一種減少堆肥氮損失的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種減少堆肥氮損失的方法，包括如下步驟：將堆肥物料進(jìn)行粉碎處理后，向粉碎處理后的堆肥物料內(nèi)加入所述堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％～8％的生物炭和過磷酸鈣的混合物進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料的碳氮比C/N為(25～30):1，含水率為55％～65％，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉體進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理。本發(fā)明中使用生物炭和過磷酸鈣結(jié)合作為固定氮的固定劑，生物炭能夠有效地吸附與NH3，為過磷酸鈣固定氮素提供了載體，增大了NH3與過磷酸鈣溶解產(chǎn)生H+接觸面積，增加了反應(yīng)時(shí)間，促進(jìn)了過磷酸鈣的固氮作用。
【專利說明】
一種減少堆肥氮損失的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及堆肥處理領(lǐng)域，具體涉及一種減少堆肥氮損失的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 固體廢棄物種類繁多，其中農(nóng)業(yè)廢棄物（畜禽糞便、秸桿、果蔬等）、生活垃圾、園林 垃圾、污泥等由于含有大量的可降解物質(zhì)，堆肥成為其生物處理的主要方式之一。堆肥雖然 能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)固體廢棄物的資源化利用，但是由于堆肥物料的初始特性、堆肥過程中的環(huán) 境參數(shù)變化，堆肥中普遍存在氮素?fù)p失的問題。據(jù)研究表明，城市生活垃圾堆肥化處理過程 中氮損失量為50%~60%，污泥約為68%，糞便最高達(dá)77%。堆肥過程中氮素的損失主要有 以下途徑：由于氨化作用、硝化及反硝化作用的影響，氮素可以以氨氣揮發(fā)的形式發(fā)生損 失，也可以發(fā)生反硝化脫氮損失，還有的可以溶解在堆肥滲濾液中，隨滲濾液排出而損失。 其中以氨氣揮發(fā)的形式發(fā)生損失是主要的損失途徑，其造成的氮素?fù)p失可達(dá)總損失量的 44%~99%。
[0003] 堆肥過程中氮素的損失不僅會(huì)影響堆肥進(jìn)程，而且降低了肥料養(yǎng)分含量，另外產(chǎn) 生的氨氣進(jìn)入空氣也會(huì)產(chǎn)生臭味，影響人群感官，對人群的身體健康產(chǎn)生一定的危害。氮素 損失的控制途徑主要有調(diào)節(jié)堆肥初期堆料的C/N，改變氮素的存在形態(tài)，添加氨氣吸附劑及 改變通風(fēng)控溫措施。目前，研究過的一些固氮添加劑如硫酸鋁、高錳酸鉀、氯化鎂等雖然能 夠減少氮素?fù)p失，但其成本一般較高，且過量使用可能影響堆肥進(jìn)程，給土壤帶來有害物 質(zhì)，不適合大規(guī)模應(yīng)用。另外，有研究過的過磷酸鈣固氮方式，加入量太少固氮效果不明顯， 加入量太多則會(huì)造成堆肥物料呈酸性，影響堆肥進(jìn)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種減少堆肥氮損失的方法，本發(fā)明中使用生物炭和過磷酸 鈣結(jié)合作為固定氮的固定劑，生物炭能夠有效地吸附NO;與NH 3,為過磷酸鈣固定氮素提供 了載體，增大了 NH3與過磷酸鈣溶解產(chǎn)生H+接觸面積，增加了反應(yīng)時(shí)間，促進(jìn)了過磷酸鈣的固 氮作用。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0006] 本發(fā)明提出一種減少堆肥氮損失的方法，包括如下步驟:將堆肥物料進(jìn)行粉碎處 理后，向粉碎處理后的堆肥物料內(nèi)加入所述堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5 %~8 %的生物炭和 過磷酸鈣的混合物進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料的碳氮比C/N為(25~30): 1，含水率 為55%~65%，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理。堆肥物料的 粒徑因堆肥物料性質(zhì)不同而不同，例如：園林垃圾堆肥物料的粒徑一般為15mm以下，生活垃 圾堆肥物料粒徑在60mm以下。
