一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法技术

本发明专利技术涉及生物炭基肥技术领域，特别是关于一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法，易腐垃圾挑拣出不可降解物质，在80～100℃温度下挤压膨化，粉碎后加水至含水量60～70％，加入发酵菌剂和尿素进行好氧高温腐熟得腐熟肥，将生物炭掺入腐熟肥并置于厌氧状态即得炭基肥。通过对易腐垃圾进行挤压膨化可显著加快其腐熟进程，经过有氧高温堆制的炭基肥养分含量丰富，重金属含量低，炭基肥的养分和肥力得到有效保留。

【技术实现步骤摘要】
一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法
本专利技术涉及生物炭基肥
，特别是关于一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法。
技术介绍
易腐垃圾又称餐厨垃圾或湿垃圾，一般是指餐饮经营者、单位食堂等生产过程中产生的餐厨废弃物，以及家庭生活中产生的易腐性垃圾，主要包括：剩菜剩饭、菜梗菜叶、肉食内脏、果壳瓜皮等等。易腐垃圾含水率高，而其中有机物含量比例也较高(约占干物质质量的95％以上)，易腐败发臭，易滋生病菌和病原微生物，如不加以适当的处理而直接利用，会造成病原菌的传播和感染。易腐垃圾除有机物含量高之外，还富含氮、磷、钾、钙以及各种微量元素，具有营养元素齐全、再利用价值高的特点。易腐垃圾的成分决定了处理系统中能量的可获得量。并且，随着人们生活水平的提高，其中有机物含量呈递增趋势，故应当实施资源化利用。炭基肥一种以生物质炭(生物质低温限氧热解制备的高度芳香化含碳有机固体物)为基质，根据不同区域土地特点、不同作物生长特点以及科学施肥原理，添加有机质或/和无机质配制而成的生态环保型肥料，业内又称“碳基肥”。炭基肥的肥土理论是增加土壤中炭基和有机质的含量，快速改造土壤结构，平衡盐与水分，通过快速熟化创造有利于植物健康生长的土壤环境，从而增加土壤肥力，促进作物生长。易腐垃圾富含有机质，以其为原材料制备炭基肥不仅可发挥其有机质功效，还能降低处理成本，避免易腐垃圾对环境的污染。以易腐垃圾制备肥料甚至炭基肥的现有技术较多，例如公布号CN110092680A的中国专利技术专利，公开了一种基于农贸市场易腐垃圾的有机肥生产方法，包括如下步骤：(1)除杂，分选去除垃圾中不能制作有机肥的杂物；(2)将除杂后的垃圾进行压滤脱水，得到滤渣和滤液；(3)对所述滤渣进行机械破碎，得到滤渣碎片；(4)滤渣碎片加入到滤液中，并同时加入助剂，在温度为25～40摄氏度条件下搅拌处理至少1小时，静置2～3h，获得浆液；(5)向所述浆液中加入复合菌剂，进行发酵，得到发酵液；(6)发酵液浓缩干燥，控制含水率在25～30％，制粒，得到有机肥。该技术方案得到的有机肥肥效好，颗粒成型度佳，有效成分缓释效果好。然而公知可知现有农贸市场易腐垃圾中可能因重金属富集因素而积累了较多的重金属离子，其制备过程中未对重金属离子进行处理必然导致其积累如作物中，最终达到人体危害人类健康。类似技术如公布号CN110540481A的中国专利，其在生物炭制备过程中过多的关注氮素损失的抑制，未对易腐垃圾中的重金属离子进行充足的处理。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题旨在为解决
技术介绍
中提及的至少一种技术问题，本专利技术提供一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法，通过对易腐垃圾进行挤压膨化可显著加快其腐熟进程，经过有氧高温堆制的炭基肥养分含量丰富，重金属含量低，炭基肥的养分和肥力得到有效保留。(二)技术方案为解决上述技术问题或未实现上述技术目的，本专利技术提供如下技术方案。多元素掺杂碳量子点在以易腐垃圾为原料制备炭基肥中的应用。所述多元素掺杂碳量子点具体是氮、硫、铁三元掺杂碳量子点。所述应用包括以所述多元素掺杂碳量子点降低易腐垃圾制备的炭基肥中的重金属含量。所述多元素掺杂碳量子点制备方法具体包括：按照重量比1:5～10:1～2将硫脲、尿素和三氯化铁溶于足量的超纯水，加入水热反应釜内衬中，160～180℃加热0.5～1.0h，冷却至室温后离心，取上清液透析48h，冷冻干燥得多元素掺杂碳量子点。易腐垃圾堆肥古已有之，然而在化学肥料的成功应用及现代工业发展之后，易腐垃圾的混合性和堆肥周期长是造成易腐垃圾衍生肥料中重金属含量偏高的主要原因，重金属元素可通过累积作用富集入人体而造成二次危害，阻碍了易腐垃圾衍生肥的应用。专利技术人在研究之后发现，在易腐垃圾中添加微量的氮、硫、铁三元掺杂碳量子点可明显降低腐熟终产物腐熟肥中的重金属离子的含量，可能的原因是所述氮、硫、铁三元掺杂碳量子点可吸附易腐垃圾中重金属离子，然后随着渗滤液渗入堆肥下方的干秸秆中，从而减少了腐熟肥中的重金属含量，较大程度上降低重金属的富集作用，适用于处理厨余垃圾、餐厨垃圾、菜市场有机质垃圾甚至养殖场粪便等易腐有机质含量较高的工农业生产副产物。一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法，包括：易腐垃圾挑拣出不可降解物质，在80～100℃温度下挤压膨化，粉碎后调节含水量至60～70％，加入发酵菌剂和尿素进行好氧高温腐熟得腐熟肥，将生物炭掺入腐熟肥并置于厌氧状态即得炭基肥。前述方法具体包括：1)易腐垃圾挑拣出不可降解物质后导入双螺杆挤出机，在螺杆转速150～300r/min、挤压温度80～100℃条件下挤压膨化，然后粉碎成0.5～2.0cm碎段，调节含水量至60～70％并浸润0.5～1.0h得预湿原料；2)每吨步骤1)所得预湿原料均匀拌入发酵菌剂和尿素，搅拌均匀后堆入预先铺设有20～30cm厚干秸秆的发酵池，堆肥中竖立有3～5扎由芦苇杆和/或玉米杆捆成的通气柱，堆成1.2～2.0m高的长方体椎体；3)步骤2)堆体中最高温度达到60℃时，于次日进行第一次翻堆，间隔5d、3d、1d分别进行翻堆，翻堆过程中补充水分至以手搅拌见渗水；堆肥体积缩小至1/2～2/3且堆料偏深褐色、柔软易碎、有芳香味即已腐熟，得腐熟肥；4)将干水生植物经限氧热解后制得的生物炭按照1:5～10的重量比掺入步骤3)所得腐熟肥中，混合均匀后继续腐熟至少12h，然后置于厌氧状态即得炭基肥。本专利技术方法首先将易腐垃圾中的金属、织物、塑料、玻璃、橡胶、羽毛、石块等不可被微生物和/或酶降解的物质剔除，然后经螺杆挤出机进行挤压膨化，螺杆挤出机的挤压膨化可对贝壳、奶酪、咸肉、咸鱼、腌渍食品等较难腐熟的组分进行撕扯，而且在80～100℃温度下的挤压还对易腐垃圾有膨化作用，水蒸气逸出时冲破易腐垃圾的组织结构，利于发酵菌剂进入其内部进行腐熟降解，从而有利于加速腐熟，因此本专利技术方法仅需15d左右即可完成对易腐垃圾的堆肥腐熟，经过有氧高温堆制的炭基肥养分含量丰富，有机质含量不低于50％，C/N在10左右，病菌、虫卵和杂草虫子均有效杀灭，能够满足园艺及田地作物生长所需，长期施用利于改善土质、减少化肥用量、稳步提升农产品质量。不可降解物质包括金属、织物、塑料、玻璃、橡胶、羽毛、石块等物质。按每吨预湿原料计，发酵菌剂的添加量是3～10kg、尿素的添加量是5～20kg。发酵菌剂是购买自江苏绿科生物技术有限公司的有机物料腐熟剂。按每吨预湿原料计，还添加有100～120g多元素掺杂碳量子点。翻堆操作时要求把堆体表层及底层干冷料翻至堆体中央，原堆体中央的湿热料翻至堆体表层和/或底层，翻堆操作在0.5h内完成。所述生物炭的制备过程包括：干水生植物清理干净泥土后风干，粉碎至过4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多元素掺杂碳量子点在以易腐垃圾为原料制备炭基肥中的应用。/n

