專利名稱：利用硫酸鈣改進(jìn)有機(jī)廢物發(fā)酵的制作方法
有機(jī)廢物，特別是來源于植物的廢物，主要在需氧微生物的作用下分解而形成腐殖土。在形成的腐殖土中，不僅有細(xì)菌和真菌，而且還有原生蟲以及低級(jí)和高級(jí)蠕蟲。堿的存在與否對(duì)腐殖土的質(zhì)量和微生物轉(zhuǎn)化速度均極其重要。如果存在足夠量的堿性無機(jī)物質(zhì)，那么堿飽和的腐殖膠質(zhì)與粘土膠質(zhì)共同形成土壤中所謂的吸附復(fù)合物。
通常，為形成腐殖土所加的堿性無機(jī)物質(zhì)是碳酸鈣和白云石，近來還采用珊瑚石灰和藻類石灰。但是碳酸鈣及其與碳酸鎂結(jié)合的復(fù)鹽的可溶性極低，因而使它們的作用減至最小。另外，堿性對(duì)某些微生物有負(fù)作用，在腐殖土形成過程中還可導(dǎo)致緩慢腐爛。
加入氧化鈣的目的在于經(jīng)過固化澄清淤泥，使其較易處理，但是，氧化鈣開始時(shí)會(huì)完全或大量殺死活的微生物，所以氧化鈣對(duì)腐殖土的形成是一種不合適的促進(jìn)劑。
尤其是由于火力發(fā)電站的脫硫煙道氣的增加，在不久的將來會(huì)見到大量硫酸鈣(即所謂REA石膏)的產(chǎn)生，但這種硫酸鈣未能被利用，迄今為止，它不僅是毫無價(jià)值的副產(chǎn)品，而且還增加了額處的卸料成本。
從德國(guó)專利DE-OS3614183號(hào)已知，將硫酸鈣與白云石、蘇打、硼砂和檸檬酸一起用作肥料或有機(jī)廢物的加速堆肥劑。
本發(fā)明要解決的問題是利用硫酸鈣改進(jìn)有機(jī)廢物的發(fā)酵和/或提高土壤質(zhì)量，這種硫酸鈣在將來是可以大量獲得的。
本發(fā)明解決了上述問題，即改進(jìn)了有機(jī)廢物發(fā)酵，和/或改良土壤條件，將硫酸鈣與蒙脫土和至少一種磷酸鹽一起使用。
若本文提及有機(jī)廢物的發(fā)酵這一術(shù)語(yǔ)，則這一術(shù)語(yǔ)表示它的最寬的含意，意指動(dòng)植物的微生物分解，如堆肥作用和腐殖作用，通過微生物(如細(xì)菌和真菌)作用使家庭和工業(yè)有機(jī)垃圾分解，進(jìn)行農(nóng)業(yè)和林業(yè)土壤的簡(jiǎn)易處理以及有機(jī)廢物的其它分解過程。
按照本發(fā)明，以所述混合物形式利用任一來源的硫酸鈣的硫酸鈣(例如REA-石膏、其它石膏或硬石膏)，竟帶來許多意想不到的好處，這是專業(yè)人員未曾預(yù)見的。
例如，在發(fā)酵時(shí)，例如堆肥腐爛將該硫酸鈣混合到有機(jī)廢物中，不僅可以進(jìn)行發(fā)酵，而且還由于這種混合，竟意外活化和促進(jìn)了發(fā)酵，這可歸結(jié)于多種原因。硫酸鈣比碳酸鈣較易溶解，系中性物質(zhì)，不僅含有開始腐爛時(shí)起主要作用的放線菌類所需的鈣，而且含微生物所需要的硫，事實(shí)上已處于氧化態(tài)。本發(fā)明不打算受任何一種專門理論的限制，而是用實(shí)驗(yàn)說明添加硫酸鈣會(huì)導(dǎo)致加速堆肥的化學(xué)變化，與現(xiàn)有技術(shù)相比，堆肥作用更快。
通過采用本發(fā)明的混合物，顯著地改進(jìn)了腐殖土的質(zhì)量，也改善了堆肥或表面施肥。顯然不僅可用肉眼和感官評(píng)估產(chǎn)生的腐殖土，而且還可由增加的產(chǎn)量來定量確定產(chǎn)生的腐殖土，所述增加的產(chǎn)量可用各種方法對(duì)產(chǎn)生的腐殖土經(jīng)比較試驗(yàn)加以測(cè)定。例如，可由實(shí)驗(yàn)確定，在加本發(fā)明混合物形成的腐殖土上的植物產(chǎn)量顯著高于加溶巖粉或藻狀石灰及結(jié)合使用磷酸鈣和膨潤(rùn)土，或加Thomas粉和膨潤(rùn)土混合物，或加硫酸鈣、白云石、蘇打、硼砂和檸植酸混合物所獲得的腐殖土上的植物產(chǎn)量。
