以畜禽養殖廢棄物為原料制備固體有機碳肥的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機碳肥的制備技術領域，尤其涉及了以畜禽養殖廢棄物為原料制備固體有機碳肥的方法。
【背景技術】
[0002]隨著養殖業的發展，我國畜禽養殖污染日趨嚴重，已經成為中國環境污染的重要因素源，2013年畜禽養殖業的化學需氧量、氨氮排放量分別達到1071.9萬噸和60.5萬噸，占全國排放總量的比例分別為45.6%和24.6%，占農業源的95.0%、79.0%。
[0003]目前我國畜禽養殖廢棄物的主要處理方式為:厭氧發酵生產沼氣和堆肥。其中沼氣工程是治理畜禽糞便污染的主要方法，但是如果沒有后處理，發酵后的沼液和沼渣依然會帶來嚴峻的環境問題；而傳統的堆肥方式對有機物分解緩慢，占用大量土地，且氮素會釋放到大氣中，產生惡臭，對環境造成二次污染；除此以外，重金屬最終都會隨著沼肥(包括沼液和沼渣)和有機肥的施用而進入土壤中，造成土壤污染和植株中毒。
[0004]另一方面，我國土壤中碳元素已經減少了 50%，耕地補碳已是刻不容緩，補碳最基礎最常規的措施就是施足普通有機肥，但有機肥肥力低用量大，受原材料和運輸成本(或運輸難度)的限制，大量耕地無法施到或施足有機肥，這就必須求助于有機碳肥，因此我國有機碳肥產業前景廣闊。
【發明內容】
[0005]本發明針對現有技術的缺點，提供了以畜禽養殖廢棄物為原料制備固體有機碳肥的方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決:
[0007]以畜禽養殖廢棄物為原料制備固體有機碳肥的方法，包括以下步驟，
[0008]A.將畜禽養殖廢棄物攪拌至均勻的泥狀，同時將pH值調節到5.0?6.5，將畜禽養殖廢棄物的水分含量調節到65%?85%，得到預處理后的畜禽養殖廢棄物；選用畜禽糞便為原料，不僅可消除養殖業帶來的環境問題，還保證了原料是具有豐富營養性的原料，為制備營養均衡的有機碳肥提供前提條件。將畜禽糞便的水分含量調節到65%?85%，畜禽糞便(豬糞、牛糞、雞糞、鴨糞、羊糞、馬糞)的自然含水率在50%-85%，其中雞的糞便含水率最低大約在50%，因此需要添加水分。畜禽糞便含水率過低，攪拌困難，碳化時產生的自然壓力較大，對設備的耐壓要求高；而含水率過高，碳化時消耗能源較大，相同碳化條件時，碳化程度會下降。將pH值調節到5.0?6.5，畜禽糞便的pH值在7?9之間，而原料的酸性可減少畜禽糞便中N營養元素的流失，同時可增大重金屬的溶出，并保證了有機碳肥復合國家標準中對肥料的pH要求。
[0009]B.將預處理后的畜禽養殖廢棄物輸送至水熱碳化爐，碳化后的產物進行脫水、濕法造粒、干燥，得到固體有機碳肥。
[0010]作為優選，步驟A中，畜禽糞便為豬糞、牛糞、雞糞、鴨糞、羊糞、馬糞中的一種或兩種以上。
[0011]作為優選，步驟A中，將畜禽糞便輸送至攪拌池，攪拌至均勻的泥狀，同時將pH值調節到5.0?6.5，將畜禽糞便的水分含量調節到65%?85%，得到預處理后的畜禽糞便。
[0012]作為優選，步驟B中，將預處理后的畜禽糞便輸送至水熱碳化爐，溫度控制在160°C?200°C，時間控制在lh?5h。水熱碳化爐中，碳化溫度控制在160°C?200°C，碳化時間應控制在lh?5h，為保證原料的低溫水熱碳化程度。本發明為低溫水熱碳化工藝，碳化溫度控制在160°C?200°C，低溫碳化產生的自然壓力較低，因此對設備的強度要求較低，不僅節約了能源還大大降低了生產成本，且提高了營養元素的回收率。當碳化溫度高于200°C后，碳縮合度增大，炭化程度增高，有機碳含量降低，因此溫度不宜高于200°C。
