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一種亞微米有機碳肥及其生產方法_2

文檔序號:9341809閱讀:來源:國知局
有機廢液質量的0. 01~4. 0%,把工業(yè)有機廢液與活 化促進劑裝入超聲反應器中,在頻率21kHz~75kHz與聲強0. 1~30W/cm2的條件下進行 超聲混合反應10~50min,接著將反應混合物的溫度降至室溫后,得到液體亞微米有機碳 肥;或者將反應混合物進行濃縮、干燥,得到固體亞微米有機碳肥。根據要求,可以往亞微米 有機碳肥配入適量的不同作物營養(yǎng)元素原料,生產出適于不同要求的功能性亞微米有機碳 肥。
[0045] 根據本發(fā)明,所述的工業(yè)有機廢液應該理解是在工業(yè)生產中產生的含有大量對作 物生長與土壤環(huán)境有益的有機物的廢液。具體地,所述的工業(yè)有機廢液是含有機質、可溶性 腐植酸、氨基酸、氮磷鉀營養(yǎng)元素以及其它有利于作物生長與土壤環(huán)境的有機物的廢液。
[0046] 優(yōu)選地,本發(fā)明使用的工業(yè)有機廢液是一種或多種選自乳糖生產廢水、味精生產 廢水、酵母生產廢液、酒生產廢液或造紙生產廢液。例如所述乳糖生產廢水是來自現有乳糖 生產工藝中分離工序產生的廢水,這種廢水主要含有糖分、蛋白質、腐植酸、氨基酸等有機 物和氮、磷、鉀、鈣、鎂等營養(yǎng)元素。
[0047] 所述味精生產廢水是來自現有味精生產工藝中分離工序產生的廢水,這種廢水主 要含有腐植酸、氨基酸等有機物和氮、磷、鉀、硫等營養(yǎng)元素。
[0048] 所述酵母生產廢液是來自現有酵母生產工藝中分離工序產生的廢水,這種廢水主 要含有蛋白質、腐植酸、氨基酸等有機物和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。
[0049] 在本發(fā)明中,所述酒生產廢液例如是白酒、啤酒、葡萄酒等果酒、黃酒、米酒、藥酒 生產產生的廢液,例如白酒生產廢液是來自現有白酒生產工藝中發(fā)酵工序產生的廢水,這 種廢水主要含有腐植酸、氨基酸等有機物和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素.。啤酒生產廢液是來自現 有啤酒生產工藝中發(fā)酵工序產生的廢水,這種廢水主要含有糖分、腐植酸、氨基酸等有機物 和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素。
[0050] 在本發(fā)明中,所述造紙生產廢液是來自現有造紙生產工藝中紙漿工序產生的廢 水,這種廢水主要含有腐植酸、木質素和氮、磷、鉀、硅等營養(yǎng)元素。
[0051] 根據本發(fā)明,所述的活化促進劑應該理解是一種增強工業(yè)有機廢液含有的有機物 的反應活性,提高其反應速率的物質,它們的用量較少。本發(fā)明使用的活化促進劑選自偏磷 酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基苯磺酸鹽、烷基苯硫酸鹽或 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽。
[0052] 本發(fā)明使用的偏磷酸鹽例如是偏磷酸鈉、偏磷酸鈣或偏磷酸鉀,脂肪醇聚氧乙烯 醚等都是活性劑,它們都是目前市場上銷售的產品,例如由中國化工原料公司銷售的脂肪 醇聚氧乙烯醚、由中國日用化工原料公司銷售的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、由南京金 陵化工公司銷售的烷基苯磺酸鹽等。
[0053] 在本發(fā)明中,如果活化促進劑質量為工業(yè)有機廢液質量的0. 01%以下時,則會無 活化效果;如果活化促進劑質量為工業(yè)有機廢液質量的4. 0%以上時,則會活化效果不再 提高且增加成本;因此,活化促進劑質量為工業(yè)有機廢液質量的〇. 01~4. 0%是恰當的,優(yōu) 選地是0. 05~3. 0 %,更優(yōu)選地是0. 2~2. 8 %。
[0054] 現有研究工作發(fā)現頻率為20kHz~IOOkHz的超聲波具有良好的能量特征。超聲和 空化是液體中的微小氣泡核在超聲波的作用下被激活而表現出的泡核振蕩、生長、收縮和 崩潰等一系列過程。在空化核崩潰瞬間產生極短暫的強壓力脈沖,氣泡中的溫度可達500K, 壓力大于50MPa,氣泡和水界面處溫度可達2000K,足以打開結合力強的化學鍵(377~ 418kJ/mol),并促進液相"燃燒反應",使水分解為化學性質極為活潑的Η+、0Η、自由基,與有 機物發(fā)生反應,促進其大分子團降解為小分子微團。
[0055] 超聲波空化產額大小的主要影響因素是超聲波聲強或聲能密度與超聲波頻率,控 制不同超聲波聲強和頻率,可得到相應的不同要求效果。
[0056] 超聲波能利用其空化效應和熱學機制,即通過直接熱解、羥基自由基氧化和超臨 界氧化,可用來氧化降解溶液中的大分子有機物為小分子碳化合物微團。在實際應用中具 有無污染、易控制、操作方便等優(yōu)點。因此,本發(fā)明利用這種超聲波性能實現將工業(yè)有機廢 液中的大分子有機物轉化為小分子碳化合物微團。