【技术特征摘要】
1.多元素掺杂碳量子点在以易腐垃圾为原料制备炭基肥中的应用。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述多元素掺杂碳量子点具体是氮、硫、铁三元掺杂碳量子点。


3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述应用包括以所述多元素掺杂碳量子点降低易腐垃圾制备的炭基肥中的重金属含量。


4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述多元素掺杂碳量子点制备方法具体包括：按照重量比1:5～10:1～2将硫脲、尿素和三氯化铁溶于足量的超纯水，加入水热反应釜内衬中，160～180℃加热0.5～1.0h，冷却至室温后离心，取上清液透析48h，冷冻干燥得多元素掺杂碳量子点。


5.一种以易腐垃圾为原料制备炭基肥的方法，其特征在于包括：易腐垃圾挑拣出不可降解物质，在80～100℃温度下挤压膨化，粉碎后调节含水量至60～70％，加入发酵菌剂和尿素进行好氧高温腐熟得腐熟肥，将生物炭掺入腐熟肥并置于厌氧状态即得炭基肥。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于具体包括：
1)易腐垃圾挑拣出不可降解物质后导入双螺杆挤出机，在螺杆转速150～300r/min、挤压温度80～100℃条件下挤压膨化，然后粉碎成0.5～2.0cm碎段，调节含水量至60～70％并浸润0.5～1.0h得预湿原料；
2)预湿原料中均匀拌入发酵菌剂和尿素，搅拌均匀后堆入预先铺...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚麟，付源，张素，
申请(专利权)人：杭州楠大环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33