本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用方法，更特別地涉及一種超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法，屬于農(nóng)業(yè)廢棄物資源化再利用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，在我國的廣大農(nóng)村，農(nóng)業(yè)廢棄物資源利用存在諸多問題，例如：缺少相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備；對農(nóng)業(yè)廢棄物的處理工藝簡單、技術(shù)落后；處理能力和利用規(guī)模非常有限等等。其中，最首要的問題就是現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)廢棄物利用方式會造成環(huán)境污染。大部分資源只能廢棄或焚燒，利用率很低，例如農(nóng)作物秸稈多作為燃料進(jìn)行燃燒這樣的一次性利用方式，不僅能量利用率只有10％，而且燃燒過程中產(chǎn)生的大量氮氧化物、二氧化硫、碳?xì)浠衔锛盁焿m會直接污染大氣。又如，畜禽糞便很多都未經(jīng)處理直接還田，這樣的一次利用方式不僅使其中含有的鈣、磷等營養(yǎng)物質(zhì)得不到利用，而且嚴(yán)重污染周邊的水域、土壤等環(huán)境，影響人體健康。

國內(nèi)外許多研究表明，農(nóng)業(yè)廢棄物用作肥料既可解決廢棄物的出路問題，同時又可改良和培肥土壤。但是，現(xiàn)有技術(shù)處理農(nóng)業(yè)廢棄物方法較為單一，多為將農(nóng)業(yè)廢棄物直接進(jìn)行發(fā)酵，制成的固體有機肥往往因為營養(yǎng)物質(zhì)含量低、生產(chǎn)技術(shù)簡單、同行業(yè)競爭激烈等原因，經(jīng)濟效益非常有限。

此外，這種發(fā)酵方法多只能處理一種或少數(shù)幾種廢棄物，且處理過程中有污染物二次排放的問題。除此以外，隨著農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)的發(fā)展，滴灌、噴灌等技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，而固體有機肥已經(jīng)很難適應(yīng)這樣的施肥方式。

另外，此外，對于含水量高、易腐爛、難處理的新鮮動物尸體、新鮮植物殘體等新鮮的農(nóng)業(yè)廢棄物，由于其活性細(xì)胞含量高，傳統(tǒng)的發(fā)酵方法難以控制發(fā)酵的條件和方向，發(fā)酵得到的肥料品質(zhì)不穩(wěn)定。

更進(jìn)一步地，傳統(tǒng)的發(fā)酵方法對所得的產(chǎn)物沒有選擇性，無法針對不同廢棄物的成分及特點進(jìn)行最大限度的利用，再利用效果不佳。

因此，針對目前的技術(shù)現(xiàn)狀，亟需具有較好適應(yīng)性能和推廣價值的技術(shù)，突破目前一種方式只能利用一種或少數(shù)幾種廢棄物的障礙，改善農(nóng)業(yè)廢棄物利 用技術(shù)落后、利用率低的現(xiàn)狀，這不但具有良好的現(xiàn)實意義和環(huán)保價值，是目前本領(lǐng)域中的研究熱點和重點課題，更是本發(fā)明得以完成的動力所在和基礎(chǔ)所倚。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，更為了提供全新的農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用方法和肥料的制備方法，本發(fā)明的目的在于提供一種超聲波與堿聯(lián)合、無二次排放、可以同時處理多種農(nóng)業(yè)廢棄物制得肥料的新穎方法，該方法可用于處理所有類型的農(nóng)業(yè)廢棄物，例如新鮮動物尸體、新鮮植物殘體、干燥植物秸稈等諸多農(nóng)業(yè)廢棄物的利用。

為實現(xiàn)上述目的，具體地，本發(fā)明涉及如下幾個方面。

第一個方面，提供一種超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法，所述方法包括如下步驟：

s1：提供一種肥料制備裝置，所述裝置包括依次連接的絞碎混合機、超聲儀、酸堿調(diào)節(jié)池、固液分離機，所述固液分離機分別連接下游的濃縮機和有氧堆肥車間；

s2：將農(nóng)業(yè)廢棄物加入到所述絞碎混合機中進(jìn)行混合絞碎，得到廢棄有機物；

s3：將所述廢棄有機物加入到所述超聲儀中，并加入堿或堿的水溶液，攪拌均勻后，開啟超聲儀并加熱，待混合物充分反應(yīng)后停止超聲和停止加熱，得到預(yù)處理料；

s4：將所述預(yù)處理料加入到所述酸堿調(diào)節(jié)池中，并用酸或酸的水溶液調(diào)節(jié)ph值為8-12，然后進(jìn)入所述固液分離機進(jìn)行固液分離，得到液體和固體；

s5：將含氮、磷、鉀化合物(即含氮化合物、含磷化合物、含鉀化合物，下同)和螯合微量元素復(fù)合物與步驟s4得到的所述液體在濃縮機中進(jìn)行剪切和濃縮，得到濃縮液體肥；