[0007] 優(yōu)選地，所述滾筒式發(fā)酵倉的兩端分別設(shè)置有物料入口和物料出口，位于物料出 口一方的滾筒式發(fā)酵倉端部開設(shè)有氣體出口，所述滾筒式發(fā)酵倉包括升溫階段、高溫階段 和腐熟階段三個(gè)段式，該三個(gè)段式自物料入口向物料出口方向分布，所述升溫階段的倉體 外壁敷設(shè)有輔助加熱材料層，所述升溫階段的倉體內(nèi)壁設(shè)置有溫度感應(yīng)裝置，所述滾筒式 發(fā)酵倉還包括輔助加熱系統(tǒng)，所述輔助加熱系統(tǒng)由所述輔助加熱材料層、為所述輔助加熱 材料層提供熱量的輔助加熱熱源、以及輔助加熱控制器構(gòu)成，所述溫度感應(yīng)裝置與所述輔 助加熱控制器相連，當(dāng)所述溫度感應(yīng)裝置監(jiān)測到堆肥物料溫度上升至目標(biāo)溫度時(shí)，將信號(hào) 反饋回輔助加熱系統(tǒng)，由輔助加熱控制器進(jìn)行減小加熱功率或者暫停加熱，實(shí)現(xiàn)升溫階段 溫度的控制，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料通過滾筒式發(fā)酵倉物料入口進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉，在所 述滾筒式發(fā)酵倉體內(nèi)經(jīng)過升溫階段、高溫階段和腐熟階段后經(jīng)物料出口出料。
[0008] 升溫階段的倉體外壁敷設(shè)有輔助加熱材料層，是根據(jù)垃圾發(fā)酵過程溫度的分段趨 勢特征，對升溫階段的倉體進(jìn)行由針對性的輔助加熱，實(shí)現(xiàn)精確加熱，降低能耗;高溫發(fā)酵 的適宜溫度區(qū)間為50~70°C，是發(fā)酵過程降解效率最高的階段，溫度感應(yīng)裝置將目標(biāo)溫度 設(shè)定為55°C，當(dāng)監(jiān)測到物料溫度上升至目標(biāo)溫度時(shí)，將信號(hào)反饋回輔助加熱系統(tǒng)，由輔助加 熱控制器進(jìn)行減小加熱功率或者暫停加熱，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能;傳動(dòng)裝置可對橫置式發(fā) 酵倉體進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)物料的翻轉(zhuǎn)，有利于均衡加熱，也利于物料的下落;橫置式發(fā)酵倉體 內(nèi)的氣體可以通過氣體出口出氣，從而進(jìn)入其他后續(xù)處理或排放，避免了倉體內(nèi)氣體膨脹 造成壓力過大而產(chǎn)生氣爆的現(xiàn)象。
[0009] 本申請堆肥過程的升溫階段、高溫階段和腐熟階段三個(gè)段式的工作過程分別是：
[0010] 升溫階段溫度的升高主要是由于好氧微生物(細(xì)菌、真菌、酵母菌和放線菌等)在 分解有機(jī)物過程中釋放出的熱量造成的，此階段嗜溫性微生物較為活躍，溫度一般由環(huán)境 溫度到40~50°C，時(shí)間為堆肥后40h左右；當(dāng)堆肥溫度升到45°C以上時(shí)，即進(jìn)入堆肥過程的 第二階段一一高溫階段，此時(shí)，嗜溫性微生物受到控制甚至死亡，取而代之的是一系列嗜熱 性微生物，高溫階段溫度在50~70°C，時(shí)間為堆肥后的40~80h;腐熟階段:經(jīng)高溫階段，在 內(nèi)源呼吸后期，堆肥中的有機(jī)物基本降解完，嗜熱微生物由于缺乏適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)而停止 生長，即其生物活性下降，發(fā)熱量減少，堆肥溫度會(huì)由于散熱而逐漸下降，堆肥過程進(jìn)入第 三階段一一腐熟階段，時(shí)間在堆肥80h以后。
[0011]經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料通過鏟車或皮帶輸送機(jī)送入滾筒式發(fā)酵倉，開始堆肥。物 料每日連續(xù)進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉體，隨著倉體的轉(zhuǎn)動(dòng)，堆肥物料會(huì)由入口向出口推移，滾筒式 發(fā)酵倉體入口處為新進(jìn)升溫期發(fā)酵物料，中間部分為高溫期發(fā)酵物料，出口處為腐熟物料， 物料從入口推移到出口的時(shí)間為一個(gè)發(fā)酵周期。
