本发明专利技术提供一种改性沼渣生物炭耦合微生物菌剂及其应用，涉及好氧堆肥添加剂领域，包括制取沼渣生物炭以及对沼渣生物炭予以改性；其中，制取沼渣生物炭包括将秸秆沼渣于105℃下烘至含水率至10％以内，将其破碎成段，于600℃的氮气环境下热解40分钟后停止加热并冷却至室温，随后筛选，于干燥箱中105℃下烘干，制得沼渣生物炭；本发明专利技术中改性沼渣生物炭具有丰富的孔隙点、大比表面积，含氧基团等结构功能特性，可通过大量负电荷可以与重金属发生反应，与重金属离子进行络合反应，从而可以钝化重金属，使其从活性较高的形态向活性较低的形态转化，减少重金属有效态含量。减少重金属有效态含量。减少重金属有效态含量。
【技术实现步骤摘要】
一种改性沼渣生物炭耦合微生物菌剂及其应用
[0001]本专利技术涉及好氧堆肥添加剂领域，尤其涉及一种改性沼渣生物炭耦合微生物菌剂及其应用。
技术介绍
[0002]好氧堆肥是资源化处理处置畜禽粪污的重要途径之一，当前，为提高畜禽养殖的经济效益、缩短生产周期，会在饲料中添加Cu、As、Fe、Zn等元素，导致在利用以畜禽粪便为主要原料时易造成重金属污染，而对于降低好氧堆肥中重金属含量，在于改变畜禽粪便中重金属存在形态，降低其可移动性和可利用性，为此添加孔隙结构发达、比表面积较大，离子交换能力强的生物炭与重金属发生反应，来钝化重金属，或是利用生物炭表面诸如羟基、羧基这类的含氧基团与重金属离子进行络合反应，来减少重金属有效态含量。
[0003]沼渣作为沼气发酵后剩余的固体物质，含有丰富的有机质、腐殖酸、N、P、K和微量元素等重要营养成分，其作为肥料在改善土壤肥力上有重要作用，加之，富含木质纤维素的沼渣有较高碳含量，是制备优质生物炭功能材料之一，与其他原料炭相比，沼渣经过厌氧消化后，一定程度上打破了木质纤维素结构，以形成发达的孔隙结构，但以纯沼渣作为碳基的生物炭，仍具有多孔性和活性差等缺陷，对重金属钝化效果有限，需进一步对其进行改性，另外，有通过微生物方法中生物吸附、重金属还原、胞外沉淀、生物矿化等功能实现对重金属的钝化，据此，提出改性沼渣生物炭耦合微生物菌剂的技术，来综合降低以畜禽粪污为主要原料的好氧堆肥中重金属污染风险。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种改性沼渣生物炭耦合微生物菌剂及其应用，以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
[0006]一种改性沼渣生物炭的制备方法，包括制取沼渣生物炭以及对沼渣生物炭予以改性；
[0007]其中，制取沼渣生物炭包括将秸秆沼渣于105℃下烘至含水率至10％以内，将其破碎成段，于600℃的氮气环境下热解40分钟后停止加热并冷却至室温，随后筛选，于干燥箱中105℃下烘干，制得沼渣生物炭；
[0008]沼渣生物炭予以改性包括将生物炭置于容器内，按浸渍比1∶2加入50％磷酸溶液，搅拌均匀，静置24小时后，将该混合溶液转移至马弗炉内，在N2环境中以500℃热解2小时，取出冷却后，用去离子水冲洗至pH值无变化，再放置在50℃烘箱内烘干，研磨备用以制得改性沼渣生物炭。
[0009]一种微生物菌剂制备方法，包括对蜡样芽孢杆菌以及胶质芽孢杆菌的菌种予以活化，并在活化后扩大培养。
[0010]优选的，将蜡样芽孢杆菌于第一培养基中，在37℃条件下，以180r/min培养36小
时，获得蜡样芽孢杆菌的种子液；
[0011]将胶质芽孢杆菌于第二培养基中，在37℃条件下，120r/min培养36h，获得胶质芽孢杆菌的种子液；
[0012]将经菌种活化的蜡样芽孢杆菌的种子液和胶质芽孢杆菌种子液分别接种于第一培养基和第二培养基中，在培养温度为37℃的发酵罐中逐级扩大培养，扩大过程按5％～10％的比例转接，并在发酵液中的有效活菌数为109个/mL及以上时终止培养，获得蜡样芽孢杆菌的发酵液。
[0013]优选的，按重量份数计，第一培养基组成成分包括牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl 5g，蒸馏水1L；
[0014]按重量份数计，第二培养基组成成分包括(NH4)2SO41g，酵母粉0.22g、白砂糖5.35g、碳酸钙0.04g、K2HPO42.15g、MgSO4·
7H2O 0.45g、NaCl 0.22g、FeCl30.04g、玉米淀粉7g，蒸馏水1L。
[0015]沼渣预处理装置，包括箱体以及对向设置在所述箱体顶部并向箱体内吹入热气流的两个烘干部，其中，烘干部向箱体吹入热气流处具有设置在所述箱体侧壁的器件槽，该器件槽内阵列多个动态支撑部，并且对向动态支撑部之间由两根彼此平行的撑杆连接，用于将秸秆沼渣横架在所述撑杆上方时，由彼此设立在同一动态支撑部之间的两根撑杆于器件槽长度方向反向远离，使热气流于秸秆沼渣上方流动，或是秸秆沼渣脱水中，由两根撑杆于器件槽长度方向相向抵近，使热气流与秸秆沼渣下方流动。
[0016]优选的，设立在同一动态支撑部之间的两根所述撑杆于器件槽长度方向反向远离或是相向抵近时，相邻动态支撑部处的相邻撑杆相向抵近或是反向远离。
