本发明属于有机肥料生产、应用和低值、废弃物资源化利用领域。具体的说一种沼渣沼液肥料促进剂及利用促进剂提高沼渣沼液肥料效果的方法。
背景技术
随着我国沼气行业的大规模发展，沼渣沼液产量逐年增加。沼渣沼液经过严格的厌氧发酵处理，病虫卵、致病菌等得到有效杀灭，容易降解的有机质大部分得到降解，具备成为性能良好的固态有机肥和液态冲施肥的潜力。但由于沼渣沼液含有大量碳酸(氢)盐，普遍具有碱度和电导率较高、ph较高，氨氮容易挥发流失，钙、镁、磷等金属和非金属元素容易结合形成沉淀等问题。大量长时间使用沼渣沼液容易导致土壤发生次生盐碱化、肥料营养元素流失、不利于沼渣肥料营养元素得到充分利用，因此为了提高沼渣沼液作为肥料使用的效果，必须对沼渣沼液进行改良，提高其作为肥料使用的品质。
技术实现要素：
本发明目的在于为了改善沼渣沼液作为有机肥料使用的效果，降低沼渣沼液电导率高、氨氮易流失、大量金属元素(钙、镁、铁等)容易形成不溶性沉淀、难以被吸收利用等缺点，改善沼渣沼液肥料缓释效果提供一种沼渣沼液肥料促进剂及利用促进剂提高沼渣沼液肥料效果的方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种沼渣沼液肥料促进剂，促进剂为将褐煤经硝酸氧化得到的硝酸氧化褐煤混合物。
所述利用浓度为10-15％(质量分数)的硝酸，对褐煤进行氧化，氧化时间0.5-1.5小时，氧化温度60-95℃，其中，煤酸比3:1-6:1(质量比)。
一种利用所述促进剂提高沼渣沼液肥料效果的方法，将所述促进剂与沼渣沼液混合，进而促进沼渣沼液肥料效果。
进一步的说，将所述的促进剂加入至沼渣沼液中并混合均匀，进而降低沼渣沼液电导率，提高铵、钾、钙、镁等肥料营养元素缓释效果，降低铵态氮挥发，降低沼渣沼液ph，从而改善沼渣沼液作为肥料使用的效果。
所述促进剂的添加量根据沼渣沼液碱度确定，其理论计算公式为：q＝k×v×m/100s。其中，q—硝酸氧化褐煤混合物质量(kg)；v—沼渣沼液混合物体积(m3)；m—沼渣沼液碱度(g/m3，以碳酸钙计碱度)；s—硝酸氧化后褐煤氢离子质量浓度(g/kg)；k—ph矫正系数。
所述k取0.3-0.8，防止沼渣沼液过度酸化。
所述促进剂加入到沼渣沼液之后，充分混匀，并静止30分钟以上使用。而后通过测定沼渣沼液ph，进一步确定促进剂的加入量ph应不低于6.5，若低于6.5，应当继续降低k值。在硝酸氧化褐煤环节，煤酸比的选择应当根据沼渣沼液中碱度与总氨氮浓度比值进行调整，碱度/总氨氮浓度越高，褐煤硝酸氧化过程所选择的煤酸比应该越低，以利用降低沼渣沼液电导率和提高改良剂对沼渣沼液中阳离子的吸附比例。
一种褐煤经硝酸氧化得到的硝酸氧化褐煤混合物在作为沼渣沼液肥料促进剂中的应用。
本发明所具有的优点：
本发明通过将硝酸氧化低值褐煤，氧化后残余酸与褐煤混合物作为促进剂加入沼渣沼液中，进而可降低沼渣沼液碱度，促进沼渣沼液中氨氮、金属离子与褐煤氧化后生成的腐殖酸形成腐殖酸盐，提高沼渣沼液作为肥料使用的缓冲效果。能够十分有效的解决沼渣沼液利用中电导率高、营养元素易流失、沉淀，影响作物吸收率等问题。
本发明利用低值煤褐煤经硝酸氧化活化之后，形成硝基腐殖酸。硝酸氧化褐煤后，残留大量氢离子，ph很低，将其加入至厌氧发酵所形成的沼渣沼液中，发酵后沼渣沼液中形成缓冲体系，缓冲能力可以达到5000-10000g/m3以上，缓冲体系中含有大量碳酸(氢)盐和铵(氨)态氮。将硝酸氧化褐煤形成的混合物按照一定比例加入到沼渣沼液中，不仅可以改善沼渣沼液的肥料效果(降低沼渣沼液电导率，促进弱碱性环境下分子形态氨氮向离子形态氨氮转移，同时促进磷等大量元素以及钙、镁等中量肥料元素活化释放，防止形成不利于植物吸收的沉淀)，而且可以中和硝酸氧化褐煤生产腐殖酸剩余的大量氢离子，防止腐殖酸生产产生二次污染，具有一举两得的效果。
褐煤经硝酸氧化后，释放大量腐殖酸，离子交换能力较强，与沼渣沼液中的铵态氮、金属离子形成腐殖酸盐，施入土壤后缓释效果明显，有利于降低沼渣沼液营养元素流失。
