生物炭在减排畜禽粪便与秸秆堆肥TVOCs中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种堆肥的制备方法。所述堆肥的制备方法包括如下步骤：向畜禽粪便与秸秆的混合物中加入生物炭，得到堆肥物料；所述堆肥物料经好氧发酵，即得到所述堆肥。本发明专利技术为去除有机物堆肥过程中产生的挥发性气体提供了一种操作简单、投资费用少、应用价值高的新方法；利用本发明专利技术的方法进行堆肥能够有效降低堆肥过程中排放的TVOCs，减少大气环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物炭在减排畜禽粪便与秸秆堆肥中产生的VOCs中的应用。
技术介绍
挥发性有机物(VOCs)是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下蒸汽压大于或者等于10Pa具有相应挥发性的全部有机化合物，囊括了烷类、芳烃类、酯类、醛类、酮类等。目前已鉴定出的有300多种，常见的有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等，长期生活在含有VOCs的环境中，会对人体健康造成严重影响。据统计，我国人为源每年排放到大气中的VOCs约为2230.0万吨(2010年)，其中固定燃烧源排放573.6万吨、工艺过程排放546.3万吨、移动源排放480.0万吨、溶剂使用排放466.6万吨、储存和运输排放量为163.5万吨。工艺过程中产生的污染物主要来自各工艺过程的无组织排放，如合成材料、食品饮料、涂料、合成氨等生产过程以及堆肥、焚烧、填埋等处理过程。堆肥过程中产生的VOCs作为工艺过程排放VOCs的重要组成部分，其排放的VOCs亦对环境造成了严重影响。研究表明，在堆肥过程中会产生高达110种VOCs，囊括了酮类、烃类、芳香烃类、醇类、有机硫化物等，其最高排放浓度达14547mg/m3，且这些VOCs大部分有恶臭气味，引起感官不适。目前对堆肥中VOCs的去除主要有生物洗涤法、生物滴滤法和生物滤池法。与传统治理空气污染的方法(吸附法、焚烧法、冷凝法和催化氧化法)相比，生物法因设备简单、投资少、运行费用低、无二次污染等特点，得到越来越多的关注，然而生物法却依旧需要设备投资以及日常维护，增加了堆肥厂运营成本。综上，为了减少堆肥过程中污染气体的排放，探究出一种有效实现堆肥过程中VOCs的减排方法，势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物炭在减排畜禽粪便与秸秆堆肥中产生的TVOCs中的应用，本专利技术是在畜禽粪便与秸秆堆肥的过程中加入生物炭，可以降低堆肥过程中TVOCs的排放，具有非常重要的实用价值。本专利技术首先提供了一种堆肥的制备方法，包括如下步骤：向畜禽粪便与秸秆的混合物中加入生物炭，得到堆肥物料；所述堆肥物料经好氧发酵，即得到所述堆肥。上述的制备方法中，所述畜禽粪便为猪粪，所述猪粪的质量含水率可为70％～85％，如70％、80％或85％；所述秸秆为玉米秸秆，所述玉米秸秆的质量含水率可为低于30％，如10％、15％或20％，粒径可为1cm～3cm。上述的制备方法中，所述生物炭可为玉米秸秆炭；所述生物炭的质量含水率可为低于30％，如10％或20％。上述的制备方法中，所述畜禽粪便与所述秸秆的混合物中，碳元素与氮元素的质量比可为25～35：1，具体可为25：1、30：1或35：1。上述的制备方法中，所述生物炭占所述畜禽粪便与所述秸秆的混合物的质量的15％～25％，如15％、20％或25％，其中所述畜禽粪便与所述秸秆的混合物与所述生物炭的质量均分别指的是其干基的质量。上述的制备方法中，所述堆肥物料的质量含水率可为60％～70％，具体可为65％或70％。上述的制备方法中，所述好氧发酵可在通风的条件下进行；所述通风的速率可为0.1m3·min-1·m-3～0.2m3·min-1·m-3。上述的制备方法中，所述通风的过程如下：当所述堆肥物料的温度低于50℃时，每隔40min保持通风5min；当所述堆肥物料的温度为50℃～60℃时，每隔20min保持通风5min；当所述堆肥物料的温度上升至65℃以上时，保持持续通风；当所述堆肥物料的温度下降至20℃以下时，停止通风。