本發(fā)明屬于環(huán)境治理
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法。
背景技術(shù)：
：養(yǎng)殖場(chǎng)排放的畜禽糞便給環(huán)境造成了很大的壓力。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中，畜禽糞便都是堆肥后用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是，在現(xiàn)代的畜禽養(yǎng)殖業(yè)中，為了提高肉蛋奶的產(chǎn)量和品質(zhì)以及防病治病需要，會(huì)在飼料里添加大量的高蛋白的、富含微量元素的營(yíng)養(yǎng)成分和各種添加劑，畜禽進(jìn)食后，這些物質(zhì)會(huì)有很大一部分會(huì)以原形的形式隨糞尿排泄出來(lái)，所以，畜禽糞便中除了含有蛋白質(zhì)、氨基酸和纖維素、木質(zhì)素外，還會(huì)含有大量的銅鐵鋅等重金屬，以及抗生素和生長(zhǎng)促進(jìn)劑等有害物質(zhì)。傳統(tǒng)的堆肥法，不能有效去除這些有害物質(zhì)，這些有害物質(zhì)隨糞肥進(jìn)入土壤，會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。所以，探討畜禽糞便利用和處理新的途徑已迫在眉睫。另一方面，在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，無(wú)論是淡水養(yǎng)殖還是海水養(yǎng)殖，水產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量和安全取決于水質(zhì)：水越肥，水產(chǎn)品的產(chǎn)量越高，水質(zhì)越好，水產(chǎn)品的品質(zhì)越好。所以在養(yǎng)殖實(shí)踐中，肥水是重要一環(huán)，通過(guò)培養(yǎng)有益藻類，為養(yǎng)殖動(dòng)物提供食物；通過(guò)藻類的光合作用增加水中溶解氧，吸收水中有害的氨氮、硫化氫等有毒物質(zhì)、改善并穩(wěn)定水質(zhì)、促進(jìn)魚(yú)、蝦、蟹等水生動(dòng)物正常生長(zhǎng)。廣大養(yǎng)殖戶多年來(lái)一直在使用傳統(tǒng)的有機(jī)肥料和無(wú)機(jī)肥料進(jìn)行施肥肥水法，無(wú)機(jī)肥料雖然作用迅速，但肥效持續(xù)時(shí)間較短，所含營(yíng)養(yǎng)成份較單一；有機(jī)肥料雖然施用后肥效持久，但分解緩慢，且分解時(shí)要消耗大量的氧氣，施用不當(dāng)易引起水產(chǎn)動(dòng)物的缺氧死亡。開(kāi)發(fā)一種長(zhǎng)效均勻緩釋肥水材料，可免去目前肥水方面的困擾。另一方面，由于環(huán)境污染，以及日常隨投放飼料等的引入，養(yǎng)殖水體中往往會(huì)含有重金屬等有害物質(zhì)，若不去除，也會(huì)直接影響水產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量，養(yǎng)殖戶一般都會(huì)通過(guò)換水的方式來(lái)改善水質(zhì)，這樣成本高，也不利于保護(hù)環(huán)境。開(kāi)發(fā)一種具有凈水功能的材料，可以改善水質(zhì)，減少換水頻率。本發(fā)明開(kāi)發(fā)一種利用畜禽糞便制備的能夠釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的具有吸附重金屬功能的混凝土多孔材料?？梢猿掷m(xù)的釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，起到肥水作用，同時(shí)，可以吸附水中的重金屬等有害物質(zhì)，起到水質(zhì)凈化作用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：通過(guò)采用涉及一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法的工藝流程圖，制備出具有釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和吸附重金屬凈化水質(zhì)功能的混凝土磚?？捎糜谒a(chǎn)養(yǎng)殖水體的護(hù)岸或生態(tài)水道的護(hù)堤材料。采用的技術(shù)方案一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，其制備包括如下步驟：步驟1：取新鮮的畜禽糞便，調(diào)整含水率80-90%，加入糞便質(zhì)量的10%-15%的過(guò)磷酸鈣、10%-20%的硅藻土、0.1%-1%的納米鈦酸鈣和糞便質(zhì)量的1%-10%的質(zhì)量濃度為30%的雙氧水，攪拌均勻，再按糞便質(zhì)量和混合酸溶液體積比為1Kg:1L加入硝酸和硫酸的混合酸溶液，攪拌均勻，加熱保持微沸10-30min，冷卻到室溫，固液分離，得到固體A和液體A；步驟2：固體A水洗至中性，烘干置于炭化爐內(nèi)于400-500℃炭化0.5-2h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1-1.5倍的水蒸氣于800-1000℃活化1-2h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；步驟3：按鈣的摩爾數(shù)與糞質(zhì)量千克數(shù)之比為0.25-0.75mol:1Kg，向液體A中加入鈣的化合物，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀和氫氧化鈉混合堿調(diào)其pH值為6-8，加入固體B，攪拌均勻，得到料液C，按質(zhì)量比料液C:纖維:水泥為100:1:150-300，向料液C中加入纖維和水泥，注入模具成型，覆膜保濕，25-50℃，硬化熟化，得到具有釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和吸附重金屬凈化水質(zhì)功能的水泥磚。所述的畜禽糞便包括牛、豬、雞、羊、馬、鴨、鵝等草食和雜食性養(yǎng)殖動(dòng)物的糞便。硅藻土為凈水用硅藻土?；旌纤崛芤旱臐舛葹橄跛岷土蛩岷糠謩e為1.5-2mol/L和0.1-0.5mol/L。鈣的化合物為氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、方解石、石灰石中的一種或幾種。調(diào)液體A的pH值時(shí)，氫氧化鈉和氫氧化鉀的摩爾數(shù)比為氫氧化鉀:氫氧化鈉為1:0-1。步驟三中加入的水泥為標(biāo)號(hào)42.5號(hào)及以上通用水泥。料液C中加入的纖維為長(zhǎng)度在5-20mm的棉、麻等植物纖維和聚丙烯纖維等合成纖維中的一種或多種。