[0057] 在本發(fā)明中,本發(fā)明使用的超聲反應器是在頻率21kHz~75kHz下獲得聲強 0. 1~30W/cm2的超聲反應器。本發(fā)明使用的超聲反應器選自單頻、雙頻或三頻正交輻照超 聲場的超聲反應器,它們都是目前市場上銷售的產品,例如由無錫超聲設備有限公司以商 品名H66MC銷售的超聲反應器。
[0058] 根據本發(fā)明,在過濾時,使用的過濾設備例如選自間歇式、連續(xù)式或離心分離式過 濾設備,它們都是目前市場上銷售的產品,例如由上海迅昌化工裝備技術研究所公司以商 品名DVF-高效轉鼓連續(xù)真空過濾機銷售的產品。
[0059] 根據本發(fā)明,所述的濾餅在溫度90°C~125°C與真空度200Pa~400Pa的條件下 進行干燥,直到水含量為以質量計1. 〇%~3. 0%。根據本發(fā)明,在干燥時,使用的干燥設備 例如選自流態(tài)化干燥、真空傳導干燥或噴霧干燥設備,它們都是目前市場上銷售的產品,例 如由常州市超寶干燥設備有限公司以商品名QPG氣流噴霧干燥機銷售的產品。
[0060] 采用前面描述的方法,對采用所述生產方法得到的亞微米有機碳肥進行了分析測 定,得到它的顆粒D50為100~600nm,它含有以所述有機碳肥干基總重量計30 %~70 %有 機質、20%~45%可溶性腐植酸、0. 1%~10%氨基酸、5%~18% Ν+Ρ205+Κ20。
[0061] 本發(fā)明固體亞微米有機碳肥可以作為基肥或追肥使用,作為基肥或追肥使用時, 其用量是5-10公斤/畝;也可以溶于水中作為葉面肥噴施使用,本發(fā)明液體亞微米有機碳 肥可以直接作為葉面肥噴施使用,其使用濃度通常是以重量計0. 1% -1.5%。
[0062] 本發(fā)明亞微米有機碳肥可以采用噴施、沖施、噴滴灌和基施、追施,只是不要在雨 天和霧天噴施,畝用量、兌水濃度、施用次數應根據季節(jié)和作物生長情況適當增減。本發(fā)明 亞微米有機碳肥可以提高肥料利用率、節(jié)約農業(yè)用水、減少勞動力,提高作物品質、減少作 物的生理病害,符合"低碳節(jié)能、高效環(huán)保"的要求。
[0063] 根據實際需要,可以往本發(fā)明亞微米有機碳肥中配入適量不同作物營養(yǎng)元素原 料,以便生產出適于不同要求的功能性亞微米有機碳肥,例如茶葉專用肥、蔬菜大棚專用 肥。
[0064] [有益效果]
[0065] 本發(fā)明的有益效果是,與現有技術相比,本發(fā)明亞微米有機碳肥具有下述有益效 果:化肥利用率平均提高30%左右,節(jié)約農業(yè)用水、減少勞動力,提高作物品質和產量、減 少作物的生理病害。 【【具體實施方式】】
[0066] 通過下述實施例將能夠更好地理解本發(fā)明。
[0067] 實施例1 :本發(fā)明亞微米有機碳肥的生產
[0068] 該實施例的實施步驟如下:
[0069] 按照活化促進劑質量為工業(yè)有機廢液質量的0. 1%,把某乳糖生產廠的乳糖生產 廢水工業(yè)有機廢液與偏磷酸鹽活化促進劑裝入由無錫超聲設備有限公司以商品名H66MC. 銷售的超聲反應器中,在頻率32kHz與聲強18W/cm2的條件下進行超聲混合反應35min,接 著反應混合物使用由常州市超寶干燥設備有限公司以商品名QPG氣流噴霧干燥機銷售的 干燥設備在溫度95°C與真空度250pa的條件下進行干燥,直到水含量為以重量計2. 5%,得 到所述的固體亞微米有機碳肥。
[0070] 采用本說明書中描述的方法對本實施例制備的亞微米有機碳肥進行了分析,確定 它的顆粒D50為100nm,它含有以所述有機碳肥干基總重量計54 %有機質、25 %可溶性腐植 酸、7. 4%氨基酸、16% Ν+Ρ205+Κ20。
[0071] 實施例2 :本發(fā)明亞微米有機碳肥的生產
[0072] 該實施例的實施步驟如下:
[0073] 按照活化促進劑質量為工業(yè)有機廢液質量的3. 8%,把某味精生產廠的味精生產 廢水工業(yè)有機廢液與由中國化工原料公司以商品名脂肪醇聚氧乙烯醚銷售的脂肪醇聚氧 乙烯醚活化促進劑裝入由無錫超聲設備有限公司以商品名H66MC銷售的超聲反應器中,在 頻率45kHz與聲強24W/cm2的條件下進行超聲混合反應43min,接著反應混合物使用由常州 市超寶干燥設備有限公司以商品名QPG氣流噴霧干燥機.銷售的干燥設備在溫度IKTC與 真空度320pa的條件下進行干燥,直到水含量為以重量計1. 3%,得到所述的固體亞微米有 機碳肥。
[0074] 采用本說明書中描述的方法對本實施例制備的亞微米有機碳肥進行了分析,確定 它的顆粒D50為240nm,它含有以所述有機碳肥干基總重量計59 %有機質、28 %可溶性腐植 酸、8. 9%氨基酸、10% Ν+Ρ205+Κ20。
[0075] 實施例3 :本發(fā)明亞微米有機碳肥的生產
[0076] 該實施例的實施步驟如下:
[0077] 按照活化促進劑質量為工業(yè)有機廢液質量的0. 01%,把某酵母生產廠的酵母生 產廢液工業(yè)有機廢液與由中國日用化工原料公司以商品名聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯 銷售的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯
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