一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法与流程

1.本发明涉及固体有机废弃物资源化领域，具体为一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法。


背景技术：

2.国外在20世纪30、40年代就开始研究有机废弃物利用，目前废弃物综合利用技术已经具有较高的水平。在畜禽粪便处理上，欧美国家注重农牧结合，农场畜牧在长期发展后形成了“饲草、饲料、肥料”循环体系，畜禽粪便均在农场内部处理，产生、运输、处理和使用畜禽粪污时，全过程密闭以控制臭气排放。如美国采用水泡粪工艺，将猪粪尿长期贮存于猪舍下方粪坑直至还田利用；荷兰养殖场普遍将粪尿、清洗水混合形成粪浆，再采取固液分离方式，将固体进行堆肥，液体密闭储存或用于农场。欧洲国家的沼气工程发展早、规模大，已经形成较为完善的产业化体系，其沼气生产装备与配套设备先进，可以将一定区域内的农场畜禽粪便、农作物秸秆集中处理，自动化程度很高，同时具有完善的质量安全体系。
3.城乡有机废弃物资源化利用空间大，但已有的资源化利用技术存在减量化利用不彻底、资源化利用不完全的问题。
4.传统的复合肥易造成肥料流失、水体富营养化、严重破坏土壤结构、养分失调等。而水溶肥料作为新型环保型肥料避免了传统复合肥的缺点，且水溶肥料使用方便，可喷施、冲施，并可和喷滴灌结合使用，提高肥料利用率、节约农业用水、减少劳动力，适应了社会发展的现状。
5.随着生产技术的不断创新，从作物营养需求来说，靠大量施用三元复合肥造粒化肥增产的时代已经过去，由于水溶肥料含有作物生长需要的全部营养元素，能够满足农民增产增收的目的。推广基础性专业水溶肥料，改变农民的传统施肥习惯，推进水肥一体化发展，也是时代发展的需要。
6.水肥一体化技术的优点是灌溉施肥的肥效快，养分利用率提高。可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢，最终肥效发挥慢的问题；尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题，既节约氮肥又有利于环境保护。所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。
7.水肥一体化是农业的发展战略方向已经成为共识，然而在灌溉施肥推广中也存在肥效不长，因缺肥现象导致浇水施肥的次数增多，且长期浇水施肥，也会出现部分中微量元素因沉淀无效现象，严重影响滴灌性能甚至造成系统报废，给农户带来了麻烦。因此发明一种提高肥料利用率的水肥一体化长效有机营养基是非常具有市场前景的。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法，解决上述背景技术提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以有机废弃物为原料制备水肥
一体化长效有机营养基的方法，包括下述步骤：
10.(1)原料预处理
11.将原料通过破碎、发酵、酶解、磺化、磺甲基化等一种或多种手段获得颗粒粒径＜5mm基础肥料基质，然后将得到的基础肥料基质通过60～100℃，0.5～1h的灭菌干燥获得含水率＜20％的脆化基础肥料基质，再利用有机质颗粒与砂石颗粒的比重不同，采用气力分选除砂去除基础肥料基质中的砂砾、石子后，得到纯净的基础肥料基质。
12.(2)空爆超微化
13.将预处理后纯净的基础肥料基质送入空爆微化机，获得d
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大于800目粒径的固体水肥一体化有机营养基。
14.进一步的，所述的有机废弃物包括农业有机固体废弃物和中草药加工业有机固体废弃物、厨余有机固体废弃物、过期食品以及其它无毒无害富含有机质的固体废弃物中的一种或多种混合物。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.本发明利用了干法空爆微化原理，使经过预处理后的基础肥料基质颗粒与颗粒、颗粒与机械在空气流作用下，发生冲击、碰撞、摩擦、剪切等作用克服了预处理后获得的基础肥料基质颗粒内部凝聚力使之发生空穴爆裂、超微粒化，其过程中促使颗粒的物理-化学组成结构发生较大变化，即成倍的增加了比表面积，减弱了原子或分子间的结合力，甚至导致化学键变形或断裂，增加了ha、fa及其含氧官能团，降低了分子量，增加了小分子有机质的含量，获得了具有良好的溶解性、吸收性、分散性、吸附性、化学反应活性的有机营养基，所述的小分子有机质为经过生物或化学分解成粒径在800纳米以下的可直接被微生物吸收的有机营养。
17.本发明所获得的有机营养基中不仅含有涵养和激活土著有益微生物的增长所需、可直接吸收的小分子有机质，而且含有需要微生物长期分解缓慢释放营养的大分子有机质，解决了水肥一体化施肥肥效不长，难以在土壤中长期保存的弊端。