s6：將輔料加入到步驟s4得到的所述固體中，直至碳氮比為特定比例，并調(diào)節(jié)含水率至特定比例，混合均勻后在所述有氧堆肥車間進(jìn)行有氧發(fā)酵，定期翻堆，待完全腐熟后，得到有機肥料。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟s1中，所述絞碎混合機包括絞碎機架，所述絞碎機架上固定安裝有粉碎筒體，所述粉碎筒體的軸線水平設(shè)置，所述絞碎機架 上轉(zhuǎn)動安裝有由第一動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子貫穿所述粉碎筒體，所述轉(zhuǎn)子與所述粉碎筒體同軸設(shè)置，所述粉碎筒體內(nèi)沿軸向依次設(shè)有進(jìn)料段、撕裂段和剪切段，位于所述進(jìn)料段的所述粉碎筒體上開設(shè)有進(jìn)料口，所述粉碎筒體的尾端開設(shè)有出料口，位于所述進(jìn)料段的所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有送料螺旋；位于所述撕裂段的所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有若干動刀，若干所述動刀沿所述轉(zhuǎn)子的軸向且在所述轉(zhuǎn)子的表面呈螺旋狀布置，位于所述撕裂段的所述粉碎筒體上設(shè)有與所述動刀對應(yīng)的若干定刀；位于所述剪切段的所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有若干動剪刀，所述動剪刀沿所述轉(zhuǎn)子的軸向延伸且與所述轉(zhuǎn)子的軸線成一夾角，位于所述剪切段的所述粉碎筒體上設(shè)有若干靜剪刀。

其中，進(jìn)一步優(yōu)選的，所述粉碎筒體上位于所述出料口位置設(shè)有篩網(wǎng)。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟s3中，所述超聲儀包括豎向設(shè)置的超聲筒體，所述超聲筒體的底部設(shè)置有超聲發(fā)生器，所述超聲筒體內(nèi)設(shè)有攪拌螺旋，所述超聲筒體的外壁設(shè)有加熱盤管，所述超聲筒體的外周包裹有保溫層，所述加熱盤管位于所述保溫層與超聲筒體之間。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟s5中，所述濃縮機包括由第二動力裝置驅(qū)動且橫向設(shè)置的濃縮筒體，所述濃縮筒體內(nèi)具有反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔一端為進(jìn)料端，另一端為出料端，所述進(jìn)料端安裝有進(jìn)料筒，所述進(jìn)料筒內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有由第三動力裝置驅(qū)動的進(jìn)料螺旋，所述進(jìn)料筒上設(shè)有物料進(jìn)口和添加劑進(jìn)口，所述出料端設(shè)有由第四動力裝置驅(qū)動的壓榨脫水螺旋，所述出料端設(shè)有出料筒，所述壓榨脫水螺旋轉(zhuǎn)動安裝于所述出料筒內(nèi)，所述出料筒上設(shè)有壓榨脫水區(qū)和物料出口。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s2中，所述農(nóng)業(yè)廢棄物并無特別的嚴(yán)格限定，例如可為畜禽糞便、病死畜禽、作物秸稈、果殼、菌菇渣、飲料廠廢渣、食品廠廢料、餐廚垃圾等中的任意一種或任意多種的任意組合，或者可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、畜禽養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)村居民生活排放的廢棄物中的任意一種或任意多種的任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行合適的選擇與確定，在此不再進(jìn)行詳細(xì)描述。更優(yōu)選為處理難度大的動物尸體、新鮮植物殘體等新鮮的農(nóng)業(yè)廢棄物。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在 步驟s3中，所述堿(即所述“堿”或“堿的水溶液”中所包含的堿)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣(遇水則生成氫氧化鈣)、氨水中的任意一種或任意多種的組合。

其中，以其中的堿計(即按照純的氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或氨水中的nh3計)，所述堿與所述廢棄有機物的質(zhì)量比為1∶4-5，例如可為1∶4、1∶4.5或1∶5。

其中，當(dāng)使用的是堿的水溶液時，則該水溶液中堿的質(zhì)量百分比濃度(當(dāng)為氨水時，則換算成nh3的質(zhì)量百分比濃度)為10-20％，例如可為10％、15％或20％。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s3中，所述超聲儀的超聲頻率為20-60khz，例如可為20khz、40khz或60khz；所述超聲儀的超聲功率為500-900w，例如可為500w、600w、700w、800w或900w，最優(yōu)選為700w；所述超聲儀的聲能密度為1-2w/ml，例如可為1w/ml、1.5w/ml或2w/ml；加熱溫度為50-70℃，例如可為50℃、60℃或70℃；反應(yīng)時間為40-60分鐘，例如可為40分鐘、50分鐘或60分鐘。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s4中，所述酸(即所述“酸”或“酸的水溶液”中所包含的酸)為硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、醋酸中的任意一種或任意多種的任意組合。

當(dāng)使用的為酸的水溶液時，其質(zhì)量百分比濃度為10-20％，例如可為10％、15％或20％。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s4中，使用酸或酸的水溶液調(diào)節(jié)ph值為8-12，例如可為8、9、10、11或12，最優(yōu)選為10。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s4中，所述酸堿調(diào)節(jié)池和固液分離機都是本領(lǐng)域中的常規(guī)設(shè)備和裝置，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行合適的選擇，在此不再進(jìn)行詳細(xì)的描述。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s5中，所述含氮化合物為尿素、硝酸銨、硫酸銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、碳酸氫銨中的任意一種或任意多種的任意組合。