[0012] 由于高溫期是氨氣揮發(fā)最嚴(yán)重的階段，因此倉體出口到入口設(shè)置了氣體回流管， 氣體回流管安裝在倉體外部，并安裝氣體回流栗，在氣體回流栗前端設(shè)置氨氣檢測儀，倉體 氣體中氨氣含量超過一定濃度限值氣體回流栗開始工作，使倉體氣體重新回流到入口，便 于其中的氨氣二次被吸收利用，進(jìn)一步減少氮素?fù)p失。
[0013] 預(yù)處理過程中向堆肥物料內(nèi)加入生物炭和過磷酸鈣，預(yù)處理中的生物炭是生物有 機(jī)材料(生物質(zhì)）在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)高溫?zé)崃呀夂笊傻墓虘B(tài)產(chǎn)物。預(yù)處理中的過磷 酸鈣又稱普通過磷酸鈣，簡稱普鈣，是用硫酸分解磷礦直接制得的磷肥，主要成分是水溶性 磷酸鈣Ca(H 2P〇4)2 · H2O和難溶于水的硫酸鈣CaS〇4,并含有一定量的游離酸(硫酸、磷酸）。由 于生物炭具有孔隙度好、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的特點(diǎn)，生物炭應(yīng)用在堆肥物料中，可以 有效地吸附Ν0- 3與NH3,減少了物料中NH3的揮發(fā);過磷酸鈣溶解產(chǎn)生H+，一方面對堆肥過程中 PH的升高具有調(diào)節(jié)作用，減少堿性環(huán)境條件下NH3的揮發(fā)，另一方面H+可以與NH3發(fā)生反應(yīng)， 生成磷酸銨和硫酸銨，對NH3也具有固定作用。
[0014] 進(jìn)一步的，所述滾筒式發(fā)酵倉底部設(shè)置有用于翻轉(zhuǎn)所述滾筒式發(fā)酵倉的傳動(dòng)裝 置。傳動(dòng)裝置的設(shè)置，使得滾筒式發(fā)酵倉體實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，既可使倉體內(nèi)物料實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)，重復(fù)攪 拌而實(shí)現(xiàn)均勻加熱，又可促使物料往物料出口方向下行轉(zhuǎn)移。
[0015] 進(jìn)一步的，所述輔助加熱熱源為太陽能、空氣能熱水系統(tǒng)或電加熱系統(tǒng)提供的熱 源。
[0016] 進(jìn)一步的，所述滾筒式發(fā)酵倉還設(shè)置有氨氣檢測裝置和氣體回流栗，當(dāng)氨氣監(jiān)測 裝置監(jiān)測到滾筒式發(fā)酵倉內(nèi)的氨氣達(dá)到設(shè)定的濃度會(huì)使氣體回流栗開始工作，使發(fā)酵倉內(nèi) 的氣體通過設(shè)置于所述滾筒式發(fā)酵倉外部的氣體回流管回流到所述滾筒式發(fā)酵倉物料入 口，以便使氨氣進(jìn)行二次吸收；當(dāng)滾筒式發(fā)酵倉內(nèi)氨氣濃度未達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，發(fā)酵倉內(nèi) 的氣體通過氣體出口排出。
[0017] 進(jìn)一步的，所述滾筒式發(fā)酵倉的內(nèi)壁分布有若干條隔板。隔板能給物料一個(gè)旋轉(zhuǎn) 的推動(dòng)力，有利于物料的翻轉(zhuǎn)，并輔助物料前進(jìn)。
[0018] 優(yōu)選地，所述生物炭和所述過磷酸鈣質(zhì)量比為（1:10)~（10:1)。生物炭和過磷酸 鈣在加入堆肥物料前先通過混合攪拌器進(jìn)行混合處理，生物炭與過磷酸鈣以（1:10)~（10: 1)的比例混合時(shí)，對堆肥物料具有最佳的固氮效果。
[0019 ]優(yōu)選地，所述堆肥物料選自農(nóng)林廢棄物、生活垃圾、畜禽廢棄物中的一種。
[0020] 進(jìn)一步的，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來計(jì)，當(dāng)所述堆肥物料為農(nóng)林廢棄物，所述生物炭和過磷 酸鈣的混合物添加量為所述農(nóng)林廢棄物的5%~6%，當(dāng)所述堆肥物料為生活垃圾，所述生 物炭和過磷酸鈣的混合物添加量為所述生活垃圾的7%，當(dāng)所述堆肥物料為畜禽廢棄物，所 述生物炭和過磷酸鈣的混合物添加量為所述畜禽廢棄物的8%。將生物炭和過磷酸鈣的混 合物均勻加入到堆肥物料中，該生物炭和過磷酸鈣的混合物占堆肥物料質(zhì)量的5%~8%為 最適范圍，具體而言，視堆肥物料的性質(zhì)而定。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0022] (1)生物炭能夠有效地吸附MT3與冊3,為過磷酸鈣固定氮素提供了載體，增大了 NH3與過磷酸鈣溶解產(chǎn)生H+接觸面積，增加了反應(yīng)時(shí)間，促進(jìn)了過磷酸鈣的固氮作用，由于堆 肥過程中不能大量使用過磷酸鈣，否則會(huì)造成堆肥物料呈酸性，影響堆肥進(jìn)程，因此使用生 物炭吸附部分氮素，增加其反應(yīng)水平，可減少過磷酸鈣使用量，另一方面，由于生物炭的存 在，可以防止過磷酸鈣固氮后解析揮發(fā)；