本专利技术还提供了生物炭在畜禽粪便与秸秆进行堆肥中的应用，具体用于减排堆肥过程中产生的TVOCs；所述生物炭可为玉米秸秆炭；所述畜禽粪便可为猪粪；所述秸秆可为玉米秸秆。具体应用时，将所述生物炭加入所述畜禽粪便与所述秸秆的堆体中；所述生物炭占所述畜禽粪便与所述秸秆的混合物的总质量的15％～25％，如15％、20％或25％，其中所述畜禽粪便与所述秸秆的混合物与所述生物炭的质量均分别指的是其干基的质量。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：现有技术中，去除堆肥TVOCs的方法主要是TVOCs排放后，如采用生物洗涤法、生物滴滤法和生物滤池法等方法去除。本专利技术实现了在堆肥过程中对TVOCs的控制。本专利技术具有如下优点：1、实现TVOCs的过程控制，降低末端治理的成本。本专利技术实现了在堆肥过程中降低TVOCs的排放，有效降低了TVOCs的排放浓度，进一步降低TVOCs末端治理的成本。2、将本专利技术应用于堆肥工程中，通过TVOCs的生物炭过程控制技术，减低TVOCs排放浓度，可有效减少堆肥车间内TVOCs的浓度，改善车间内工作人员的工作环境。3、本专利技术在实现TVOCs减排的基础上，添加生物炭可提高堆肥物料的通气性，有助于堆肥产品的腐熟，提升堆肥产品质量。本专利技术为去除有机物堆肥过程中产生的挥发性气体提供了一种操作简单、投资费用少、应用价值高的新方法；利用本专利技术的方法进行堆肥能够有效降低堆肥过程中排放的TVOCs，减少大气环境污染。附图说明图1为本专利技术实施例1中添加玉米秸秆炭(15％)进行堆肥和对照堆肥中TVOCs浓度的变化曲线。图2为本专利技术实施例3中添加玉米秸秆炭(20％)进行堆肥和对照堆肥中TVOCs浓度的变化曲线。图3为本专利技术实施例1中添加玉米秸秆炭(25％)进行堆肥和对照堆肥中TVOCs浓度的变化曲线。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。下述实施例中，碳元素与氮元素通过元素分析仪(ThermoOEA,FLASH2000)进行测定。下述实施例中，排放气体的浓度采用PID光离子化检测器。实施例1、堆肥的制备一、物料准备新鲜猪粪：不超过3天为宜，质量含水率为85％。玉米秸秆：粉碎为1cm小段，晒干至质量含水率为10％。按质量比4：1取新鲜猪粪和玉米秸秆，混匀，此时混合物料中C/N(质量比)约为35：1，质量含水率为70％。然后向堆体(混合物料)添加玉米秸秆炭，占新鲜猪粪和玉米秸秆的总质量的15％，玉米秸秆炭的质量含水率为10％，混匀即可。为保证生物炭与堆肥物料能够充分混匀，一次性混合的物料不宜过多，如需混合的物料过多的话可分批次依次进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种堆肥的制备方法，包括如下步骤：向畜禽粪便与秸秆的混合物中加入生物炭，得到堆肥物料；所述堆肥物料经好氧发酵，即得到所述堆肥。

【技术特征摘要】
1.一种堆肥的制备方法，包括如下步骤：向畜禽粪便与秸秆的混合物中加入生
物炭，得到堆肥物料；所述堆肥物料经好氧发酵，即得到所述堆肥。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述畜禽粪便为猪粪，所述
猪粪的质量含水率为70％～85％；
所述秸秆为玉米秸秆，所述玉米秸秆的质量含水率低于30％，粒径为1cm～3cm。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述生物炭为玉米秸秆
炭；
所述生物炭的质量含水率低于30％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述畜禽粪便与所
述秸秆的混合物中，碳元素与氮元素的质量比为25～35：1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述生物炭占所述
畜禽粪便与所述秸秆的混合物的质量的15％～25％，其中所述畜禽粪便与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立欣，沈玉君，孟海波，程红胜，宋立秋，
申请(专利权)人：农业部规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11