另外，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，由于采用本發(fā)明的混合物，對(duì)有機(jī)廢物的微生物發(fā)酵具有解毒作用，因?yàn)槲⑸锖谋M了如鎘一類的金屬。就含鎘量低的油類而言，甚至可觀察到微生物活性的顯著提高。
最后，將本發(fā)明的混合物加到動(dòng)物或人的類便中時(shí)，可消除令人討厭的氣味，這是由于微生物作用迅速分解了液體糞肥之故，所以它可用作肥料又無討厭的氣味。
眾所周知，發(fā)生任何一種來自動(dòng)植物的有機(jī)廢物的微生物轉(zhuǎn)化都同樣需要氧，因此對(duì)任何一種有機(jī)廢物進(jìn)行發(fā)酵，使用本發(fā)明的硫酸鈣均會(huì)帶來上述好處，不管轉(zhuǎn)化的有機(jī)廢物是固體還是動(dòng)物或人的液體糞便，不管用搖擺翻斗器還是用固體發(fā)酵桶，不管是取稻草、殘株還是葉子、林場(chǎng)落葉或針葉或集落廢物覆蓋或表面堆肥。
大批量廢物發(fā)酵時(shí)(例如用于堆肥腐爛植物或固體發(fā)酵桶)，加到有機(jī)廢物中的硫酸鈣用量，以每立方米有機(jī)廢物含100g至50kg為宜，擇優(yōu)的為100g林15kg，最好為5至10kg。就表面堆肥而言，散布的硫酸鈣的適宜量為每平方米50g至5kg，擇優(yōu)的為50g至1kg，最佳為100至500g。
根據(jù)本發(fā)明所加的蒙脫土最好為膨潤(rùn)土，尤其理想的是鈣膨潤(rùn)土。該蒙脫土具有良好的促進(jìn)作用，因?yàn)樗鄯e在腐殖酸中，由此形成的合成物能保留土壤中的水分。
按照本發(fā)明，可以采用易于溶解的磷酸鹽或難以溶解的磷酸鹽，易于溶解的磷酸鹽是眾所周知的過磷酸鈣，包括磷酸二氫鈣和硫酸鈣，并可通過磷酸巖與硫酸反應(yīng)而獲得。但是，按照本發(fā)明，最好采用不易溶解的磷酸鹽，尤其是采用磷酸巖粉和/或Thomas磷酸鹽粉。該Thomas磷酸鹽粉從Thomas轉(zhuǎn)化器擋板析出，約含15% P2O5。磷酸巖約含30%P2O5。除上述組分外，還可結(jié)合硫酸鈣使用Thomas石灰或鑄用石灰。
本發(fā)明的三種必要組分硫酸鈣、蒙脫土和磷酸鹽可分別加入到待發(fā)酵的有機(jī)廢物中，或者可分別用于待改良的土壤中。但是，最好以其相互混合的形式作為試劑，用于土壤改良或改進(jìn)有機(jī)廢物的發(fā)酵。
本發(fā)明的此類試劑還可含其它堿土化合物，最好是鈣和/或鎂化合物或含鈣和/或鎂的無機(jī)物。該試劑最好還含其他微量元素，最好是礦粉和/或礦渣。
本發(fā)明最佳形式的土壤改良劑的組成除了含硫酸鈣、蒙脫土和磷酸鹽的混合物之外，還包括片狀泡沫材料，最好是泡沫氨基塑料片，還包括腐殖土。適宜的泡沫氨基塑料片可按德國(guó)專利DE-PS2447880號(hào)生產(chǎn)，本文參考了該文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容。特別是本發(fā)明所用的片狀泡沫材料具有德國(guó)專利DE-PS2447880號(hào)所述特征，該土壤改良劑含1份(體積)腐殖土，3-6份、最好是4-5份(體積)片狀泡沫材料，以及0.025-0.25份、最好是0.05-0.15份(體積)硫酸鈣、蒙脫土和磷酸鹽的混合物，如需要還可加微量元素。