所述含磷化合物為磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉中的任意一種或任意多種的任意組合。

所述含鉀化合物包括磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、氯化鉀中的任意一種或任意多種的任意組合。

所述螯合微量元素復(fù)合物為質(zhì)量比35∶100∶1∶360∶60∶1的edta鐵鈉(乙二胺四乙酸鐵鈉)、edta鋅鈉(乙二胺四乙酸鋅鈉)、edta銅鈉(乙二胺四乙酸銅鈉)、edta錳鈉(乙二胺四乙酸錳鈉)、硼酸和鉬酸鈉的混合物。

其中，所述螯合微量元素復(fù)合物中的“微量元素”是指上述各個物質(zhì)組分中的鐵、鋅、銅、錳、硼和鉬(下同)。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s5中，相對于1l所述液體，含氮化合物的用量換算成含氮量為65-250g、含磷化合物的用量換算成含五氧化二磷量為65-250g、含鉀化合物的用量換算成含氧化鉀為65-250g和螯合微量元素復(fù)合物的用量換算成含微量元素為2-30g。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s5中，濃縮的程度并沒有特別的限定，只要其方便使用、運輸?shù)燃纯桑绢I(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行合適的選擇與確定，在此不再進(jìn)行詳細(xì)的描述。作為一種例舉，例如可濃縮至最終得到的濃縮液體肥中的有機質(zhì)含量≥7g/l。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s6中，所述輔料為水稻秸稈粉、小麥秸稈粉、玉米秸稈粉、鋸末、麩皮、稻殼等中的任意一種或任意幾種的任意組合。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s6中，所述輔料的加入量使得加入后所得到的總物料中的碳氮比為特定的比例即25-35∶1，也即總物料中所含的c總質(zhì)量與所含的n總質(zhì)量的比為25-35∶1，例如可為25∶1、30∶1或35∶1，最優(yōu)選為30∶1。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s6中，將所述輔料加入到步驟s4得到的所述固體中后，將含水率調(diào)節(jié)至55-70％，即將加入輔料后得到的總物料中的水分的質(zhì)量百分比含量調(diào)節(jié)到55-70％，例如可為55％、60％、65％或70％。

在本發(fā)明中的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法中，在步驟s6中，所述有氧發(fā)酵為發(fā)酵領(lǐng)域中的常規(guī)發(fā)酵方法，并可根據(jù)實際的發(fā)酵情況進(jìn)行定期翻堆，直至完全腐熟，從而得到有機肥料，這些都是有氧發(fā)酵領(lǐng)域中的常規(guī)手段(有氧堆肥車間也是常規(guī)的處理車間)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行合適的選擇與確定，在此不再進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如上所述，本發(fā)明提供了一種超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法，所述方法通過使用特定的肥料制備裝置、獨特的處理工藝步驟和參數(shù)，從而可以取得諸多優(yōu)異的技術(shù)效果，例如：

(1)在所述肥料制備裝置中，由于粉碎筒體內(nèi)依次設(shè)置了進(jìn)料段、撕裂段和剪切段，進(jìn)料段可以滿足農(nóng)業(yè)廢棄物進(jìn)入粉碎筒體并向下游連續(xù)輸送，撕裂段不僅可以滿足大塊廢棄物的撕裂，還可以將一些硬質(zhì)廢棄物進(jìn)行初步破碎，剪切段可以將撕裂段輸送下來的大塊物料進(jìn)一步切碎，尤其是植物殘體和動物尸體物料，在該區(qū)域更能夠得到充分粉碎，提高了該粉碎機的綜合性能，連續(xù)性強，生產(chǎn)效率高。

(2)所述肥料制備裝置中，由于超聲儀設(shè)置了加熱盤管，超聲筒體內(nèi)設(shè)有攪拌螺旋，在反應(yīng)過程中，使得物料更容易混合均勻，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。

(3)通過特定的工藝處理步驟和工藝參數(shù)，從而可以同時得到具有優(yōu)異良好營養(yǎng)價值的液體肥和為固體形式的有機肥料，能夠滿足多種不同的需求和需要，實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化，增加產(chǎn)品的種類、提高了經(jīng)濟效益，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物的綜合利用，滿足了無廢氣、廢水及廢物二次排放的要求，更好地保護了農(nóng)村及城市生活環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

(4)所述的肥料制備裝置和肥料制備方法可適用于不同類型來源的農(nóng)業(yè)廢棄物，達(dá)到了將各種不同類型來源的農(nóng)業(yè)廢棄物均用同一種方法進(jìn)行處理的目的，大大簡化了處理不同種類農(nóng)業(yè)廢棄物時需要的設(shè)施和步驟，具有很強的通用性和適應(yīng)性，便于大面積推廣。

(5)所述的肥料制備裝置和肥料制備方法尤其適用于含水量高、易腐爛、難處理的動物尸體、新鮮植物殘體等新鮮的農(nóng)業(yè)廢棄物，可以進(jìn)行快速、無害化的處理，并大量產(chǎn)生有機酸、生物堿、蛋白質(zhì)、多糖、苷類等小分子有機物質(zhì)，對后續(xù)處理過程中產(chǎn)生的液體和固體有機肥的起到較大的提高肥效作用。

