一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法技术

本发明专利技术属于畜禽粪污好氧堆肥处理领域，具体涉及一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法，包括以下步骤：（1）将猪粪制备成猪粪生物炭；（2）向铁盐溶液中，加入猪粪生物炭，搅拌均匀，向铁盐溶液中匀速加入碱溶液，调节

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法


[0001]本专利技术属于畜禽粪污好氧堆肥处理领域，具体涉及一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法
。

技术介绍

[0002]畜禽粪便污染已成为与工业污水和生活废水相并列的三大污染源之一，是亟需得到重视和关注的重大环境问题之一
。
[0003]目前，对畜禽粪污管理过程包括堆置
、
好氧堆肥或厌氧发酵处理以及还田利用等
。
其中，好氧堆肥因操作简单
、
成本效益高
、
可作为土壤调节剂或有机肥料等优点得到了广泛使用，是实现有机固体废物资源化的最有效的途径之一
。
[0004]在好氧堆肥中会产生大量的甲烷（
CH4）
、
氧化亚氮（
N2O
）等温室气体（
greenhouse gases
，
GHGs
），这不仅会引起碳素和氮素等营养元素的流失，使肥料降低，还可能会增加堆肥产品的环境风险，进而严重威胁人体健康
。
因此，猪粪便好氧堆肥是畜牧业温室气体（尤其是
CH4和
N2O
）主要的排放源，其产生的环境影响不容忽视
。
[0005]目前堆肥中减少恶臭气体排放的技术措施主要有
3 种，一是改变堆肥理化参数，如通风
、C/N、
温度
、
含水率
、pH 值等
。
二是增加添加剂来降低臭气排放
。
三是功能膜覆盖以及专用设备除臭
。3 种方法中，添加剂具有成本低
、
易操作
、
效果明显等优点
。
通过文献查阅发现堆肥添加剂有鸟粪石结晶
、
明矾
、
过磷酸钙
、
磷石膏
、
磷酸
、
硫粉
、
凹凸棒石
、
活性炭
、
沸石
、
草酸
、
柠檬酸等
。
对比每种添加剂，发现吸附类添加剂活性炭具有稳定的
NH3减排作用，也有吸附臭气效果
。
[0006]传统的生物炭含有的空间结构有限，同时因其颗粒尺寸小切难以从环境中分离，可能导致二次污染问题，因而也在一定程度上限制了其在环境修复中的应用
。
在水处理领域，目前有使生物炭上具有磁性，通过磁性实现生物炭的分离
、
回收
、
再利用
。
但是在畜禽粪便堆肥过程中，未见磁性生物炭的应用
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法
。
[0008]本专利技术所采取的技术方案如下：一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法，包括以下步骤：（1）将猪粪制备成猪粪生物炭；（2）向
pH
为
10
‑
11
的含有
Fe
3+
和
Fe
2+
的铁盐溶液中，加入步骤（1）制备的猪粪生物炭，搅拌均匀，向铁盐溶液中匀速加入碱溶液，调节
pH
至
10
‑
11
，剧烈搅拌
1 h
，观察到烧杯中有黑色沉淀形成后静置
30
‑
40
分钟，采用抽滤，分离沉淀物和溶液，并用超纯水反复洗涤沉淀物至滤液澄清且呈中性，最后自然风干后研磨过
60
目筛，即制备完成磁性生物炭；（3）将待堆肥处理的猪粪脱水，然后与步骤（2）制备的磁性猪粪生物炭混合，进行
好氧堆肥
。
[0009]优选的，步骤（1）中，将猪粪去除杂质后风干，置于马弗炉，在氮气环境下进行热解炭化，热解温度为
300
‑
600℃
，降至室温后去除黑色残渣，磨碎过
60
目筛，得到猪粪生物炭
。
[0010]优选的，步骤（1）中，马弗炉的升温速度为
10 ℃/min
，热解温度为
600℃。
[0011]优选的，步骤（2）中，所述碱溶液为
NaOH
溶液
。
[0012]优选的，步骤（3）中，磁性生物炭添加量为
2%
‑
7.5%。
[0013]优选的，步骤（3）中，堆肥过程中，每隔2天搅拌一次，并确保堆肥含水率保持在
55
‑
60%。
[0014]本专利技术的有益效果如下：本专利技术首次利用磁性生物炭作为添加剂辅助处理畜禽粪便的好氧堆肥，其自身磁性作用可以便于分离
、
回收
、
再利用，同时，出乎意料的是，磁性生物炭相比生物炭，在堆肥过程中能快速调节
pH
，并且使处理的有机质含量明显提高，提高堆肥质量
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本专利技术的范畴
。
[0016]图1为不同生物炭的红外光谱；图2为不同生物炭的
SEM
图；图3为不同磁性生物炭的磁滞曲线；图4为磁性生物炭
、
普通猪粪生物炭和不添加生物炭处理堆肥期间甲烷排放的变化；图5为磁性生物炭
、
普通猪粪生物炭和不添加生物炭处理堆肥期间
N2O
排放的变化；图6为磁性生物炭
、
普通猪粪生物炭和不添加生物炭处理堆肥期间
pH
值的变化；图7为磁性生物炭
、
普通猪粪生物炭和不添加生物炭处理堆肥期间有机质含量的变化
。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述
。
[0018]实施例1：（1）猪粪生物炭（
PBC
）称取一定量猪粪（去除杂质后风干而成，粉碎过
60
目筛），置于马弗炉，首先将马弗炉抽三次真空，再通过氮气发生器持续通入
N2，驱走管内空气，以
10 ℃/min
的升温速度进行热解，热解温度设置为
600 ℃
，达到终温后继续炭化
3 h
，待马弗炉温度降至室温后去除黑色残渣，磨碎过
60
目筛，得到猪粪生物炭，记为
PBC600
；（2）将猪粪生物炭磁改性（
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于磁性生物炭的好氧堆肥方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将猪粪制备成猪粪生物炭；（2）向
pH
为
10
‑
11
的含有
Fe
3+
和
Fe
2+
的铁盐溶液中，加入步骤（1）制备的猪粪生物炭，搅拌均匀，向铁盐溶液中匀速加入碱溶液，调节
pH
至
10
‑
11
，剧烈搅拌
1 h
，观察到烧杯中有黑色沉淀形成后静置
30
‑
40
分钟，采用抽滤，分离沉淀物和溶液，并用超纯水反复洗涤沉淀物至滤液澄清且呈中性，最后自然风干后研磨过
60
目筛，即制备完成磁性生物炭；（3）将待堆肥处理的猪粪脱水，然后与步骤（2）制备的磁性猪粪生物炭混合，进行好氧堆肥
。2.
根据权利要求1所述的基于磁性生物炭的好氧堆肥方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤新新，王晟，王婷，薄晓旭，李远博，陈昱融，
申请(专利权)人：温州科技职业学院，
类型：发明
国别省市：