[发明专利]泥炭为原料制备沼气、黄腐植酸联产有机肥料的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种泥炭为原料制备沼气、黄腐植酸联产有机肥料的方法，属于泥炭资源综合利用应用领域。

背景技术

我国煤炭资源虽然比较丰富，但优质煤炭资源仅占一半左右，其余为褐煤、泥炭等煤炭资源。2010年我国生产煤炭32.8亿吨，优质煤占68%，褐煤、泥炭等煤种因水分高、灰分高、挥发分高、热值低，常被当作低质燃料动力煤；加上易分化和自燃，不宜长途运输，也就成为难以异地加工利用的煤资源，没有得到综合开发利用。在目前全球能源日趋紧张的形势下，煤化程度介于泥炭与沥青煤之间的褐煤的经济价值及其相关加工生产技术又重新被世界能源界所重视，褐煤提质的研究方兴未艾。但是与褐煤等同属低质煤资源的泥炭（又称泥煤、草炭）尽管储量丰富，但近30年来为人们所忽视，没有最大限度发挥资源价值。

在自然状态下，泥炭由水、矿物质和有机质三部分组成，其中有机质占固相物质的50 % 左右。有机质由未完全分解的植物残体和腐殖质组成，它决定了泥炭的物理化学性质及其利用途径。我国泥炭有机质的含量(干基) 最高值为94.64%，最低值为30.97% ，平均值为55.66%，有机质含量大于40 % 的泥炭矿床占总矿床的85 %。

泥炭的有机质组分较复杂，包括半纤维素、纤维素、腐殖酸、沥青及非水解物等几个组分。由于造炭植物、泥炭形成时间、埋藏状况、分解程度等因素的不同，各地区泥炭有机质的组分有着明显差异。泥炭还含有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁等矿物质, 是泥炭中的重要部分，其含量与有机质含量呈明显的负相关。

泥炭资源分布广泛，价廉易得，因此在农业、畜牧业、工业、园林、环保、医药等领域具有广阔的应用价值。泥炭资源同其他矿产资源一样，早已为世界各国所重视。爱尔兰年开采泥炭60%作为燃料用于发电，近30%制成煤砖用于家庭取暖，10%制成有机肥料；芬兰、加拿大、德国、瑞典等国家开采泥炭用于花卉园艺或作为饲料添加剂；日本利用泥炭吸附工业废水废气收效显著。在我国东北、西南等地，利用泥炭取暖、做饭历史悠久；2012年广州东送能源集团投资25亿元资金，开发云南红河石屏泥炭资源，生产泥炭腐植酸有机肥。

目前泥炭的规模化利用依然存在着严重的问题，无论是作为有机肥料、园艺基质或提取腐植酸，只主要利用了泥炭的单一组分，并且主要作为有机肥料、园艺基质产品附加值不高。

专利（200710055809.4）公布的泥炭腐植酸颗粒是由腐植酸盐喷淋泥炭后、通过造粒形成的有机颗粒肥料，其中泥炭是分解度中等、灰分含量在50%以下的草本泥炭。张学才等报道了泥炭与猪粪的配比是1：1或1：2在严格厌氧的条件下可以制取含甲烷65 %左右的沼气。（张学才,高风彩,泥炭制沼气的研究，煤气与热力,2000,20(1):3-5）。葛红光等报道了泥炭中黄腐酸的分离（葛红光,陈丽华,泥炭中黄腐酸的分离研究,延安大学学报,2001,20(3):57-58）。

以上都是利用了泥炭的单一组分，产品附加值低，造成泥炭其它有效成分的浪费，实质是泥炭资源的浪费。因此需要研究相应的方法解决泥炭降解转化的难题，提高泥炭的附加值。

针对泥炭化学组成结构特点，采用简洁的流程、相对温和的操作条件和有效的技术措施对泥炭进行分级转化，易降解的有机质制成气体清洁燃料沼气，未降解完全的有机质和富集的腐植酸提取黄腐植酸，提取残渣腐熟发酵制成富含腐植酸的有机肥料，对泥炭资源的综合利用开发具有重大意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种泥炭为原料制备沼气、黄腐植酸联产有机肥料的方法，它采用泥炭粉碎后加入活性污泥发酵沼气，发酵残余物提取黄腐植酸，提取黄腐植酸后残渣进一步复配腐熟发酵成富含腐植酸有机肥料。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种泥炭为原料制备沼气、黄腐植酸联产有机肥料的方法，其包括以下步骤：

1）泥炭粉碎至10～150目后，添加麦麸调节碳氮比为25-30:1，调节PH为6.5-7.5，添加质量分数为10%～80%活性污泥，加水调节固液比为1-20:1，在15～58℃下厌氧发酵1～50天制备沼气；

2) 沼气发酵残余物过滤，60~ 110℃下烘1~ 4 h后粉碎过筛，收集40-100细粉，室温加入质量分数50%-300%的丙酮溶液，再加入质量分数100%-300%蒸馏水，最后加入质量分数10%-150%的浓硫酸，搅拌0.5-3h后溶液静置2-6 h，过滤，滤液即产品黄腐酸液；