一种利用植物秸秆制备复合生态肥的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用植物秸秆制备复合生态肥的方法，该复合肥料以植物秸秆为主要原料，以固体超强酸为催化剂，在小分子有机酸的作用下降解，并配合使用酒糟、骨粉、麸皮、腐殖酸、氮磷钾肥等而制得；其中，主要由以下重量份的材料作为原料：植物秸秆60~80份，酒糟5~10份，骨粉5~15份，麸皮5~15份，腐殖酸5~10份，氮磷钾肥30-50份；通过采用的催化降解技术方法制备复合生态肥，使秸秆催化降解效率高，最快能在16h内完成从秸秆到复合生态肥的转变，操作简单，成本低廉，催化剂可回收，对设备无腐蚀，能快速制得产品。制得的复合生态肥料能有效增强肥效，刺激作物生长，防治病虫害，改善农产品质量，并能吸附土壤污染物，提高土壤保肥保水能力，改善土壤结构，有利于实现农业的可持续发展。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机生态肥的制备领域，尤其是涉及一种利用植物秸秆制备复合生态肥的配方及制备方法。
技术介绍
我国是个农业大国，各种农产品产量颇高，农作物秸秆资源非常丰富。过去，农作物秸秆没有得到有效的开发利用，人们常常将其焚烧。秸秆焚烧不仅是对资源的严重浪费，而且焚烧过程中产生的二氧化碳、二氧化硫等气体，对环境造成严重的破坏。其产生的烟雾造成能见度降低，直接影响公路、铁路及民航的正常运行。焚烧产生的可吸入颗粒物，会造成呼吸道系统的疾病。可见，秸秆燃烧的危害是巨大的。对秸秆进行充分的开发利用，减少环境污染及对生物资源的浪费，成为研究的一大热点。近年来，我国农业使用的化肥量大幅度增加。化肥的大量使用，大大降低了土壤的透气性及疏松性，使得土壤结板，有机质下降，肥力下降。同时，土壤的理化环境也发生变化，酸性增强。土壤酸化能溶解营养物质，并导致有害物质的释放及增强，长期以来势必影响农业的可持续发展。可见，传统化肥对土壤危害很大，研究使用量小，肥力较强，安全环保的有机肥具有很大的意义。将植物秸秆回收利用，用于制备生态肥料，既能实现秸秆的开发利用，又能减少传统化肥的使用量，能同时提高大气环境质量和土壤质量，具有事半功倍的效果。中国专利技术专利CN103641583A公开了一种植物秸秆肥料，由植物秸秆粉50-60、草炭20-26、硅藻土20-23、石膏9-11、尿素10-12、硫酸钾7-9、磷酸二铵8-10、腐植酸2-4、土壤活化剂7-9组成，利用植物秸作为主原料，可以起到增加土壤的养分、改善土壤的物理性质、提高土壤肥力的作用。中国专利技术专利CN103787715A将秸秆采用高温高压爆碎工艺处理，使秸秆在压力0.8-2.5MPa下，在一定时间内充分破碎和腐熟，用于肥料。但采用高温高压爆碎技术对设备要求较高，且连续化程度较低，腐熟效率低。中国专利技术专利CN102718596A公开了一种生物秸秆肥及其生产方法和应用，通过秸秆菌剂发酵制备生物秸秆肥。植物秸秆的细胞壁主要成分为粗纤维，包括纤维素、半纤维素、木质素、果胶、角质等成分。细胞内容物的主要成分为可溶性蛋白质、糖分、淀粉、矿物质、非蛋白含氮化合物等。其中纤维素、半纤维素及木质素都是聚合物，它们的阻挡导致秸秆降解慢，难以在短时间内发酵转化。而上述传统的秸秆发酵转化时间长，效率低，对设备要求高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用植物秸秆制备复合生态肥的方法，解决现有技术中利用秸秆做肥料降解发酵效率低，成本高，腐蚀设备，发霉变质等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种利用植物秸秆制备复合生态肥的方法，其特征在于分为以下四个阶段：脱蜡质预处理阶段；高温催化降解阶段；复合发酵阶段；降温保肥及后处理阶段。主要由以下重量份的材料作为原料：植物秸秆60~80份，酒糟5~10份，骨粉5~15份，麸皮5~15份，腐殖酸5~10份，氮磷钾肥30-50份。优选的，所述植物秸秆为常见的农作物秸秆，如小麦秸秆、玉米秸秆、高粱秸秆，粒度不大于120目；所述酒糟为富含氨基酸，可持续发酵的酿酒残渣；所述骨粉为粗制骨粉，其中钙的重量分数为20~25%，磷的重量分数10~13%；所述麸皮为富含氮、磷、钙、钾等的小麦外层表皮；所述腐殖酸为以芳环和脂环为基本结构，并连有各种官能团的有机大分子；所述的氮磷钾肥为尿素、硝酸钾、硝酸铵、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸一氢氨、过磷酸钙、硫酸钾、氯化钾中一种或多种的混合物。所述脱蜡质预处理阶段的具体操作方法为，将甲苯-无水乙醇溶液与秸秆混合，加入水中并升温至70~90℃，1.5~2h后过滤；以乙酸溶液调节pH值至3.5~4.0，再以氢氧化钠溶液调节pH值至6~7，处理4~5h后过滤。优选的，所述甲苯-无水乙醇与秸秆的重量比为1:2~1:3；所述乙酸溶液的质量分数为10~15%；所述氢氧化钠溶液的质量分数为10~15%。所述高温催化降解阶段的具体操作方法为，调节秸秆含水量为30~50%，加入固体超强酸及小分子有机酸溶液，加热至110~130℃，反应0.5~1.5h。优选的，所述固体超强酸用量为秸秆重量的5~10%；所述小分子有机酸溶液质量分数为10~15%，重量为秸秆的2~3倍。优选的，所述固体超强酸为S/Fe2O3型、S/Fe3O4型或S/ZrO2型超强酸。