[0017]优选的，在对向设置的两个所述烘干部之间设置切刀，该切刀包括盖板以及斜向阵列所述盖板底部的多个刀片，多个刀片在相邻动态支撑部处的相邻撑杆相向抵近时搭置在所述撑杆上方，或是相邻动态支撑部处的相邻撑杆反向远离时，使刀片穿过相邻撑杆之间的间隙。
[0018]优选的，所述烘干部包括嵌在所述箱体壁体内的加热盒以及置于所述加热盒顶部并较箱体向外显露的风机，其中，在加热盒处阵列多个与动态支持部数量一致的喷头，该喷头穿过箱体并延伸至动态支撑部内。
[0019]优选的，所述动态支撑部包括阵列在器件槽内的多个滑架以及设置在每个滑架中的滑组，其中，滑架包括滑架本体以及设置在滑架本体斜坡处的两个相对的滑槽，并且滑架本体内还具有通槽，该通槽用于将喷头引导的热气流扩散至箱体内；
[0020]所述滑组包括滑动设置在两个相对滑槽处的滑块以及连接两个滑块的拉簧，其中，滑块为撑杆的安装端。
[0021]优选的，所述滑块于滑槽处上滑或下滑时置于同一滑架处的两根撑杆上移同步靠拢或下移同步远离。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1.本专利技术中改性沼渣生物炭具有丰富的孔隙点、大比表面积，含氧基团等结构功能特性，可通过大量负电荷可以与重金属发生反应，与重金属离子进行络合反应，从而可以钝化重金属，使其从活性较高的形态向活性较低的形态转化，减少重金属有效态含量。
[0024]2.本专利技术中改性后的生物炭吸附活性位点和酸性官能团含量增加，表面极性增
强，有利于吸附重金属。
[0025]3.本专利技术中在重金属胁迫下蜡样芽孢杆菌和胶质芽孢杆菌细胞壁上的氨基、巯基、羧基等基团可通过静电引力或氢键作用吸附环境中重金属离子，改变畜禽粪便中重金属存在形态使其固定，从而在一定程度上可综合降低重金属可移动性和可利用性，减少污染环境风险。
附图说明
[0026]图1为本专利技术中沼渣预处理装置的结构示意图；
[0027]图2为图1中切刀上移后的结构示意图；
[0028]图3为图2中烘干部上移后的结构示意图；
[0029]图4为烘干部与箱体的组合结构示意图；
[0030]图5为沼渣预处理装置中切刀搭置在撑杆时的立体剖面示意图；
[0031]图6为沼渣预处理装置中切刀于撑杆处下穿时立体剖面示意图；
[0032]图7为图5于另一个视角下的结构示意图；
[0033]图8为图6于另一个视角下的结构示意图；
[0034]图9为秸秆托撑部的结构示意图；
[0035]图10为动态支撑件的结构示意图；
[0036]图11为切本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改性沼渣生物炭的制备方法，其特征在于，包括制取沼渣生物炭以及对沼渣生物炭予以改性；其中，制取沼渣生物炭包括将秸秆沼渣于105℃下烘至含水率至10％以内，将其破碎成段，于600℃的氮气环境下热解40分钟后停止加热并冷却至室温，随后筛选，于干燥箱中105℃下烘干，制得沼渣生物炭；沼渣生物炭予以改性包括将生物炭置于容器内，按浸渍比1∶2加入50％磷酸溶液，搅拌均匀，静置24小时后，将该混合溶液转移至马弗炉内，在N2环境中以500℃热解2小时，取出冷却后，用去离子水冲洗至pH值无变化，再放置在50℃烘箱内烘干，研磨备用以制得改性沼渣生物炭。2.一种微生物菌剂制备方法，其特征在于，包括对蜡样芽孢杆菌以及胶质芽孢杆菌的菌种予以活化，并在活化后扩大培养。3.根据权利要求2所述的一种微生物菌剂制备方法，其特征在于：将蜡样芽孢杆菌于第一培养基中，在37℃条件下，以180r/min培养36小时，获得蜡样芽孢杆菌的种子液；将胶质芽孢杆菌于第二培养基中，在37℃条件下，120r/min培养36h，获得胶质芽孢杆菌的种子液；将经菌种活化的蜡样芽孢杆菌的种子液和胶质芽孢杆菌种子液分别接种于第一培养基和第二培养基中，在培养温度为37℃的发酵罐中逐级扩大培养，扩大过程按5％～10％的比例转接，并在发酵液中的有效活菌数为109个/mL及以上时终止培养，获得蜡样芽孢杆菌的发酵液。4.根据权利要求3所述的一种改性沼渣生物炭耦合微生物菌剂，其特征在于：按重量份数计，第一培养基组成成分包括牛肉膏5g、蛋白胨10g、NaCl5g，蒸馏水1L；按重量份数计，第二培养基组成成分包括(NH4)2SO41g，酵母粉0.22g、白砂糖5.35g、碳酸钙0.04g、K2HPO42.15g、MgSO4·
7H2O0.45g、NaCl0.22g、FeCl30.04g、玉米淀粉7g，蒸馏水1L。5.实施如权利要求1所述方法的沼渣预处理装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱建军，王强，张雁茹，张巍，杜维勇，王振江，祁晓乐，袁旭峰，崔宗均，
申请(专利权)人：国能生物发电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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