水过滤,调节ph=2,得锰离子滤液,其中锰离子含量为0.003mol/l;
(2)将锰离子滤液通过d751螯合离子交换树脂,锰离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为15:1,上样流速为0.5bv/h;
(3)上样完成后用nacl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱,梯度洗脱为质量分数分别为2%、4%、6%和8%的nacl溶液依次等体积洗脱,得到锰离子浓缩液,洗脱液与离子交换树脂重量比2:1,洗脱流速为0.3bv/h;
(4)将锰离子浓缩液、秸秆粉、动物粪便、动物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比10:800:1混合均匀,微生物菌剂为重量比为3:2:5:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵141天,每天翻堆一次;
(5)发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为3%;
(6)将干燥后的发酵产物粉碎,得到生态锰肥。
实施例3
(1)将含有锰离子的污水过滤,调节ph=5,得锰离子滤液,其中锰离子含量为0.005mol/l;
(2)将锰离子滤液通过d401螯合离子交换树脂,锰离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为20:1,上样流速为0.1bv/h;
(3)上样完成后用nacl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱,梯度洗脱为质量分数分别为2%、4%、6%和8%的nacl溶液依次等体积洗脱,得到锰离子浓缩液,洗脱液与离子交换树脂重量比10:1,洗脱流速为0.1bv/h;
(4)将锰离子浓缩液、酒糟、秸秆粉、动物粪便、动物尿液、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比50:200:1混合均匀,微生物菌剂为重量比为8:1:10:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵18天,每天翻堆一次;
(5)发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为4%;
(6)将干燥后的发酵产物粉碎,得到生态锰肥。
实施例4
(1)将含有锰离子的污水过滤,调节ph=3,得锰离子滤液,其中锰离子含量为0.004mol/l;
(2)将锰离子滤液通过d751螯合离子交换树脂,锰离子浓缩液上样量与离子交换树脂重量比为16:1,上样流速为0.2bv/h;
(3)上样完成后用nacl溶液对离子交换树脂进行梯度洗脱,梯度洗脱为质量分数分别为2%、4%、6%和8%的nacl溶液依次等体积洗脱,得到锰离子浓缩液,洗脱液与离子交换树脂重量比8:1,洗脱流速为0.1bv/h;
(4)将锰离子浓缩液、酒糟、秸秆粉、动物粪便、动物尿液、贝壳粉、餐厨垃圾、锅炉灰和微生物菌剂按重量比25:600:1混合均匀,微生物菌剂为重量比为6:2:6:1的酵母菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌在室温下发酵151天,每天翻堆一次;
(5)发酵结束后将发酵产物干燥至含水量为5%;
(6)将干燥后的发酵产物粉碎,得到生态锰肥。