[发明专利]一种废弃生物质制备炭基有机肥的方法

说明书

本发明结合我国土壤肥力下降、土壤功能退化加剧以及农林废弃生物质(如秸秆、畜禽粪便等)数量巨大、污染严重的现状，确立了一种适用于以废弃生物质为原材料制备环境友好、低耗高效的炭基有机肥的方法，包括以下步骤：1)废弃生物质特定水热条件下转化为水热炭；2)水热炭与有机肥合理配伍并充分混合即得。本发明利用废弃生物质制备的炭基有机肥可有效改良土壤和提高作物产量，不但可以提高有机肥的肥效，而且实现了废弃生物质的高效循环利用。本发明制备的炭基有机肥具有绿色、环保、价格低廉等特点。

技术领域

本发明涉及废弃生物质处理处置，属于环境保护与资源综合利用领域的固体废弃物资源 化利用新技术，尤其适合于数量巨大的秸秆、畜禽粪便、厨余垃圾、市政污泥等废弃生物质 的高附加值资源化利用。

背景技术

《全国土壤污染状况调查公报》显示我国土壤资源质量普遍偏低，2/3耕地属于中低产 田。这些中低产田表现出来的问题首先是土壤肥力低下、养分亏缺、退化严重。近年来，由 于人为和自然因素，我国的土壤功能退化现象非常严重。土壤肥力低下、养分亏缺、退化严 重、土壤污染加剧，导致土壤生态环境功能衰竭、自我修复能力退化。与此同时，高强度集 约化土地利用模式导致耕层变浅、土壤板结、生物退化、连作障碍等次生障碍因子不断形成， 土壤退化以及土壤污染对农业生产、环境保护、食品安全和生活质量的负面影响已经成为我 国社会关注的热点问题。

有机肥是完全肥料，不仅可以提高作物产量，还可以增加土壤有机质等改善土壤功能。 通过有机肥的施用可以提高土壤肥力、提高土壤可持续生产能力。我国是一个具有传统有机 培肥习惯的国家，但随着经济的发展，终因目前的有机培肥技术费时费工，不能适应社会的 发展，生产者选择放弃。致使集约化养殖场大量畜禽粪便随意弃置，农作物秸秆大量焚烧。 出现一方面地力较低(特别是土壤有机养分流失严重)，一方面大量的废弃生物质不能还田的 不和谐问题。建立新的地力培育模式，研发废弃生物质肥料化回田技术，已成为培肥土壤、 提高地力的重要突破口。

尽管已有报道将秸秆等通过高温炭化等工艺生产生物炭基肥料，但是由于高温炭化过程 中碳元素结晶化程度高、表面缺少官能团等导致炭化秸秆与肥料仅仅是简单混合相互之间缺 少协同作用。另外，由于炭化温度较高(一般300℃以上)，而废弃生物质都含有大量的水 分，因此该炭化过程能耗非常高。本发明以可再生的废弃生物质为原料通过低温、低耗的水 热处理制备酸碱可控、表面富含极性官能团的水热炭，然后合理配伍有机肥制备炭基有机肥。 由于水热炭与有机肥之间存在相互协同作用从而最大限度的发挥肥效、改良土壤。本发明在 制备有机肥的同时也为大量废弃生物质找到了一条行之有效的高附加值利用技术。

发明内容

本发明针对我国土壤肥力下降、土壤功能退化以及大量的废弃生物质如秸秆、畜禽粪便、 污泥等污染严重等现状，确立了一种以废弃生物质为原料制备炭基有机肥的新工艺。具体工 艺包括：将废弃生物质在一定条件下转化为水热炭，水热炭与有机肥按照一定的比例混合。

一种废弃生物质制备炭基有机肥的制备方法，其特征在于：将废弃生物质通过水热炭化 转化为水热炭，然后将水热炭与有机肥按照一定比例混合，制备得到所述的炭基有机肥。

所述的水热炭化步骤为，首先将废弃生物质、生石灰、水充分混合，进行水热炭化处理， 制备成水热炭，废弃生物质干基重量与水的重量比为1:1-1:10；生物质与生石灰干基重量比 为1:1-1:10。

所述的水热炭化处理步骤中，水热温度为180-250℃,水热处理时间为30-120min。

所述的水热炭与有机肥以1:1-1:50充分混合。

所述的废弃生物质为秸秆、畜禽粪便、厨余垃圾和/或市政污泥等。

上述制备方法制备得到的炭基有机肥。