(6)使用本發(fā)明裝置和方法得到的液體肥含有豐富的有機質(zhì)、腐植酸、氨基酸等活性有機物質(zhì)，能夠起到養(yǎng)分的控釋、活化和增效作用，在植物不同生長期噴施后均可起到提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)的作用。

(7)使用本發(fā)明的固液分離機分離出的固體制備得到的有機肥料，其肥效高、營養(yǎng)豐富、腐熟完全，其中的有機質(zhì)和總養(yǎng)分含量高，施用安全有效。

因此，第二個方面，本發(fā)明還涉及通過上述方法而得到的濃縮液體肥和有機肥料。

如上所述，通過本發(fā)明方法得到的濃縮液體肥和有機肥料具有諸多優(yōu)異效果，從而可在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和工業(yè)化生產(chǎn)潛力。

綜上所述，本發(fā)明的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法，通過獨特處理裝置和方法的使用，可以取得諸多有益效果，得到具有良好效果的濃縮液體肥和有機肥料，從而在農(nóng)業(yè)廢棄資源利用領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和工業(yè)化生產(chǎn)潛力。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的所述超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法工藝框圖；

圖2是本發(fā)明所述方法中使用的肥料制備裝置中的絞碎混合機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述方法中使用的肥料制備裝置中的超聲儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述方法中使用的肥料制備裝置中的濃縮機的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，在圖1-4中，各個數(shù)字標(biāo)號分別指代如下的具體含義、元件和/或部件。

圖中：1、農(nóng)業(yè)廢棄物，2、絞碎混合機，201、絞碎機架，202、粉碎筒體，203、進(jìn)料段，204、撕裂段，205、剪切段，206、進(jìn)料口，207、出料口，208、定刀，209、靜剪刀，210、轉(zhuǎn)子，211、送料螺旋，212、動刀，213、動剪刀，214、篩網(wǎng)，3、超聲儀，301、超聲筒體，302、超聲發(fā)生器，303、攪拌螺旋，304、加熱盤管，305、保溫層，4、酸堿調(diào)節(jié)池，5、固液分離機，6、濃縮機，601、濃縮筒體，602、進(jìn)料端，603、出料端，604、反應(yīng)腔，605、進(jìn)料筒，606、進(jìn)料螺旋，607、物料進(jìn)口，608、添加劑進(jìn)口，609、出料筒，610、壓榨脫水螺旋，611、物料出口，7、有氧堆肥車間，8、含氮、磷、鉀化合物和螯合微量元素復(fù)合物，9、濃縮液體肥，10、輔料，11、有機肥料，12、堿或堿的水溶液，13、酸或酸的水溶液。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。但這些例舉性實施方式的用途和目的僅用來例舉本發(fā)明，并非對本發(fā)明的實際保護范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本發(fā)明的保護范圍局限于此。