向沼渣沼液中添加一定量的硝酸氧化褐煤固液混合物，利用其中残余酸(氢离子)促进沼渣沼液中大量存在的碳酸(氢)盐向二氧化碳分子转化，并促使后者挥发，离开沼渣沼液，从而降低沼渣沼液电导率。残余酸促使氨态氮向铵根离子形态转移，促进其它金属碳酸盐溶解。利用褐煤氧化后形成的腐殖酸，吸附解离出的铵根、金属离子，形成腐殖酸盐，减少上述营养元素的流失，改善沼渣沼液作为肥料使用的缓释效果。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的方法减少沼渣沼液氨氮和其它阳离子流失，提高沼渣沼液有效营养缓释效果的方法。本发明通过向沼渣沼液中添加硝酸氧化褐煤混合物，促进沼渣沼液中碳酸(二氧化碳)-碳酸氢盐-碳酸盐平衡向碳酸方向移动，促进二氧化碳从水相中挥发，降低沼渣沼液电导率；褐煤经硝酸氧化后，形成大量腐殖酸，沼渣沼液中含有的铵、钾、镁、钙等金属离子与腐殖酸形成腐殖酸盐，提高肥料营养的缓释效果。
实施例1
硝酸氧化褐煤过程如下，硝酸浓度15％(质量分数计，对应摩尔分数2.06mol/l),硝酸用量45l(49kg)，褐煤用量160kg，反应时间1h，反应温度85℃，即得到硝酸氧化褐煤混合物，即得促进剂，促进剂质量190kg，测定促进剂中游离氢离子浓度0.366g/kg，。
以秸秆厌氧发酵后沼渣沼液混合物作为肥料，含固率8％，碱度8500g/m3(碳酸钙碱度)，总氨氮浓度1350g/m3，其中交换性铵态氮<120g/m3，水溶性和交换性钙离子1.4g/m3，ph7.86，电导率12273μm/cm，向2m3上述沼渣沼液混合物加入上述获得的硝酸氧化褐煤(190kg)混合，充分搅拌混合均匀，30分钟之后测定电导率降低至1676μm/cm，ph6.76，总氨氮浓度1220g/m3，其中交换性铵态氮>850g/m3，水溶性和交换性钙离子270g/m3。
所述硝酸氧化褐煤混合物用量为q＝k×v×m/100s。其中，v＝2m3；m＝8500g/m3(g/m3，以碳酸钙计碱度)；s＝0.366(g/kg)；k＝0.41；计算得q＝190kg。
所述k取0.3-0.8，防止沼渣沼液过度酸化。
实施例2
硝酸氧化褐煤过程如下，硝酸浓度15％(质量分数计，对应摩尔分数2.06mol/l),硝酸用量45l，褐煤用量210kg，反应时间1.5h，反应温度85℃，即得到硝酸氧化褐煤混合物，即得促进剂。促进剂总质量225kg，测定促进剂中游离氢离子浓度0.288g/kg。
以鸡粪厌氧发酵后沼渣沼液混合物作为肥料，含固率5.3％，碱度5500g/m3(碳酸钙碱度)，总氨氮浓度2100g/m3，其中交换性铵态氮<170g/m3，水溶性和交换性钙离子1.9g/m3，ph8.62，电导率7400μm/cm，向2m3沼渣沼液混合物加入上述获得的硝酸氧化褐煤(225kg)混合，充分搅拌混合均匀，30分钟之后测定电导率560μm/cm，ph7.21，总氨氮浓度1960g/m3，其中交换性铵态氮>1700g/m3(相比于溶解态铵氮，交换性铵态氮不易流失，容易长期被植物吸收利用，具有缓释效果)，水溶性和交换性钙离子510g/m3。
所述硝酸氧化褐煤为q＝k×v×m/100s。其中，v＝2m3；m＝5500g/m3(以碳酸钙计碱度)；s＝0.288(g/kg)；k＝0.0.37；q＝150kg。
由上述实施例可见：向沼渣沼液中添加硝酸氧化褐煤固液混合物，利用其中残余酸(氢离子)促进沼渣沼液中大量存在的碳酸(氢)盐向二氧化碳分子转化，并促使后者挥发，离开沼渣沼液，从而降低沼渣沼液电导率，同时由于碳酸根离子浓度降低，溶解性和交换性钙离子含量显著升高，促进剂中残余酸降低沼渣沼液ph，促使氨态氮向铵根离子形态转移，利用褐煤氧化后形成的腐殖酸，吸附解离出的铵根、金属离子，形成腐殖酸盐，提高了可交换性铵根离子浓度，这有利于减少肥料营养元素的流失，改善沼渣沼液作为肥料使用的缓释效果。