[发明专利]有机肥料及其生产方法

说明书

领域

提供了基于天然木素纤维素材料和液体废料，例如基于来自农业生产和畜牧业生产的天然木素纤维素材料和液体废料的有机肥料。

背景

植物残余物分解并产生腐殖质。腐殖质通过缓慢释放氮、磷和各种微量元素改善植物营养。腐殖质还溶解土壤矿物质，改善土壤结构和改善土壤保水性，同时其黑颜色提高了温度敏感度。

腐殖质具有比矿物质肥料高得多的生物活性。常规地，腐殖质由秸秆和动物排泄物的混合物构成，这些秸秆和动物排泄物在不同微生物、蠕虫、昆虫和幼虫的帮助下在土壤中分解。虽然腐殖质的产业制备经常通过机器进行，但是其刺鼻的气味令人厌恶。

在目前的配方中，可以将植物废物诸如秸秆、干草、绿色社区废物、厨房和家庭废物、净水厂污泥、木片（wooden bit）和锯屑堆肥。

分解的需氧过程导致生物材料的堆肥。

为了高效地分解堆肥材料，保持堆肥中的适当潮湿度、允许材料接触空气和维持适宜的碳和氮之间的比是重要的。

堆肥潮湿度与空气的湿度有关。如果堆肥太湿，则将不能允许与空气充分接触，而需氧微生物需要与空气充分接触。厌氧分解继续，产生不希望的发臭发霉的物质。C:N(碳:氮)比影响微生物的活动强度，并从而影响堆肥成熟时间和腐殖质物质的产生。最佳地，C:N=20或30:1。可向堆肥加入土壤，这有助于保水和减轻气味。

植物材料可在堆肥之前被粉碎。粉碎改善微生物与植物材料和空气二者的接触。还可对堆肥材料进行通气和均匀化以使其接触空气。

在常规条件下，分解可花费3-4周。反应微生物引起堆肥温度的上升例如至高达50℃至70℃的范围，而有机物质中固定的糖、淀粉和蛋白质被分解。温度在大约第4周至第10周期间下降，堆肥变为棕色，呈现疏松质地。目前的堆肥生产商处理生物可分解的社区废物和社区绿色废物和净水厂淤泥。

流体废料的问题包括有机污染，尤其是粪浆（slurry）–来自牧场的废水，通常是众所周知的。此类废物是严重的操作和生态问题。迄今为止，没有可靠的方式来处置或处理这一废物。

例如，将畜牧业粪浆应用于以下领域：沼气消化器中厌氧使用的生物工艺或清洗厂中有氧使用的生物工艺。厌氧用途是农业实践中最常见的。然而这产生严重的生态和经济学缺点，诸如：

-大面积的有机和无机材料污染

-污染水源的危险

-影响大面积的令人厌恶的气味

-粪浆的大部分营养价值在冲洗中丧失，这导致必须应用工业肥料，而工业肥料随后也被部分冲洗掉，极大地降低了其营养作用。

厌氧系统通常与沼气产生相连，这需要大量投资。除了投资之外，这些系统承受高的运行成本。

需氧系统需要大量投资来建立需氧池和获得需氧设施。这些系统的主要缺点是其清洗效果依赖于外部温度。需氧技术在冬季条件下工作不稳定并且清洗效率低。

在专利第CZ266152号中描述的实施方案中，用活性炭或联合膨润土来处理水。在专利第AO190083号中描述的实施方案中，用离子交换器来处理水。根据专利第CZ266153号，可用氢氧化钙或氧化钙来处理水。

专利第CZ277555号描述了废水，尤其是来自食品业和来自畜牧业生产的废水的清除。用增强触变性的材料使废水均匀，并启动净水厂。将这种类型的混合物以一个或多个批次在通气下应用到吸附剂材料上，重量比为8至10份水比1份吸附剂材料。适宜的吸附剂材料包括秸秆、玉米秸秆、粉碎的木料或农业废物。

这一工艺的缺点包括清除的废水与吸附剂材料的低的比(8-10:1)。

在不同的实施方案中，所公开的有机肥料生产方法带来了消除这一不利生态影响的现实可能性。利用这一有效施肥的基质，可实现土壤品质的天然恢复和减轻地下水源的污染。

详细描述

本文描述了有机肥料和其生产方法。

通过将天然木素纤维素材料和尤其是来自畜牧业生产的液体废料堆肥生产的有机肥料含有最低35%w/w的干物质、25%w/w的有机材料、最低20%w/w的腐殖质和1.5%w/w的氮。由微生物活动产生的生物活性的腐殖质可通过确定混合物中有机物质的量来测量。在多个实施方案中，有机物质的量可使用1.7的系数通过测量被硫和铬酸氧化的Cox来确定。