與硫酯鈣、蒙脫土和硫酸鹽是單獨(dú)使用還是以彼此預(yù)混合形式使用無關(guān)，本發(fā)明這三種組分的用量比例最好按下述范圍調(diào)節(jié)硫酸鈣與蒙脫土之重量比為1∶0.1-10，擇優(yōu)的為1∶0.25-5最佳為1∶0.5-1.5;硫酸鈣與磷酸鹽之重量比為1∶0.1-10，擇優(yōu)的為1∶0.25-5，最佳的為1∶0.5-2。以硫酸鈣∶蒙脫土∶磷酸鹽為1∶1∶1或1∶1∶0.5之比例應(yīng)用可得到最佳效果。
比較試驗(yàn)1按照十字花科植物(cress)常規(guī)試驗(yàn)，根據(jù)產(chǎn)量，對(duì)本發(fā)明生產(chǎn)的腐殖土與現(xiàn)有技術(shù)得到的兩種腐殖土進(jìn)行比較。
在固定的隧道式反應(yīng)器中，按每1.5m3植物廢物加入1kg硫酸鈣、5kg白云石、15kg Thomas磷酸鹽粉和10kg膨潤(rùn)土，得到本發(fā)明的腐殖土。把這種腐殖土標(biāo)定為腐殖土A。
用相同方法加入10kg膨潤(rùn)土和15kg Thomas磷酸鹽粉，但不加硫酸鈣，得到比較腐殖土B。在同一設(shè)備中按每1.5m3加入10kg膨潤(rùn)土、10kg溶巖粉和10kg磷酸巖，制備另一種比較腐殖土。最后，使用以奶牛糞便為基質(zhì)的市售蠕蟲腐殖土作為比較腐殖土D。
在定量的Cress試驗(yàn)期間，在40×25×6cm水泥平底槽內(nèi)裝滿待試驗(yàn)的堆肥，并撒入10kgcress種子。在第二天和第四天，補(bǔ)充所消耗的水分;在第六天，用大剪刀剪下Cress并稱重，結(jié)果是比較腐殖土C獲產(chǎn)量86g，市售的蠕蟲腐殖土D獲產(chǎn)量124g，僅由Thomas磷酸鹽粉和膨潤(rùn)土制得的腐殖土B獲產(chǎn)量137g，而按本發(fā)明添加硫酸鈣得到的腐殖土A獲得產(chǎn)量160g。
顯然，添加硫酸鈣后，提高了產(chǎn)量，這表明腐殖土得到顯著改良。
比較試驗(yàn)2為證明本發(fā)明與德國(guó)專利DE-OS3614183號(hào)相比有意想不到的工業(yè)效果，用Cress種子進(jìn)行比較試驗(yàn)。
取1升腐殖土與3.8g石膏、3.8gThomas磷酸鹽和1.5g膨潤(rùn)土充分混和組成批料A。
取1升腐殖土與5g二水合石膏粉、1.5g白云石粉、0.5g蘇打、0.175g硼砂0.05g檸檬酸充分混和組成材料B。
從兩種批料A和B中各取4g，分別與50ml水混合成泥漿，把4gcress種子置于其中浸泡90分鐘。
把含有種子的兩種泥漿散布在裝有腐殖土的栽培格框上，移至室外不受雨淋的地方，用加水器自動(dòng)加水，保證相同的土壤含水量。
結(jié)果如下批料A批料B種子泥漿的pH8.08.624小時(shí)后種子發(fā)芽數(shù)78693天后種子發(fā)芽數(shù)約250約15010天后發(fā)芽植株的平均長(zhǎng)度45mm35mm10天后包括種子在內(nèi)的鮮重31g24g
權(quán)利要求