優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明無(wú)害化綜合利用畜禽糞便的同時(shí)，得到了具有吸附凈化水質(zhì)和釋放營(yíng)養(yǎng)鹽的新型材料，可用于養(yǎng)殖業(yè)中塘渠護(hù)岸，可以持續(xù)的釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，起到肥水作用，同時(shí)，可以吸附水中的重金屬等有害物質(zhì)，起到水質(zhì)凈化作用，有利于提高養(yǎng)殖產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)。也可以用于生態(tài)水道的護(hù)岸材料，起到加速水體的生態(tài)恢復(fù)作用。該材料成本低，功能獨(dú)特，無(wú)廢棄物產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境無(wú)二次污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。附圖說(shuō)明圖1為一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法的工藝流程圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明實(shí)施例中所用納米鈦酸鈣粉體均為本實(shí)驗(yàn)室按文獻(xiàn)（張東,侯平.納米鈦酸鈣粉體的制備及其對(duì)水中鉛和鎘的吸附行為[J].化學(xué)學(xué)報(bào),2009,(12):1336-1342）方法合成。實(shí)施例1一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，是取2Kg新鮮的含水率為81%的牛糞，加入250g過(guò)磷酸鈣、300g的硅藻土和10g的納米鈦酸鈣以及質(zhì)量濃度為30%的雙氧水50g，攪拌均勻，再加入含硝酸和硫酸分別為1.5mol/L和0.25mol/L的混合酸溶液2L，攪拌均勻，加熱保持微沸20min，過(guò)濾分離，得到固體A和液體A；將固體A水洗至中性，烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化1h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1.5倍水蒸氣于900℃活化1.5h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；液體A中加入28g氧化鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用摩爾比氫氧化鉀:氫氧化鈉為1:0.5的混合堿溶液調(diào)溶液的pH值7，加入固體B，攪拌混合均勻，得到料液C；按質(zhì)量比料液C:聚丙烯纖維:水泥為100:1:225取各個(gè)材料，攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，倒入模具中，成型，制成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，用保鮮膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，保濕，并于30℃，硬化熟化28天，得到釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚1。實(shí)施例2一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，是取2Kg新鮮的含水率為82%的牛糞，加入300g過(guò)磷酸鈣、200g的硅藻土和2g的納米鈦酸鈣以及質(zhì)量濃度為30%的雙氧水20g，攪拌均勻，再加入含硝酸和硫酸分別為2mol/L和0.1mol/L的混合酸溶液2L，攪拌均勻，加熱保持微沸10min，過(guò)濾分離，得到固體A和液體A；將固體A水洗至中性，烘干，置于炭化爐內(nèi)于500℃炭化0.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1.5倍的水蒸氣于800℃活化2h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；液體A中加入110g氫氧化鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用氫氧化鉀調(diào)溶液的pH值6，加入固體B，攪拌混合均勻，得到料液C；按質(zhì)量比料液C:棉和麻:水泥為100:1:300取各個(gè)材料，攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，倒入模具中，成型，制成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，用保鮮膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，保濕，并于30℃，硬化熟化28天，得到釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚2。實(shí)施例3一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，是取2Kg新鮮的含水率為82%的雞糞，加入220g過(guò)磷酸鈣、200g的硅藻土和20g的納米鈦酸鈣以及質(zhì)量濃度為30%的雙氧水100g，攪拌均勻，再加入含硝酸和硫酸分別為1.5mol/L和0.25mol/L的混合酸溶液2L，攪拌均勻，加熱保持微沸20min，過(guò)濾分離，得到固體A和液體A；將固體A水洗至中性，烘干，置于炭化爐內(nèi)于400℃炭化2h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1.5倍的水蒸氣于1000℃活化1h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；液體A中加入50g碳酸鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用摩爾比氫氧化鉀:氫氧化鈉為1:1的混合堿調(diào)溶液的pH值8，加入固體B，攪拌混合均勻，得到料液C；按質(zhì)量比料液C:棉線:水泥為100:1:250取各個(gè)材料，攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，倒入模具中，成型，制成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，用保鮮膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，保濕，并于25℃，硬化熟化28天，得到釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚3。