肥料制備裝置

如圖1-4共同所示，本發(fā)明的所述方法中使用一種肥料制備裝置，所述裝置包括依次連接的絞碎混合機2、超聲儀3、酸堿調(diào)節(jié)池4、固液分離機5，農(nóng)業(yè)廢棄物1由絞碎混合機2進(jìn)入，粉碎混合后進(jìn)入超聲儀3，在超聲儀3中加入堿或堿的水溶液12，在下游的酸堿調(diào)節(jié)池4中加入酸或酸的水溶液13進(jìn)行ph值調(diào)節(jié)，固液分離機5分別連接下游的濃縮機6和有氧堆肥車間7，在濃縮機6中向固液分離機5分離出的液體中添加含氮、磷、鉀化合物和螯合微量元素復(fù)合物8，經(jīng)反應(yīng)制得濃縮液體肥9，在有氧堆肥車間7中向固液分離機5分離出的固體中加入輔料10制得有機肥料11。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，絞碎混合機2包括絞碎機架201，絞碎機架201上固定安裝有粉碎筒體202，粉碎筒體202的軸線水平設(shè)置，絞碎機架201上轉(zhuǎn)動安裝有由第一動力裝置驅(qū)動的轉(zhuǎn)子210，轉(zhuǎn)子210貫穿粉碎筒體202，轉(zhuǎn)子210與粉碎筒體202同軸設(shè)置，粉碎筒體202內(nèi)沿軸向依次設(shè)有進(jìn)料段203、撕裂段204和剪切段205，位于進(jìn)料段203的粉碎筒體202上開設(shè)有進(jìn)料口206，粉碎筒體202的尾端開設(shè)有出料口207，出料口207的位置遠(yuǎn)離進(jìn)料口206的位置，位于進(jìn)料段203的轉(zhuǎn)子210上設(shè)有送料螺旋211，送料螺旋211在本領(lǐng)域中經(jīng)常使用，其旋向、直徑、螺距等參數(shù)根據(jù)輸送能力而定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考現(xiàn)有技術(shù)使用，在此不再贅述；位于撕裂段204的轉(zhuǎn)子210上設(shè)有若干動刀212，位于撕裂段204的粉碎筒體202上設(shè)有與動刀212對應(yīng)的若干定刀208，若干動刀212沿轉(zhuǎn)子210的軸向且在轉(zhuǎn)子210的表面呈螺旋狀布置，相對應(yīng)的，粉碎筒體202上的定刀208也沿軸向且在粉碎筒體202的內(nèi)表面呈螺旋狀排列；位于剪切段205的轉(zhuǎn)子210上設(shè)有若干動剪刀213，位于剪切段205的粉碎筒體202上設(shè)有若干靜剪刀209。動剪刀213沿轉(zhuǎn)子210的軸向延伸且與轉(zhuǎn)子210的軸線成一夾角，靜剪刀209的夾角與動剪刀213的夾角相對應(yīng)。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述粉碎筒體202上位于出料口207位置設(shè)有篩網(wǎng)214，在破碎過程中，滿足篩網(wǎng)214目數(shù)的碎片從出料口207落下，而大于篩網(wǎng)214目數(shù)的碎片繼續(xù)被破碎，進(jìn)一步提高了本發(fā)明肥料制備裝置的使用功能。該篩網(wǎng)214的目數(shù)可根據(jù)待處理廢棄物、后續(xù)處理的方便等而進(jìn)行合適的選擇，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員具備的常規(guī)技術(shù)知識，在此不再進(jìn)行詳細(xì)的描述。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述超聲儀3包括豎向設(shè)置的超聲筒體301，超聲筒體301的底部設(shè)置有超聲發(fā)生器302，超聲筒體301內(nèi)設(shè)有攪拌螺旋303， 超聲筒體301的外壁設(shè)有加熱盤管304，超聲筒體301的外周包裹有保溫層305，加熱盤管304位于保溫層305與超聲筒體301之間，超聲筒體301內(nèi)添加堿或堿的水溶液12，同時使用攪拌螺旋303進(jìn)行攪拌，使得物料更容易混合均勻，提高了生產(chǎn)效率。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述濃縮機6包括由第二動力裝置驅(qū)動且橫向設(shè)置的濃縮筒體601，濃縮筒體601內(nèi)具有反應(yīng)腔604，反應(yīng)腔604一端為進(jìn)料端602，另一端為出料端603，進(jìn)料端602安裝有進(jìn)料筒605，進(jìn)料筒605內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有由第三動力裝置驅(qū)動的進(jìn)料螺旋606，進(jìn)料筒605上設(shè)有物料進(jìn)口607(用于固液分離機分離出的液體進(jìn)料)和添加劑進(jìn)口608(用于添加含氮、磷、鉀化合物和螯合微量元素復(fù)合物8)，出料端603設(shè)有由第四動力裝置驅(qū)動的壓榨脫水螺旋610，同樣，出料端603設(shè)有出料筒609，壓榨脫水螺旋610轉(zhuǎn)動安裝于出料筒609內(nèi)，出料筒609上設(shè)有壓榨脫水區(qū)和物料出口611，進(jìn)料使用進(jìn)料螺旋606，出料使用壓榨脫水螺旋610，濃縮液體肥9由壓榨脫水螺旋610從脫水區(qū)排出，壓榨得到的渣滓由物料出口611排出(可再次循環(huán)回絞碎混合機2)，從而使得物料反應(yīng)形成一個連續(xù)過程，進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率。

如上所述，本發(fā)明所述方法中使用的上述肥料制備裝置具有全程自動化、營養(yǎng)分解和提取良好、攪拌和粉碎性能優(yōu)異、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量大動、處理時間短等諸多優(yōu)點，從而為本發(fā)明方法的順利實施奠定了基礎(chǔ)，具有非常優(yōu)異的實際操作性能、生產(chǎn)能力和通用能力。

在下面的所有實施例和對比例中，使用的均為上述描述的肥料制備裝置(在各個實施例的步驟s1中僅僅簡單描述了其連接關(guān)系，具體結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)均如上所述，而為了節(jié)約篇幅起見不再一一列出)。

實施例1

s1：提供上述的肥料制備裝置，所述裝置包括依次連接的絞碎混合機、超聲儀、酸堿調(diào)節(jié)池、固液分離機，所述固液分離機分別連接下游的濃縮機和有氧堆肥車間；

s2：將新鮮的病死豬尸體和新鮮的玉米植株殘體以等質(zhì)量比加入到絞碎混合機中進(jìn)行混合絞碎，得到廢棄有機物；

s3：將所述廢棄有機物加入到所述超聲儀中，并加入質(zhì)量百分比濃度為10％的naoh水溶液(其中，naoh與廢棄有機物的質(zhì)量比為1∶4)，攪拌均勻后，開啟超聲儀并加熱(超聲頻率為20khz、超聲功率為700w、聲能密度為1w/ml； 加熱溫度為50℃)，待混合物充分反應(yīng)后停止超聲和加熱(反應(yīng)時間為60分鐘)，得到預(yù)處理料；

s4：將所述預(yù)處理料加入到所述酸堿調(diào)節(jié)池中，并用質(zhì)量百分比濃度為10％的鹽酸水溶液調(diào)節(jié)ph值為10，然后進(jìn)入所述固液分離機進(jìn)行固液分離，得到液體和固體；

s5：將尿素、磷酸氫二鈉、氯化鉀和螯合微量元素復(fù)合物(為質(zhì)量比35∶100∶1∶360∶60∶1的edta鐵鈉、edta鋅鈉、edta銅鈉、edta錳鈉、硼酸和鉬酸鈉的混合物)與步驟s4得到的所述液體在濃縮機中進(jìn)行剪切和濃縮，直至最終得到的濃縮液體肥中的有機質(zhì)含量為7g/l，從而得到濃縮液體肥，將其命名為yt1；