[0023] (2)生物炭原材料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、生態(tài)安全、無污染。添加生物炭的堆肥物 料發(fā)酵完成后，可放心的作為肥料使用。進(jìn)一步的，含有生物炭的肥料施用于農(nóng)田，可有效 改善土壤理化性質(zhì)與微生態(tài)環(huán)境，修復(fù)污染土壤，提高土壤生產(chǎn)性能、作物產(chǎn)量和品質(zhì)；
[0024] (3)過磷酸鈣也是農(nóng)用肥料，與堆肥使用的目的一致，除了有氮素固定作用外，其 中的無機(jī)磷一部分可以轉(zhuǎn)化為有機(jī)磷，同時(shí)無機(jī)磷還可以和物料分解過程產(chǎn)生的有機(jī)酸結(jié) 合形成絡(luò)合物，提高磷的有效性和利用率；
[0025] (4)本發(fā)明所使用的滾筒式發(fā)酵裝置包含氣體回流栗，由于堆肥過程的高溫階段 會(huì)使非揮發(fā)性銨態(tài)氮向揮發(fā)性氨氣的轉(zhuǎn)化過程加劇，因此將倉體內(nèi)高溫階段揮發(fā)出的NH 3 回流到進(jìn)料階段，對NH3進(jìn)行二次吸收利用，可進(jìn)一步減少氮素?fù)p失；
[0026] (5)滾筒式發(fā)酵倉采用分段式結(jié)構(gòu)，只對升溫階段的物料進(jìn)行加熱，讓輔助加熱更 加精確，節(jié)省了輔助加熱材料的使用，簡化了加工安裝工作，降低了制造成本和運(yùn)行消耗， 也減少了外部熱源對發(fā)酵過程中后段微生物正?；顒?dòng)的干擾，使堆肥過程的演進(jìn)更加合 理;同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，操作簡單，便于維護(hù)，安全可靠。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例減少堆肥氮損失的方法的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；箭頭表示氨氣回 流的方向。
[0028] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例滾筒式發(fā)酵倉結(jié)構(gòu)截面圖；
[0029] 附圖標(biāo)記：1、物料入口；2、滾筒式發(fā)酵倉;3、傳動(dòng)裝置;4、支撐裝置;5、物料出口； 6、氣體回流管;7、氨氣監(jiān)測裝置;8、氣體回流栗;9、氣體出口； 10、隔板;11、腐熟階段；12、高 溫階段;13、升溫階段。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 以下是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。
[0031] 除特別說明，本發(fā)明使用的設(shè)備和原料為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購產(chǎn)品。
[0032] -種減少堆肥氮損失的方法，包括如下步驟:將堆肥物料進(jìn)行粉碎處理后，向粉碎 處理后的堆肥物料內(nèi)加入所述堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%~8%的生物炭和過磷酸鈣的 混合物進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料的碳氮比C/N為（25~30):1，含水率為55%~ 65%，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理。
[0033]經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料通過鏟車或皮帶輸送機(jī)送入滾筒式發(fā)酵倉，開始堆肥。物 料每日連續(xù)進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉體，隨著倉體的轉(zhuǎn)動(dòng)，堆肥物料會(huì)由入口向出口推移，滾筒式 發(fā)酵倉體入口處為新進(jìn)升溫期發(fā)酵物料，中間部分為高溫期發(fā)酵物料，出口處為腐熟物料， 物料從入口推移到出口的時(shí)間為一個(gè)發(fā)酵周期。
