本發(fā)明涉及生物質(zhì)資源高值化綜合利用以及環(huán)境污染治理領(lǐng)域，具體涉及一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥。

背景技術(shù)：

不論是在糧食作物還是在經(jīng)濟(jì)作物的種植領(lǐng)域，長(zhǎng)久以來(lái)就采用施肥的手段來(lái)提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。從最早的施用農(nóng)家有機(jī)肥到施用無(wú)機(jī)肥，再到施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥。施肥種類、施肥量及配比等對(duì)糧食作物或經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量和質(zhì)量都有很大的影響。傳統(tǒng)的肥料尤其是有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥雖然在提高作物產(chǎn)量方面起到了不錯(cuò)的效果。但是，傳統(tǒng)的肥料存在成分和養(yǎng)分配比不合理，幾乎不能恢復(fù)土壤肥力、改善土壤結(jié)構(gòu)，甚至還會(huì)產(chǎn)生副作用，造成土壤板結(jié)等。

人類的生存與發(fā)展始終伴隨著大量的人及牲畜排泄物的產(chǎn)生，隨著人們生活的提高，人畜糞便對(duì)環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重。首先，人畜糞便中含有大量的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等物質(zhì)，若直接排放，會(huì)造成水體污染和富營(yíng)養(yǎng)化。其次，糞便中含有大量病原體，容易引發(fā)大規(guī)模傳染病的流行。再次，糞便污水中有機(jī)質(zhì)腐爛分解后產(chǎn)生有毒有害氣體，發(fā)生惡臭。這些均嚴(yán)重污染了大地、水體、大氣和生物群落，并對(duì)人體健康產(chǎn)生潛在威脅。同時(shí)人畜糞便大都具有含水率高、不易儲(chǔ)存、受潮易腐爛等特點(diǎn)，導(dǎo)致運(yùn)輸成本大、儲(chǔ)存空間大和處理成本高等問(wèn)題。因此尋求合適的人畜糞便處理方法具有現(xiàn)實(shí)意義和商業(yè)化前景。

生物炭是生物有機(jī)材料（生物質(zhì)）在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)高溫?zé)崃呀夂笊傻墓虘B(tài)產(chǎn)物。既可作為高品質(zhì)能源、土壤改良劑，也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等，已廣泛應(yīng)用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等，可在一定程度上為氣候變化、環(huán)境污染和土壤功能退化等全球關(guān)切的熱點(diǎn)問(wèn)題提供解決方案。它是在低氧環(huán)境下，通過(guò)高溫裂解將木材、草、玉米稈或其它農(nóng)作物廢物碳化而成。生物炭雖可作為肥料，但其微孔結(jié)構(gòu)較少、比表面積較低，且保留的營(yíng)養(yǎng)元素包括微量元素較少，因此使用時(shí)一般需要添加其他肥料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：

一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭60-80、復(fù)合肥10-12、 發(fā)酵液10-12、助劑6-10。

所述的生物炭，是由玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈按照質(zhì)量比為2:2:1的比例混合之后，經(jīng)過(guò)晾曬處理至水分含量為20-25％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述復(fù)合肥，是鉀肥、氮肥、尿素、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1.5:1:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔80-100、草炭20-30、谷糠10-20、香蕉皮粉8-10；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與草炭、谷糠、香蕉皮粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為42-44％,再向發(fā)酵物中接種復(fù)合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開(kāi)始發(fā)酵，每隔3-4天翻堆一次，并同時(shí)測(cè)定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度不超過(guò)72℃，發(fā)酵24-26天，待完全腐熟后對(duì)發(fā)酵堆壓榨過(guò)濾得發(fā)酵液。

所述復(fù)合微生物菌劑包括米根霉、枯草芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2:2。

所述助劑，是熔融尿素和水按照質(zhì)量比為1:2的比例混合而成。

上述一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設(shè)備中，升溫至250-270℃，保持該溫度12-15min，然后在5min內(nèi)升溫至460-470℃，并保持該溫度3-4h，然后在4min內(nèi)急冷至160-180℃，保持該溫度50-60min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明生物炭肥，是以農(nóng)作物秸稈為原料組分，其采用的原材料秸稈成本低廉，來(lái)源易得，通過(guò)脫水排氧處理并經(jīng)過(guò)高溫炭化方式粉碎形成生物炭粉，炭化效果好，炭含量25％以上，有效提高了秸稈的炭化率，炭肥成品率高，施用效果好，且可鈍化土壤中的重金屬，提高土壤微生物的活力；同時(shí)，采用熔融尿素充當(dāng)液相作為制備時(shí)的助劑，可進(jìn)一步提高肥料有效成分的含量，降低水的含量，使得肥料的利用率和肥料質(zhì)量更進(jìn)一步得到提高，且可降低產(chǎn)品制備時(shí)的難度。且具有較大的比表面積，提高了土壤的有機(jī)質(zhì)含量；作為低成本非化學(xué)肥料，本發(fā)明產(chǎn)品可以為有機(jī)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)提供產(chǎn)量上的保證，制備方法簡(jiǎn)單、可控、易實(shí)施，在有效處理了人畜糞便和生物質(zhì)的同時(shí)，比傳統(tǒng)生物炭肥具有更高的吸附性能和更高的肥效，可以在一定范圍內(nèi)代替化肥施用，具有工業(yè)化推廣的前景，以及顯著的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭60kg、復(fù)合肥10kg、發(fā)酵液10kg、助劑6kg。