實(shí)施例4一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，是取2Kg新鮮的含水率為85%的豬糞，加入200g過(guò)磷酸鈣、200g的硅藻土和15g的納米鈦酸鈣以及質(zhì)量濃度為30%的雙氧水200g，攪拌均勻，再加入含硝酸和硫酸分別為1.5mol/L和0.5mol/L的混合酸溶液2L，攪拌均勻，加熱保持微沸30min，過(guò)濾分離，得到固體A和液體A；將固體A水洗至中性，烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化0.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1.5倍的水蒸氣于850℃活化2h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；液體A中加入150g石灰石粉，攪拌反應(yīng)完全，再用摩爾比氫氧化鉀:氫氧化鈉為1:0.5的混合堿調(diào)溶液的pH值7，加入固體B，攪拌混合均勻，得到料液C；按質(zhì)量比料液C:聚丙烯纖維:水泥為100:1:150取各個(gè)材料，攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，倒入模具中，成型，制成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，用保鮮膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，保濕，并于50℃，硬化熟化28天，得到釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚4。實(shí)施例5一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，是取2Kg新鮮的含水率為80%的羊糞，加入300g過(guò)磷酸鈣、400g的硅藻土和10g的納米鈦酸鈣以及質(zhì)量濃度為30%的雙氧水100g，攪拌均勻，再加入含硝酸和硫酸分別為2mol/L和0.4mol/L的混合酸溶液2L，攪拌均勻，加熱保持微沸20min，過(guò)濾分離，得到固體A和液體A；將固體A水洗至中性，烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化1h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1.5倍的水蒸氣于900℃活化1h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；液體A中加入100g方解石粉，攪拌反應(yīng)完全，再用摩爾比氫氧化鉀:氫氧化鈉為1:1的混合堿調(diào)溶液的pH值7，加入固體B，攪拌混合均勻，得到料液C；按質(zhì)量比料液C:聚丙烯纖維:水泥為100:1:200取各個(gè)材料，攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，倒入模具中，成型，制成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，用保鮮膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，保濕，并于30℃，硬化熟化28天，得到釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚5。實(shí)施例6一種利用畜禽糞便制備釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚的方法，是取2Kg新鮮的含水率為90%的鵝糞，加入250g過(guò)磷酸鈣、400g的硅藻土和10g的納米鈦酸鈣以及質(zhì)量濃度為30%的雙氧水100g，攪拌均勻，再加入含硝酸和硫酸分別為1.5mol/L和0.5mol/L的混合酸溶液2L，攪拌均勻，加熱保持微沸30min，過(guò)濾分離，得到固體A和液體A；將固體A水洗至中性，烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化0.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入固體A質(zhì)量的1倍的水蒸氣于800℃活化2h，粉碎，過(guò)50目篩，得到固體B；液體A中加入84g氧化鈣，攪拌反應(yīng)完全，再用摩爾比氫氧化鉀:氫氧化鈉為1:1的混合堿調(diào)溶液的pH值7，加入固體B，攪拌混合均勻，得到料液C；按質(zhì)量比料液C:聚丙烯纖維:水泥為100:1:200取各個(gè)材料，攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻，倒入模具中，室溫下發(fā)泡成型，制成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，用保鮮膜覆蓋嚴(yán)實(shí)，保濕，并于40℃，硬化熟化28天，得到釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚6。實(shí)施例7將實(shí)施例1~6所得的釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的凈水磚，按照“GB28635-2012混凝土路面磚”方法檢測(cè)抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗凍性指標(biāo)，各項(xiàng)指標(biāo)見(jiàn)表1：表1凈水磚性能指標(biāo)注：表1凈水磚性能指標(biāo)為3塊平均值。實(shí)施例8取實(shí)施例1~6所得的凈水營(yíng)養(yǎng)水泥磚1塊，置于1L蒸餾水中，每浸泡24h更換一次水，并按“DB33-699有機(jī)液體肥料和有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)混液體肥料質(zhì)量安全要求”分析浸泡液中氮磷鉀的含量，結(jié)果見(jiàn)表2：表2凈水磚的營(yíng)養(yǎng)釋放量（g/L）實(shí)施例9實(shí)施例1~6所得的凈水營(yíng)養(yǎng)水泥磚的吸附性能，取200mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液2000mL，于3000mL燒杯中，調(diào)溶液的pH值到6，分別加入1塊實(shí)施例1-6中得到的凈水營(yíng)養(yǎng)水泥磚，不時(shí)攪動(dòng)，浸泡24h，用原子吸收測(cè)上清液中鉛的含量，按公式1計(jì)算去除率。結(jié)果見(jiàn)表3.。公式1式中：η為鉛的去除率%；C0為初始濃度mg/L；Ce為平衡濃度mg/L。表3凈水磚吸附鉛的性能初始濃度，C0mg/L吸附后鉛濃度，Cemg/L吸附量，mg/塊磚凈水磚120011.69376.62凈水磚220062.38275.24凈水磚320021.66356.68凈水磚420060.25279.5凈水磚520015.24369.52凈水磚620071.22257.56當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3