优选的，所述小分子有机酸为乙酸、丙酸或丁二酸。所述复合发酵阶段的具体操作方法为，将酒糟、骨粉、麸皮及腐殖酸加入酸化秸秆体系中，隔绝空气，发酵4~6h。所述降温保肥及后处理阶段的具体操作方法为，停止加热，自然降温至20~30℃，回收固体催化剂及小分子有机酸，与氮磷钾肥混合均匀即得到一种利用植物秸秆制备的复合生态肥。本专利技术先采用甲苯-无水乙醇溶液去除植物秸秆表面的蜡质，然后用固体超强酸代替液体酸作催化剂，并加入小分子有机酸溶液，升高温度，以增加催化剂活性，促进粗纤维酸化降解。在此过程中，粗纤维的大分子链在酸化作用下降解，其牢固的网状结构被破坏，细胞壁破坏。化学键的断裂形成许多自由基中间体，进而进一步引发链式反应，粗纤维解聚成相对分子质量较低的片段。然后，在降解体系中加入酒糟、骨粉、麸皮及腐殖酸，体系进一步发酵过程中，通过其他组分的加入进一步增加了植物生长所需的氮、磷、钾元素的含量，使最终得到的复合生态肥有着更为优异的综合性能。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术中使用的固体超强酸及有机酸，使秸秆催化降解效率高，最快能在16h内完成从秸秆到成熟的复合生态肥的转变，且使用固体超强酸催化降解能有效避免秸秆在发酵过程中及发酵完全后的发霉变质问题；（2）本专利技术中使用的固体超强酸及有机酸，不腐蚀设备，易与反应物分离，且回收过程操作简单。整个反应能形成封闭的循环体系，提高了设备利用率及物料周转效率，并杜绝了二次污染的产生。（3）本专利技术使用的原材料价格低廉，多数为工业废弃物或其他行业的下脚料，加上固体超强酸使用量较小，且其与有机酸均可回收利用，进一步降低了本方法的处理成本。本方法的制备过程需要加热，但加热温度低，时间短，能量消耗较小，利于节约资源及保护环境。（4）本专利技术中使秸秆降解与腐殖酸等发酵，促使复合生态肥中的营养元素向农作物传送，能增强肥效，刺激作物生长，防治病虫害，改善农产品质量，并能吸附土壤污染物，提高土壤保肥保水能力，改善土壤结构，有利于实现农业的可持续发展。具体实施方式以下所述具体实施方式，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如下，然而并非用以限定本专利技术，任何在不脱离本专利技术技术方案范围内，利用下述揭示的方法及
技术实现思路
作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以下实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。实施例1复合生态肥制备方法：首先，称取30kg甲苯-无水乙醇溶液与60kg粒度为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用植物秸秆制备复合生态肥的方法，其特征在于以固体超强酸为催化剂，在小分子有机酸的作用下降解秸秆而得，分为以下四个阶段：脱蜡质预处理阶段；高温催化降解阶段；复合发酵阶段；降温保肥及后处理阶段；主要由以下重量份的材料作为原料：植物秸秆60~80份，酒糟5~10份，骨粉5~15份，麸皮5~15份，腐殖酸5~10份，氮磷钾肥30‑50份；所述脱蜡质预处理的具体操作方法为，将甲苯‑无水乙醇溶液与秸秆混合，加入水中并升温至70~90℃，1.5~2h后过滤；以乙酸溶液调节pH值至3.5~4.0，再以氢氧化钠溶液调节pH值至6~7，处理4~5h后过滤，其中，甲苯‑无水乙醇与秸秆的重量比为1:2~1:3；所述高温催化降解的具体操作方法为，调节秸秆含水量为30~50%，加入固体超强酸及小分子有机酸溶液，加热至110~130℃，反应0.5~1.5h，其中固体超强酸用量为秸秆重量的5~10%，小分子有机酸溶液质量分数为10~15%，重量为秸秆的2~3倍；所述复合发酵阶段的具体操作方法为，将酒糟、骨粉、麸皮及腐殖酸加入酸化秸秆体系中，隔绝空气，发酵4~6h；所述降温保肥及后处理阶段的具体操作方法为，停止加热，自然降温至20~30℃，回收固体催化剂及小分子有机酸，与氮磷钾肥混合均匀即得到一种利用植物秸秆制备的复合生态肥。...

【技术特征摘要】
1.一种利用植物秸秆制备复合生态肥的方法，其特征在于以固体超强酸为催化剂，在小分子有机酸的作用下降解秸秆而得，分为以下四个阶段：脱蜡质预处理阶段；高温催化降解阶段；复合发酵阶段；降温保肥及后处理阶段；
主要由以下重量份的材料作为原料：植物秸秆60~80份，酒糟5~10份，骨粉5~15份，麸皮5~15份，腐殖酸5~10份，氮磷钾肥30-50份；
所述脱蜡质预处理的具体操作方法为，将甲苯-无水乙醇溶液与秸秆混合，加入水中并升温至70~90℃，1.5~2h后过滤；以乙酸溶液调节pH值至3.5~4.0，再以氢氧化钠溶液调节pH值至6~7，处理4~5h后过滤，其中，甲苯-无水乙醇与秸秆的重量比为1:2~1:3；
所述高温催化降解的具体操作方法为，调节秸秆含水量为30~50%，加入固体超强酸及小分子有机酸溶液，加热至110~130℃，反应0.5~1.5h，其中固体超强酸用量为秸秆重量的5~10%，小分子有机酸溶液质量分数为10~15%，重量为秸秆的2~3倍；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，曾军堂，叶任海，陈兵，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51