[0034] 由于高溫期是氨氣揮發(fā)最嚴(yán)重的階段，因此倉體出口到入口設(shè)置了氣體回流管， 氣體回流管安裝在倉體外部，并安裝氣體回流栗，在氣體回流栗前端設(shè)置氨氣檢測儀，倉體 氣體中氨氣含量超過一定濃度限值氣體回流栗開始工作，使倉體氣體重新回流到入口，便 于其中的氨氣二次被吸收利用，進(jìn)一步減少氮素?fù)p失。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 參閱圖1和圖2，農(nóng)林廢棄物進(jìn)行粉碎，粉碎粒徑為10~15mm，堆放在預(yù)堆池內(nèi)進(jìn)行 預(yù)處理，加入堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6%的生物炭和過磷酸鈣的混合物，生物炭與過磷酸 鈣的質(zhì)量比為10:1，此環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)碳氮比C/N為(25~30): 1，含水率為55%~65%。物料預(yù)處 理后通過發(fā)酵倉物料入口 1進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉2，滾筒式發(fā)酵倉2底部安有傳動(dòng)裝置3，支撐 裝置4,內(nèi)部裝有隔板10。發(fā)酵物料在倉體內(nèi)經(jīng)過升溫階段13、高溫階段12和腐熟階段11后 經(jīng)物料出口 5出料。在整個(gè)發(fā)酵進(jìn)程中，當(dāng)氨氣監(jiān)測裝置7監(jiān)測到發(fā)酵倉內(nèi)的氨氣達(dá)到一定 程度就會(huì)使氣體回流栗8開始工作，使發(fā)酵倉內(nèi)的氣體通過氣體回流管6回流到發(fā)酵倉物料 入口，以便使氨氣進(jìn)行二次吸收。當(dāng)發(fā)酵倉內(nèi)氨氣濃度較低時(shí)發(fā)酵倉內(nèi)的氣體通過氣體出 口 9排出或進(jìn)入其他處理設(shè)備。
[0037]滾筒式發(fā)酵倉2包括升溫階段13、高溫階段12和腐熟階段11三個(gè)段式，該三個(gè)段式 自物料入口 1向物料出口 5方向分布;升溫階段的倉體外壁敷設(shè)有輔助加熱材料層，升溫階 段的倉體內(nèi)壁設(shè)置有溫度感應(yīng)裝置，滾筒式發(fā)酵倉2還包括輔助加熱系統(tǒng)，輔助加熱系統(tǒng)由 輔助加熱材料層、為輔助加熱材料層提供熱量的輔助加熱熱源、以及輔助加熱控制器構(gòu)成， 溫度感應(yīng)裝置與輔助加熱控制器相連;滾筒式發(fā)酵倉2的底部設(shè)置有用于翻轉(zhuǎn)滾筒式發(fā)酵 倉2的傳動(dòng)裝置3。
[0038] 升溫階段的倉體外壁敷設(shè)有輔助加熱材料層，是根據(jù)垃圾發(fā)酵過程溫度的分段趨 勢特征，對升溫階段的倉體進(jìn)行由針對性的輔助加熱，實(shí)現(xiàn)精確加熱，降低能耗;高溫發(fā)酵 的適宜溫度區(qū)間為50~70°C，是發(fā)酵過程降解效率最高的階段，溫度感應(yīng)裝置將目標(biāo)溫度 設(shè)定為55°C，當(dāng)監(jiān)測到物料溫度上升至目標(biāo)溫度時(shí)，將信號(hào)反饋回輔助加熱系統(tǒng)，由輔助加 熱控制器進(jìn)行減小加熱功率或者暫停加熱，實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能;傳動(dòng)裝置3可對滾筒式發(fā) 酵倉2進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)物料的翻轉(zhuǎn)，有利于均衡加熱，也利于物料的下落;滾筒式發(fā)酵倉2內(nèi) 的氣體可以通過氣體出口 9出氣，從而進(jìn)入其他后續(xù)處理或排放，避免了倉體內(nèi)氣體膨脹造 成壓力過大而產(chǎn)生氣爆的現(xiàn)象。
[0039] 滾筒式發(fā)酵倉2傾斜設(shè)置，物料入口 1的高度高于物料出口 5的高度。傾斜設(shè)置的滾 筒式發(fā)酵倉2利于物料向物料出口 5方向下落。
[0040] 滾筒式發(fā)酵倉2的內(nèi)壁分布有若干條隔板10。隔板10能給物料一個(gè)旋轉(zhuǎn)的推動(dòng)力， 有利于物料的翻轉(zhuǎn)，并輔助物料前進(jìn)。