所述的生物炭，是由玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈按照質(zhì)量比為2:2:1的比例混合之后，經(jīng)過(guò)晾曬處理至水分含量為20％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述復(fù)合肥，是鉀肥、氮肥、尿素、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1.5:1:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔80kg、草炭20kg、谷糠10kg、香蕉皮粉8kg；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與草炭、谷糠、香蕉皮粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為42％,再向發(fā)酵物中接種復(fù)合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開(kāi)始發(fā)酵，每隔3天翻堆一次，并同時(shí)測(cè)定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度70℃，發(fā)酵24天，待完全腐熟后對(duì)發(fā)酵堆壓榨過(guò)濾得發(fā)酵液。

所述復(fù)合微生物菌劑包括米根霉、枯草芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2:2。

所述助劑，是熔融尿素和水按照質(zhì)量比為1:2的比例混合而成。

上述一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設(shè)備中，升溫至250℃，保持該溫度12min，然后在5min內(nèi)升溫至460℃，并保持該溫度3h，然后在4min內(nèi)急冷至160℃，保持該溫度50min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

實(shí)施例2

一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭70kg、復(fù)合肥11kg、發(fā)酵液11kg、助劑8kg。

所述的生物炭，是由玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈按照質(zhì)量比為2:2:1的比例混合之后，經(jīng)過(guò)晾曬處理至水分含量為22％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述復(fù)合肥，是鉀肥、氮肥、尿素、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1.5:1:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔90kg、草炭25kg、谷糠15kg、香蕉皮粉9kg；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與草炭、谷糠、香蕉皮粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為43％,再向發(fā)酵物中接種復(fù)合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開(kāi)始發(fā)酵，每隔3.5天翻堆一次，并同時(shí)測(cè)定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度71℃，發(fā)酵25天，待完全腐熟后對(duì)發(fā)酵堆壓榨過(guò)濾得發(fā)酵液。

所述復(fù)合微生物菌劑包括米根霉、枯草芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2:2。

所述助劑，是熔融尿素和水按照質(zhì)量比為1:2的比例混合而成。

上述一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設(shè)備中，升溫至260℃，保持該溫度13min，然后在5min內(nèi)升溫至465℃，并保持該溫度3.5h，然后在4min內(nèi)急冷至170℃，保持該溫度55min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

實(shí)施例3

一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥，由下述重量份的原料制成：

生物炭80kg、復(fù)合肥12kg、發(fā)酵液12kg、助劑10kg。

所述的生物炭，是由玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈按照質(zhì)量比為2:2:1的比例混合之后，經(jīng)過(guò)晾曬處理至水分含量為25％，再擠壓造粒和炭化爐炭化而成。

所述復(fù)合肥，是鉀肥、氮肥、尿素、磷酸氫鈣按照質(zhì)量比為1.5:1:1:1的比例混合制成。

所述發(fā)酵液，是由下述重量份的原料制成：新鮮滸苔100kg、草炭30kg、谷糠20kg、香蕉皮粉10kg；其制備方法是：將新鮮滸苔洗凈后搗碎并與草炭、谷糠、香蕉皮粉混合，投入發(fā)酵池中加水調(diào)節(jié)含水量為44％,再向發(fā)酵物中接種復(fù)合微生物菌劑，之后將發(fā)酵物攪拌均勻開(kāi)始發(fā)酵，每隔4天翻堆一次，并同時(shí)測(cè)定發(fā)酵堆溫度，控制發(fā)酵堆最高溫度72℃，發(fā)酵26天，待完全腐熟后對(duì)發(fā)酵堆壓榨過(guò)濾得發(fā)酵液。

所述復(fù)合微生物菌劑包括米根霉、枯草芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌，所占質(zhì)量比例為1:2:2。

所述助劑，是熔融尿素和水按照質(zhì)量比為1:2的比例混合而成。

上述一種能夠減輕重金屬污染的生物炭肥的制備方法，包括如下步驟：

（1）按照所述比例稱量原料，并將所述原料混合均勻，得到混合料；

（2）將所述混合料送入裂解設(shè)備中，升溫至270℃，保持該溫度15min，然后在5min內(nèi)升溫至470℃，并保持該溫4h，然后在4min內(nèi)急冷至180℃，保持該溫度60min，自然冷卻，即得產(chǎn)品。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。