其中，相對于1l所述液體，尿素的用量換算成含氮量為150g、磷酸氫二鈉的用量換算成含五氧化二磷量為150g、氯化鉀的用量換算成含氧化鉀為150g和螯合微量元素復(fù)合物的用量換算成含微量元素為15g；

s6：將等質(zhì)量比的水稻秸稈粉和麩皮的混合物加入到步驟s4得到的所述固體中，直至所得到的總物料中的碳氮比為30∶1，并調(diào)節(jié)所得總物料中的含水率為55％，混合均勻后在所述有氧堆肥車間進(jìn)行有氧發(fā)酵，定期翻堆，待完全腐熟后，得到有機肥料，將其命名為yj1。

實施例2

s1：提供上述的肥料制備裝置，所述裝置包括依次連接的絞碎混合機、超聲儀、酸堿調(diào)節(jié)池、固液分離機，所述固液分離機分別連接下游的濃縮機和有氧堆肥車間；

s2：將質(zhì)量比1∶3的畜禽糞便和菌菇渣的混合物加入到絞碎混合機中進(jìn)行混合絞碎，得到廢棄有機物；

s3：將所述廢棄有機物加入到所述超聲儀中，并加入質(zhì)量百分比濃度為15％的koh水溶液(其中，koh與廢棄有機物的質(zhì)量比為1∶4.5)，攪拌均勻后，開啟超聲儀并加熱(超聲頻率為40khz、超聲功率為700w、聲能密度為1.5w/ml；加熱溫度為60℃)，待混合物充分反應(yīng)后停止超聲和加熱(反應(yīng)時間為50分鐘)，得到預(yù)處理料；

s4：將所述預(yù)處理料加入到所述酸堿調(diào)節(jié)池中，并用質(zhì)量百分比濃度為15％的硫酸水溶液調(diào)節(jié)ph值為10，然后進(jìn)入所述固液分離機進(jìn)行固液分離，得到液體和固體；

s5：將硝酸銨、磷酸二氫鈉、硫酸鉀和螯合微量元素復(fù)合物(為質(zhì)量比35∶100∶1∶360∶60∶1的edta鐵鈉、edta鋅鈉、edta銅鈉、edta錳鈉、硼酸和鉬酸鈉的混合物)與步驟s4得到的所述液體在濃縮機中進(jìn)行剪切和濃縮，直至最終得到的濃縮液體肥中的有機質(zhì)含量為7g/l，從而得到濃縮液體肥，將其命名為yt2；

其中，相對于1l所述液體，尿素的用量換算成含氮量為150g、磷酸氫二鈉的用量換算成含五氧化二磷量為150g、氯化鉀的用量換算成含氧化鉀為150g和螯合微量元素復(fù)合物的用量換算成含微量元素為15g；

s6：將質(zhì)量比2∶1的小麥秸稈粉和鋸末的混合物加入到步驟s4得到的所述固體中，直至所得到的總物料中的碳氮比為30∶1，并調(diào)節(jié)所得總物料中的含水率為62％，混合均勻后在所述有氧堆肥車間進(jìn)行有氧發(fā)酵，定期翻堆，待完全腐熟后，得到有機肥料，將其命名為yj2。

實施例3

s1：提供上述的肥料制備裝置，所述裝置包括依次連接的絞碎混合機、超聲儀、酸堿調(diào)節(jié)池、固液分離機，所述固液分離機分別連接下游的濃縮機和有氧堆肥車間；

s2：將質(zhì)量比1∶1∶1的飲料廠廢渣、食品廠廢料和餐廚垃圾的混合物加入到絞碎混合機中進(jìn)行混合絞碎，得到廢棄有機物；

s3∶將所述廢棄有機物加入到所述超聲儀中，并加入質(zhì)量百分比濃度為20％的caoh水溶液(其中，caoh與廢棄有機物的質(zhì)量比為1∶5)，攪拌均勻后，開啟超聲儀并加熱(超聲頻率為60khz、超聲功率為700w、聲能密度為2w/ml；加熱溫度為70℃)，待混合物充分反應(yīng)后停止超聲和加熱(反應(yīng)時間為40分鐘)，得到預(yù)處理料；

s4：將所述預(yù)處理料加入到所述酸堿調(diào)節(jié)池中，并用質(zhì)量百分比濃度為20％的硝酸水溶液調(diào)節(jié)ph值為10，然后進(jìn)入所述固液分離機進(jìn)行固液分離，得到液體和固體；

s5：將碳酸氫銨、磷酸二氫鈉、硫酸鉀和螯合微量元素復(fù)合物(為質(zhì)量比35∶100∶1∶360∶60∶1的edta鐵鈉、edta鋅鈉、edta銅鈉、edta錳鈉、硼酸和鉬酸鈉的混合物)與步驟s4得到的所述液體在濃縮機中進(jìn)行剪切和濃縮，直至最終得到的濃縮液體肥中的有機質(zhì)含量為7g/l，從而得到濃縮液體肥，將其命名為yt3；