[0041] 本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0042] 實(shí)施例2
[0043]與實(shí)施例1的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:加入堆肥物料的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為5%的生物炭和過磷酸鈣的混合物，生物炭與過磷酸鈣的質(zhì)量比為5:1。本實(shí)施例 中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 與實(shí)施例1的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:加入堆肥物料的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為6%的生物炭和過磷酸鈣的混合物，生物炭與過磷酸鈣的質(zhì)量比為1:1。本實(shí)施例 中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0046] 實(shí)施例4
[0047] 與實(shí)施例1的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:5。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0048] 實(shí)施例5
[0049] 與實(shí)施例1的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:加入堆肥物料的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為8 %的生物炭和過磷酸鈣的混合物，生物炭與過磷酸鈣的質(zhì)量比為1:10。本實(shí)施例 中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0050] 實(shí)施例6
[0051] 與實(shí)施例3的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:農(nóng)林廢棄物改為生活 垃圾，加入堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為7 %的生物炭和過磷酸鈣的混合物，生物炭與過磷酸鈣 的質(zhì)量比為10:1。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0052] 實(shí)施例7
[0053]與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為5:1。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0054] 實(shí)施例8
[0055] 與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:1。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0056] 實(shí)施例9
[0057] 與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:5。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0058] 實(shí)施例10
[0059] 與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:10。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0060] 實(shí)施例11
[0061] 與實(shí)施例3的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:農(nóng)林廢棄物改為畜禽 廢棄物，加入堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為8%的生物炭和過磷酸鈣的混合物，生物炭與過磷酸 鈣的質(zhì)量比為10:1。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0062] 實(shí)施例12