1.將硫酸鈣與蒙脫土和至少一種磷酸鹽用于改進(jìn)有機(jī)廢物發(fā)酵和/或改良土壤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，其中硫酸鈣是在煙道氣脫硫期間產(chǎn)生的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用途，硫酸鈣與蒙脫土之重量比為1∶0.1-10，擇優(yōu)的為1∶0.25-5，最佳為1∶0.5-1.5，硫酸鈣與磷酸鹽之重量比為1∶0.1-10，擇優(yōu)的為1∶0.25-5，最佳為1∶0.5-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的用途，其中硫酸鈣至少與一種不易溶解的磷酸鹽，最好是磷酸巖粉和/或Thomas磷酸鹽粉一起應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的用途，其中硫酸鈣還與其它堿土化合物，最好是與鈣和/或鎂化合物或鈣和/或鎂無機(jī)物一起應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一用途，硫酸鈣與蒙脫土和磷酸鹽混合使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的用途，其中每立方米待發(fā)酵有機(jī)廢物的硫酸鈣用量為100g-50kg，最好為100g-15kg。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的用途，其中每平方米表面堆肥，硫酸鈣用量為50g-5kg，最好為50-1kg。
9.用于改進(jìn)有機(jī)廢物發(fā)酵和/或改良土壤的含有硫酸鈣的試劑，其特征在于還含有蒙脫土和至少一種磷酸鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的試劑，其特征在于硫酸鈣包括在煙道氣脫硫期間產(chǎn)生的硫酸鈣。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的試劑，其特征在于其組成的重量比為硫酸鈣與蒙脫土之比是1∶0.1-10，擇優(yōu)的為1∶0.25-5，最佳為1∶0.5-1.5，硫酸鈣與磷酸鹽之比是1∶0.1-10，擇優(yōu)的為1∶0.25-5，最佳為1∶0.5-2。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11的試劑，其特征在于磷酸鹽包括不易溶解的磷酸鹽，最好是磷酸巖粉和/或Thomas磷酸鹽粉。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12之一的試劑，其特征在于，它還含其它堿土化合物，最佳為鈣和/或鎂化合物或鈣和/或鎂無機(jī)物。
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13之一的試劑，其特征在于它還含微量元素，最好是礦粉和/或礦渣。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14之一的試劑，其特征在于它還含片狀泡沫材料，最好是泡沫氨基塑料片，并且還包括腐殖土。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的試劑，其特征在于該試劑含1份體積的腐殖土，3-6份、最好是4-5份體積片狀泡沫材料，以及0.025-0.25份，最好是0.05-0.15份體積的權(quán)利要求9至14之一的混合物。
全文摘要
硫酸鈣與蒙脫土和至少一種磷酸鹽一起，用于改進(jìn)有機(jī)廢物的發(fā)酵和/或土壤改良。
文檔編號(hào)C05FGK1045766SQ8910086
公開日1990年10月3日 申請(qǐng)日期1989年2月16日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月28日
發(fā)明者魯?shù)婪颉で鼱柤{ 申請(qǐng)人:魯?shù)婪颉で鼱柤{