其中，相對于1l所述液體，尿素的用量換算成含氮量為150g、磷酸氫二鈉的用量換算成含五氧化二磷量為150g、氯化鉀的用量換算成含氧化鉀為150g和螯合微量元素復(fù)合物的用量換算成含微量元素為15g；

s6：將稻殼加入到步驟s4得到的所述固體中，直至所得到的總物料中的碳氮比為30∶1，并調(diào)節(jié)所得總物料中的含水率為70％，混合均勻后在所述有氧堆肥車間進(jìn)行有氧發(fā)酵，定期翻堆，待完全腐熟后，得到有機肥料，將其命名為yj3。

對比例1-6

除將步驟s3中的超聲功率替換為下表1中的功率外，其它操作均不變，從而分別按照實施例1-3的相同方法，實施了對比例1-6，所使用的超聲功率、實施例對應(yīng)關(guān)系和所得濃縮液體肥和有機肥料命名如下表1所示：

表1

對比例7-12

除將步驟s4中的ph值調(diào)節(jié)為下表2中的ph外，其它操作均不變，從而分別按照實施例1-3的相同方法，實施了對比例7-12，所調(diào)節(jié)的ph值、實施例對應(yīng)關(guān)系和所得濃縮液體肥和有機肥料命名如下表2所示：

表2

對比例13-18

除將步驟s6中加入輔料后的碳氮比調(diào)節(jié)為下表3中的碳氮比外，其它操作均不變，從而分別按照實施例1-3的相同方法，實施了對比例13-18，所調(diào)節(jié)的碳氮比、實施例對應(yīng)關(guān)系和所得有機肥料命名如下表3所示：

表3

濃縮液體肥的性能表征

1、對實施例1-3及對比例1-12所得到的濃縮液體肥進(jìn)行營養(yǎng)成分檢測，結(jié)果見下表4。

表4.濃縮液體肥中的氮、磷和鉀含量

其中，在表4中，“dyt1/dyt2”所對應(yīng)的各個指標(biāo)中的第一個數(shù)值對應(yīng)著dyt1、第二個數(shù)值對應(yīng)著dyt2，例如以氮含量(g/l)為例，其中的“170.4/172.7”表示dyt1的氮含量(g/l)為170.4，而dyt2的氮含量(g/l)為172.7。其它涉及“/” 的各個編號以及相應(yīng)的指標(biāo)均有著如此的對應(yīng)關(guān)系不再一一進(jìn)行描述，隨后的其它表格中也是同樣如此，同樣不再一一贅述。

由上述表4中可見：1、在步驟s3中，超聲功率對于最終的濃縮液體肥性能有著顯著的影響，其中最佳功率為700w，而當(dāng)偏離該數(shù)值越大，則養(yǎng)分總含量降低越大；2、在步驟s4中，ph值的調(diào)節(jié)范圍同樣顯著影響著最終的濃縮液體肥的性能，當(dāng)為10時能夠取得最好的技術(shù)效果，而當(dāng)偏離該值越大，則養(yǎng)分總含量降低越大；還可以看出，當(dāng)為8-10時，總養(yǎng)分含量要高于為10-12時的相同偏離的相應(yīng)數(shù)值，例如當(dāng)為9.5時，氮含量(g/l)、p2o5含量(g/l)和k2o含量(g/l)、大量元素養(yǎng)分總含量(g/l)分別為180.3、172.9、162.2和515.4，而為10.5時的相應(yīng)值分別為178.4、170.6、160.1和509.1，要顯著低于為9.5時的效果，這是出人意料的。

這些均證明了，只有同時采用步驟3中的功率為700w和步驟s4中的調(diào)節(jié)ph值為10，兩者之間才能發(fā)揮獨特的、意想不到的協(xié)同效果，從而取得了最為優(yōu)異的技術(shù)效果。否則即便是功率為700w或者調(diào)節(jié)ph值為10，也無法取得相同的技術(shù)效果。

2、對實施例1-3及對比例1-12所得到的濃縮液體肥進(jìn)行微量元素總含量檢測，其中的微量元素總含量是指其中的鐵、鋅、銅、錳、硼、鉬六種微量元素的總含量，結(jié)果見下表5。

表5.濃縮液體肥中微量元素的總含量

由上表5可見：1、實施例1-3的微量元素總含量可高達(dá)27g/l左右，要遠(yuǎn)高于國家液體肥的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)；2、步驟s3中功率為700w和步驟s4中ph值為10時，能夠取得最好的微量元素總含量，而當(dāng)偏離700w或ph為10越大，則 微量元素總含量降低越大；3、還可以看出，相對于而言，步驟s4中的ph值選擇的影響要比步驟s3中的功率選擇更為顯著，稍微的改變都將導(dǎo)致總含量有顯著的降低。

3、對實施例1-3所得到的濃縮液體肥進(jìn)行氨基酸和腐植酸含量的檢測(均為質(zhì)量百分比含量)，結(jié)果見下表6。

表6.濃縮液體肥中氨基酸和腐植酸的含量

由此可見，由于實施例1-3中的原料不同，從而導(dǎo)致氨基酸含量和腐植酸的含量也有所不同，但總體而言，仍得到了很高的氨基酸含量和腐植酸含量。

下面，為了考察步驟s3和s4中的超聲功率和調(diào)節(jié)ph值的影響，對具有最高氨基酸含量和腐植酸含量的實施例1進(jìn)行了重復(fù)實施，分別使用如下表7中所示的步驟s3中的超聲功率和步驟s4中的ph值，其它操作均不變，從而得到了如下結(jié)果，為了便于比較，將yt1的結(jié)果一同列出(其它編號也僅僅是為了指代方便)：