[0063]與實(shí)施例11的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于：生物炭與過磷酸鈣 的質(zhì)量比為5:1。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0064] 實(shí)施例13
[0065] 與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:1。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0066] 實(shí)施例14
[0067] 與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:5。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0068] 實(shí)施例15
[0069] 與實(shí)施例6的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:生物炭與過磷酸鈣的 質(zhì)量比為1:10。本實(shí)施例中氮素?fù)p失減少百分比如表1所示。
[0070] 表1為實(shí)施例1~15生物炭和過磷酸鈣質(zhì)量比產(chǎn)生的氮素?fù)p失減少百分比對比表， 實(shí)施例1~15氮素?fù)p失減少百分比對比表如表1所示。
[0071] 表1
[0073] 由表1可以看出：生物炭與過磷酸鈣的質(zhì)量比對氮素?fù)p失減少尤其重要，當(dāng)生物炭 與過磷酸鈣的質(zhì)量比為1:1時(shí)，NH3含量減少在60%以上，其處理效果最佳。
[0074] 對比例1
[0075] 與實(shí)施例1的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:加入堆肥物料的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為6%的生物炭。
[0076]對比例1中的氮素?fù)p失減少24.1 %~41.3 %，明顯低于表1中的氮素?fù)p失減少百分 比，單純加入生物炭固氮作用差。
[0077] 對比例2
[0078] 與實(shí)施例1的操作步驟和堆肥處理?xiàng)l件相同，不同之處在于:加入堆肥物料的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)為6 %的過磷酸鈣。
[0079]對比例2中的氮素?fù)p失減少22%~36 %，明顯低于表1中的氮素?fù)p失減少百分比， 單純加入過磷酸鈣固氮作用差，單純加入過磷酸鈣超過物料干質(zhì)量的10%時(shí)會(huì)抑制堆肥腐 熟，添加質(zhì)量較少時(shí)(3%以下）固氮作用又不明顯。
[0080]將實(shí)施例1~15、對比例1和對比例2相比較，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn) 了如下技術(shù)效果：
[0081 ]利用生物炭和過磷酸鈣聯(lián)合處理的物料進(jìn)行堆肥可使堆肥倉體氣體中NH3含量明 顯減少，對比沒有添加這兩種物質(zhì)的堆肥，NH3含量減少在60%以上。另外，經(jīng)過氣體回流栗 的多次回流，NH 3被多次吸附轉(zhuǎn)化，最終可使堆肥過程中的氮素?fù)p失減少到75%以上，效果 明顯。
[0082] 由于單獨(dú)使用過磷酸鈣量小沒效果，量大影響發(fā)酵進(jìn)程，加入生物炭能夠吸附一 些N0-3與NH3,減少揮發(fā)增大了反應(yīng)面積，因此過磷酸鈣與NH 3反應(yīng)的效率增加了，固氮效果 就提升了，本申請?zhí)砑拥纳锾亢瓦^磷酸鈣來源廣泛、生產(chǎn)成本低、生態(tài)安全、無污染，在保 證有效固氮及堆肥穩(wěn)定進(jìn)行的同時(shí)可提高肥料的肥性，可工程上推廣使用。
[0083] 上列詳細(xì)說明是針對本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā) 明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利保護(hù)范圍
