一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，是先将牛粪在水中分散并搅拌打散，然后在酸或碱性条件下水解；然后将水解后的牛粪进行固液分离，将分离后的水解液留存并循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值5~8，然后加入金属盐溶液进行催化氧化、裂解反应；再将催化、裂解后的物料进行固液分离，将分离后的包含金属盐的滤液留存并循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值5~8后，加入调配组分，得到土壤调理剂。本发明专利技术旨在提高牛粪的资源化利用，使牛粪的发酵成本降低，发酵周期减少，操作更方便；将牛粪快速制备为土壤调理剂，实现牛粪资源化利用的同时，进行不同类型土调理和生态修复。类型土调理和生态修复。

【技术实现步骤摘要】
一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法


[0001]本专利技术属于农牧业固废资源化利用
，涉及一种利用农牧业固废用于土壤改良的技术，特别是涉及一种利用化学催化手段将农牧业固废用于土壤改良的技术。

技术介绍

[0002]牛粪是奶牛、肉牛养殖过程中主要的固体废弃物。我国牛的存栏量大，据网络公开数据显示，2021年末全国牛存栏量达9817万头，奶牛存栏量约5000万头、肉牛出栏量为4707万头，全国牛粪年产生量30亿吨左右。传统而言，牛粪除少量用于垫窝和肥料，主要用做燃料。牛粪直接做燃料使用，存在环境污染，同时也是对牛粪中有机质的浪费。而近年随着养牛产业化、农牧区电和燃气使用的便捷，大量使用牛粪取暖供热的需求已基本消失。不经处理的牛粪会造成蚊虫肆虐、水源、草场等多方面的污染，其堆积给环境保护带来了巨大的隐患和压力。随着养牛规模的扩大，牛粪与环境的矛盾也进一步增加，养牛场产生的粪污已经严重影响了牛粪的可持续发展。近年来，牛粪资源化利用已经受到了众多研究人员的重视，但相较于其它动物粪便牛粪的降解发酵较难。一直以开，将牛粪制成肥料是粪污的一种主要利用方式，但由于牛粪自身的特点，传统和简单的发酵工艺并不能高效地实现牛粪的发酵，而以添加微生物和/或菌剂的的牛粪发酵方式又因成本高、周期长、生产条件敏感等缺点而难以规模化应用。此外，牛粪一般都用来发酵作为肥料或燃料使用，将牛粪制备土壤调理剂的方向上暂无化学催化分解为手段的报道。