表7.濃縮液體肥中氨基酸和腐植酸的含量

由此可見：1、對于氨基酸和腐植酸含量而言，同樣的，步驟s3中的功率為700w和步驟s4中的ph為10時，能夠取得最好的高含量。2、對于步驟s3中的功率而言，相對于700w的同樣偏離數(shù)值，500-700w的相應(yīng)效果要優(yōu)于700-900w的效果。但對于步驟s4中的ph值而言，規(guī)律正好相反，相對于ph值為10的同樣偏離數(shù)值，10-12的相應(yīng)效果要優(yōu)于8-10的效果。

有機肥料的性能表征

1、對實施例1-3及對比例1-12所得到的有機肥料進(jìn)行多個性能指標(biāo)的檢測(有機質(zhì)含量和總養(yǎng)分含量均為質(zhì)量百分比含量，酸堿度以ph值計)，結(jié)果見下表8。

表8.有機肥料的有機質(zhì)含量、總養(yǎng)分含量和酸堿度結(jié)果

由此可見：1、步驟s3中的超聲功率和步驟s4中的ph值調(diào)節(jié)同樣對于固態(tài)的有機肥料有著顯著的影響，其中分別為700w和10時能夠取得最好的技術(shù)效果；2、對于超聲功率和ph值調(diào)節(jié)而言，最終所得的有機肥料的酸堿度并無特別的顯著改變，但對于營養(yǎng)成分的含量卻有著顯著的影響。

還可以證明，只有同時采用700w的超聲功率和10.0的ph值調(diào)節(jié)，兩者能夠發(fā)揮協(xié)同效果，進(jìn)而取得最好的有機肥料營養(yǎng)成分含量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出了國家標(biāo)準(zhǔn)ny525-2012有機肥料中規(guī)定的要求。

2、對實施例1-3及對比例13-18所得到的有機肥料進(jìn)行多個性能指標(biāo)的檢測(有機質(zhì)含量和總養(yǎng)分含量均為質(zhì)量百分比含量，酸堿度以ph值計)，結(jié)果見下表9。

為了便于比較起見，將實施例1-3的結(jié)果一并列出。

表9.有機肥料的有機質(zhì)含量、總養(yǎng)分含量和酸堿度結(jié)果

由此可見，步驟s6中的碳氮比限定中，30∶1能夠取得最好的技術(shù)效果；而當(dāng)碳氮比偏離該值越大，則有機質(zhì)含量和總養(yǎng)分含量降低更為顯著，且酸堿度也有顯著的降低，更向酸性方向偏移。

3、對實施例1-3及對比例1-18所得到的有機肥料進(jìn)行發(fā)芽率和根長試驗，具體測試方法為：將有機肥料的鮮樣與蒸餾水按質(zhì)量比1∶2的比例提取浸提液，用蒸餾水做對照組，測定1000粒水芹種子24小時后的發(fā)芽率和96小時后的平均根長。結(jié)果見下表10中。

表10.水芹種子發(fā)芽率和芽期根長結(jié)果

由此可見：1、實施例1-3制得的有機肥料浸提液對水芹種子的發(fā)芽率和根長均沒有抑制作用，有著最好的效果；2、而對比例1-18的有機肥料導(dǎo)致發(fā)芽率 和平均根長均有著顯著的降低，甚至有些數(shù)據(jù)要低于蒸餾水對照組，這證明步驟s3中的超聲功率、步驟s4中的ph值調(diào)節(jié)和步驟s6中碳氮比選擇均可顯著影響所得有機肥料對植物的生長效果，其改變能夠影響作物的正常生長，甚至是負(fù)面影響，證明有些有機肥料無法完全脫毒和/或腐熟不完全，從而影響了植物的正常生長。

由上述表1-10的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明方法的優(yōu)異效果的取得，依賴于多個要素的綜合協(xié)同和相互促進(jìn)，而不是單一因素的單獨影響結(jié)果，只有這些要素同時選擇最優(yōu)條件時，才能取得意想不到的技術(shù)效果，這也正是本發(fā)明所做出的創(chuàng)造性勞動和取得創(chuàng)造性成果的基礎(chǔ)所在。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種超聲波與堿聯(lián)合處理農(nóng)業(yè)廢棄物制備肥料的方法，所述方法通過獨特的肥料制備裝置、制備方法的獨特工藝步驟和參數(shù)選擇，從而可以通過協(xié)同效果取得諸多優(yōu)異效果，并可以得到具有優(yōu)異效果的濃縮液體肥和有機肥料，從而在農(nóng)業(yè)廢棄資源利用領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和工業(yè)化生產(chǎn)潛力。

應(yīng)當(dāng)理解，這些實施例的用途僅用于說明本發(fā)明而非意欲限制本發(fā)明的保護范圍。此外，也應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動、修改和/或變型，所有的這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的保護范圍之內(nèi)。