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種減少堆肥氮損失的方法，其特征在于，包括如下步驟:將堆肥物料進(jìn)行粉碎處理 后，向粉碎處理后的堆肥物料內(nèi)加入所述堆肥物料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%~8%的生物炭和過 磷酸鈣的混合物進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料的碳氮比C/N為(25~30): 1，含水率為 55 %~65 %，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉進(jìn)行堆肥發(fā)酵處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述滾筒式發(fā)酵倉的兩端 分別設(shè)置有物料入口和物料出口，位于物料出口一方的滾筒式發(fā)酵倉端部開設(shè)有氣體出 口，所述滾筒式發(fā)酵倉包括升溫階段、高溫階段和腐熟階段三個(gè)段式，該三個(gè)段式自物料入 口向物料出口方向分布，所述升溫階段的倉體外壁敷設(shè)有輔助加熱材料層，所述升溫階段 的倉體內(nèi)壁設(shè)置有溫度感應(yīng)裝置，所述滾筒式發(fā)酵倉還包括輔助加熱系統(tǒng)，所述輔助加熱 系統(tǒng)由所述輔助加熱材料層、為所述輔助加熱材料層提供熱量的輔助加熱熱源、以及輔助 加熱控制器構(gòu)成，所述溫度感應(yīng)裝置與所述輔助加熱控制器相連，當(dāng)所述溫度感應(yīng)裝置監(jiān) 測到堆肥物料溫度上升至目標(biāo)溫度時(shí)，將信號(hào)反饋回輔助加熱系統(tǒng)，由輔助加熱控制器進(jìn) 行減小加熱功率或者暫停加熱，實(shí)現(xiàn)升溫階段溫度的控制，經(jīng)預(yù)處理后的堆肥物料通過滾 筒式發(fā)酵倉物料入口進(jìn)入滾筒式發(fā)酵倉，在所述滾筒式發(fā)酵倉體內(nèi)經(jīng)過升溫階段、高溫階 段和腐熟階段后經(jīng)物料出口出料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述滾筒式發(fā)酵倉底部設(shè) 置有用于翻轉(zhuǎn)所述滾筒式發(fā)酵倉的傳動(dòng)裝置。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述輔助加熱熱源為太陽 能、空氣能熱水系統(tǒng)或電加熱系統(tǒng)提供的熱源。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述滾筒式發(fā)酵倉還設(shè)置 有氨氣檢測裝置和氣體回流栗，當(dāng)氨氣監(jiān)測裝置監(jiān)測到滾筒式發(fā)酵倉內(nèi)的氨氣達(dá)到設(shè)定的 濃度會(huì)使氣體回流栗開始工作，使發(fā)酵倉內(nèi)的氣體通過設(shè)置于所述滾筒式發(fā)酵倉外部的氣 體回流管回流到所述滾筒式發(fā)酵倉物料入口，以便使氨氣進(jìn)行二次吸收；當(dāng)滾筒式發(fā)酵倉 內(nèi)氨氣濃度未達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，發(fā)酵倉內(nèi)的氣體通過氣體出口排出。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述滾筒式發(fā)酵倉的內(nèi)壁 分布有若干條隔板。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述生物炭和所述過磷酸 鈣質(zhì)量比為（1:10)~（10:1)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于:所述堆肥物料選自農(nóng)林廢 棄物、生活垃圾、畜禽廢棄物中的一種。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述減少堆肥氮損失的方法，其特征在于：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來計(jì)，當(dāng)所 述堆肥物料為農(nóng)林廢棄物，所述生物炭和過磷酸鈣的混合物添加量為所述農(nóng)林廢棄物的 5%~6%，當(dāng)所述堆肥物料為生活垃圾，所述生物炭和過磷酸鈣的混合物添加量為所述生 活垃圾的添加量的7%，當(dāng)所述堆肥物料為畜禽廢棄物，所述生物炭和過磷酸鈣的混合物添 加量為所述畜禽廢棄物的8%。
【文檔編號(hào)】C05G3/00GK106007998SQ201610370017
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】劉敏茹, 林鎮(zhèn)榮, 郭華芳, 熊祖鴻
【申請人】中國科學(xué)院廣州能源研究所