[0013]作為優選，步驟B中，由污泥栗將預處理后的畜禽糞便輸送至水熱碳化爐。
[0014]作為優選，步驟B中，碳化后的產物進行機械脫水。
[0015]作為優選，步驟B中，脫水后的含水率控制在10%?20%。采用機械脫水技術實現液固分離，得到的水熱炭的含水率控制在10%?20%之間，較適宜于濕法造粒工序，粒度質量好。
[0016]本發明采用上述技術方法，在畜禽糞資源化利用和有機碳肥的質量上具有明顯的效果:
[0017](1)選用畜禽糞便為原料，不僅可消除養殖業的嚴重環境問題，還保證了原料的豐富營養性，為制備營養均衡的有機碳肥提供前提條件。
[0018](2)將畜禽糞便的水分含量調節到65%?85%，畜禽糞便(豬糞、牛糞、雞糞、鴨糞、羊糞、馬糞)的自然含水率在50 %~85%,其中雞的糞便含水率最低大約在50 %，因此需要添加水分。畜禽糞便含水率過低，攪拌困難，碳化時產生的自然壓力較大，對設備的耐壓要求高；而含水率過高，碳化時消耗能源較大，相同碳化條件時，碳化程度會下降。
[0019](3)將pH值調節到5.0?6.5，畜禽糞便的pH值在7?9之間，而原料的酸性可減少畜禽糞便中N營養元素的流失，同時可增大重金屬的溶出，并保證了有機碳肥復合國家標準中對肥料的pH要求。
[0020](4)本發明為低溫水熱碳化工藝，碳化溫度控制在160°C?200°C，低溫碳化產生的自然壓力較低，因此對設備的強度要求較低，不僅節約了能源還大大降低了生產成本，且提高了營養元素的回收率。當碳化溫度高于200°C后，碳縮合度增大，炭化程度增高，有機碳含量降低，因此溫度不宜高于200°C。
[0021](5)水熱炭的含水率控制在10%?20%之間，較適宜于濕法造粒工序，粒度質量好。
[0022](6)本發明制備的有機碳肥，不含有病原微生物，惡臭物質也被熱轉化分解，完全符合有機肥相關標準。
[0023](7)本發明制備的有機碳肥，由于碳化作用，碳素的具有穩定性，因此所提供的碳源具有緩釋特性。
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0025]實施例1
[0026]以畜禽養殖廢棄物為原料制備固體有機碳肥的方法，包括以下步驟，
[0027]A.將養殖廢棄物輸送至攪拌池，攪拌至均勻的泥狀，同時將pH值調節到5.5，將畜禽養殖廢棄物的水分含量調節到80%，得到預處理后的畜禽養殖廢棄物；
[0028]B.由污泥栗將預處理后的畜禽養殖廢棄物輸送至水熱碳化爐，溫度控制在160°C°C，時間控制在lh，碳化后的產物進行機械脫水，脫水后的含水率控制在10%，濕法造粒、干燥，得到固體有機碳肥。
[0029]所制備的有機碳肥檢測結果如下:有機碳肥產率為66%，TN含量為2.92%, P205含量為5.64 %，K20含量為0.96 %，有機碳含量為54.7 %，pH值為5.8，重金屬含量均未超過有機肥國標中所限定的量。
[0030]實施例2
[0031]以畜禽養殖廢棄物為原料制備固體有機碳肥的方法，包括以下步驟，
[0032]A.將牛糞輸送至攪拌池，攪拌至均勻的泥狀，同時將pH值調節到6.5，將牛糞的水分含量調節到75%，得到預處理后的牛糞；
[0033]B.由污