18.本发明以有机废弃物作为原料，原料来源丰富，且本生产工艺简单，生产成本为速效水溶肥的1/5左右，解决了水溶肥价格较高、普及性较难，同时也解决了有机废弃物高值化和水肥一体化出路问题，从而提高有机废弃物资源化产品利用率，变废为宝。
附图说明
19.图1为以牛粪为原料超微化粒度分析报告
20.图2为以猪粪为原料超微化粒度分析报告
21.图3为以中药渣为原料超微化后粒度分析报告
22.图4为以厨余垃圾为原料超微化后粒度分析报告
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.实施案例1
25.一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法，包括以下步骤：
26.(1)原料预处理
27.将原料通过破碎、发酵、酶解、磺化、磺甲基化等一种或多种手段获得颗粒粒径＜5mm基础肥料基质，然后将得到的基础肥料基质通过60～100℃，0.5～1h的灭菌干燥获得含水率＜20％的脆化基础肥料基质，再利用有机质颗粒与砂石颗粒的比重不同，采用气力分选除砂去除基础肥料基质中的砂砾、石子得到纯净的基础肥料基质；
28.(2)空爆空切超微化
29.将预处理后纯净的基础肥料基质送入空爆微化机，获得d
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大于800目粒径的固体水肥一体化有机营养基。
30.其中，原料分别采用牛粪、猪粪、中药渣、厨余垃圾四种具有代表性的有机废弃物为例。
31.空爆微化机是利用机械或流体动力的方法克服固体颗粒内部凝聚力使之超微化的设备。
32.由上文实施案例可知：本发明利用机械或流体动力的方法使经过预处理的有机固体颗粒与颗粒、颗粒与机械发生冲击、碰撞、摩擦、剪切等作用克服固体颗粒内部凝聚力获得满足水肥一体化的长效有机营养基。
33.实施案例2
34.将本发明提供的一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基施用在柚子种植的基地，试验过程和结果如下：
35.2020年1月～2021年12月，开展了连续两年的定位试验，以福建莆田文旦柚为研究对象，统一水肥一体化管理，使用实施案例1水肥一体化长效有机营养基，施肥量为100kg/亩，文旦柚亩产2.68～2.78 吨，2021年比2020年增产了32％。同时，施用本发明水肥一体化长效有机营养基后，土壤中氮、磷、钾养分在各个时期保持较高的有效性，无需多次追肥，通过试验表明：对文旦柚及产量影响的后效达到显著水平，施用的水肥一体化长效有机营养基可达两年有效之久，对作物的生长和产量都有积极增长影响，是一种长效肥料增效剂。
36.实施案例3
37.2021年在中国新疆阿克苏苹果种植基地，施用本发明实施案例1所述水肥一体化长效有机营养基，做追肥，施肥量120kg/亩，对照组施用n-p-k的常规水溶肥。施用实施案例1水肥一体化长效有机营养基后，与对照组相比，苹果单果重增加25g，甜度增加6％，苹果增产208g/亩，增产率16％。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法，其特征在于，以有机废弃物作为原料，进行包括以下处理步骤：(1)原料预处理将原料通过破碎、发酵、酶解、磺化、磺甲基化等一种或多种手段获得颗粒粒径＜5mm基础肥料基质，然后将得到的基础肥料基质通过60～100℃、0.5～1h的灭菌干燥获得含水率＜20％的脆化基础肥料基质，再利用有机质颗粒与砂石颗粒的比重不同，采用气力分选除砂去除基础肥料基质中的砂砾、石子后，得到纯净的基础肥料基质；(2)空爆超微化将预处理后纯净的基础肥料基质送入空爆微化机，获得d
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大于800目粒径的适用于水肥一体化的固体有机营养基。2.根据权利要求1所述的一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法，其特征在于：所述的有机废弃物包括农业有机固体废弃物和中草药加工业有机固体废弃物、厨余有机固体废弃物、过期食品以及其它无毒无害富含有机质的固体废弃物中的一种或多种混合物。

技术总结
本发明属于固体有机废弃物资源化领域，尤其涉及一种利用有机废弃物制备水肥一体化长效有机营养基的方法。本发明的方法包括：原料预处理—空爆超微化等工艺步骤。本发明提供了一种简单的方法——利用有机废弃物作为原料制备水肥一体化长效有机营养基，解决了水肥一体化施肥肥效不长，难以在土壤中长期保存，水溶肥价格较高、普及性较难的弊端，同时也解决了有机废弃物高值化和水肥一体化出路问题，从而提高有机废弃物资源化产品利用率，变废为宝。宝。


技术研发人员：卢国满 曲思明 鲁崇胜 唐培荣
受保护的技术使用者：宇恒（南京）环保装备科技有限公司
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2023/10/11