技术实现思路

[0003]为了解决现有牛粪资源化利用中存在的问题，尤其使牛粪发酵困难的问题，本专利技术公开了一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，旨在提高牛粪的资源化利用，使牛粪的发酵成本降低，发酵周期减少，操作更方便；将牛粪快速制备为土壤调理剂，实现牛粪资源化利用的同时，进行不同类型土调理和生态修复。
[0004]本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术公开了一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，是将牛粪依次进行酸碱水解、金属盐催化氧化裂解、调制成土壤调理剂。
[0005]作为一种优选实施方式，所述三步法利用牛粪制备土壤调理剂是通过如下步骤制备而成的：（1）将牛粪在水中分散并搅拌打散，然后在酸或碱性条件下水解；（2）将经过步骤（1）水解后的牛粪进行固液分离，将分离后的水解液留存并循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值5~8，然后加入金属盐溶液进行催化氧化、裂解反应；（3）将步骤（2）催化、裂解后的物料进行固液分离，将分离后的包含金属盐的滤液留存并循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值5~8后，加入调配组分，得到土壤调理剂。
[0006]其中，所述固液分离可以是过滤等其它任何可以实现固液分离的方式。
[0007]作为一种优选实施方式，步骤（1）中，牛粪和水的质量体积比0.1~1g/mL，以牛粪和酸/碱比为（25000~5000）g /mol，水解时间≥10h的条件水解；较佳地，酸或碱的浓度为0.1~0.5mol/L；较佳地，所述酸为硝酸、盐酸、磷酸、醋酸中的一种或多种；而所述碱为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3。
[0008]作为一种优选实施方式，步骤（2）中，金属盐溶液为Co(NO3)
2 或Fe(NO3)3、反应温度为60~80℃、反应时间≥10h。
[0009]作为一种优选实施方式，步骤（3）中，调配组分为N、P、K、腐殖酸、酒糟、活性菌中的一种或多种；较佳的，调配组分的添加比例为（5~15）：100。
[0010]本专利技术以化学化工理论和技术为基础，回归粪污发酵过程所发生的化学反应，通过简单的化工过程，在不产生环境污染的基础上，实现牛粪的快速分解，将其转变为易于被作物和土壤微生物吸收的调理剂产品。该专利技术可以提升牛粪价值，其规模化应用后将可以有效促进规模养牛地区粪污的资源化利用，且相关产品可以用于土壤调理，从而进一步促进周边生态修复。
[0011]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术的所述牛粪土壤调理剂的制备工艺，该工艺流程简单、成本低廉，生产过程无污染；以化学化工过程代替传统生物技术，过程简易、成本低、限制因素少，过程中不产生环境污染，易于生产实现和技术推广；本专利技术的三步法牛粪土壤调理剂，实现牛粪的资源化利用，实现了牛粪的资源化利用，解决粪污污染的同时，产生多阶、高品质土壤调理剂产品，兼具社会效益和经济效益；本专利技术所得调理剂产品基料中不含条件敏感的微生物和菌，易于根据应用场景的实际需求进行营养元素、酸碱或其他功能组分的调制，应用可拓展性强；将所述产物用于土壤修复领域，实现其在农耕土壤修复、矿山修复、尾矿库修复、盐碱地调理等各类相关生态修复场景的应用。
具体实施方式
[0012]下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
实施例一：
[0013]一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，是通过如下步骤制备而成的：（1）将奶牛场收集的干燥牛粪50 g，用100 mL清水进行分散，通过搅拌将牛粪打散，然后向牛粪分散液中加入20mL、浓度为0.1 mol/L的稀硝酸，在回流状态下水解60h；（2）将经过步骤（1）水解后的牛粪分散液进行过滤，将分离后的水解液留存并返回步骤（1）循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值7，然后加入200 mL、浓度为0.1mol/L的Co(NO3)2溶液在60℃条件下进行60h的催化氧化、裂解反应；（3）将步骤（2）催化、裂解后的牛粪混合液进行固液分离，将分离后的包含金属盐的滤液留存并返回步骤（2）循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值7后，经干燥、碾碎
加入10%的腐殖酸混匀，得到酸式牛粪土壤调理剂，用于矿山修复。
实施例二：
[0014]一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，是通过如下步骤制备而成的：（1）将奶牛场收集的干燥牛粪50 g，用100 mL清水进行分散，通过搅拌将牛粪打散，然后向牛粪分散液中加入20mL、浓度为0.1 mol/L的NaOH溶液，在回流状态下水解60h；（2）将经过步骤（1）水解后的牛粪分散液进行过滤，将分离后的水解液留存并返回步骤（1）循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值7，然后加入200 mL、浓度为0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液在80℃条件下进行10h的催化氧化、裂解反应；（3）将步骤（2）催化、裂解后的牛粪混合液进行固液分离，将分离后的包含金属盐的滤液留存并返回步骤（2）循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值7后，经干燥、碾碎加入10%的湿酒糟混匀，在室温下密封保存7天，随后干燥，得到酸式牛粪土壤调理剂，用于碱性土壤调理和因长期耕种而造成营养流失土壤的修复。
实施例三：
[0015]一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，是通过如下步骤制备而成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，其特征在于：是将牛粪依次进行酸碱水解、金属盐催化氧化裂解、调制成土壤调理剂。2.如权利要求1所述的三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，其特征在于，是通过如下步骤制备而成的：（1）将牛粪在水中分散并搅拌打散，然后在酸或碱性条件下水解；（2）将经过步骤（1）水解后的牛粪进行固液分离，将分离后的水解液留存并循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值5~8，然后加入金属盐溶液进行催化氧化、裂解反应；（3）将步骤（2）催化、裂解后的物料进行固液分离，将分离后的包含金属盐的滤液留存并循环使用，将分离得到的固态物料水洗至pH值5~8后，加入调配组分，得到土壤调理剂。3.如权利要求2所述的三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，牛粪和水的质量体积比0.1~1g/mL，以牛粪和酸/碱比为（25000~5000）g /mol，水解时间≥10h的条件水解。4.如权利要求2所述的三步法利用牛粪制备土壤调理剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，酸或碱的浓度为0.1~...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树森，郭艳霞，额日和，
申请(专利权)人：锡林郭勒盟泰和创新科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：