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固体资源化处理

农作物秸秆采用低温加压水解技术制生物有机能

发表时间2017-10-19
一、概述
1.1传统农作物秸秆发酵堆肥及厌氧发酵沼肥的局限性
1.1.1传统发酵堆肥及培肥地力是我国古代先民创造的具有三千年历史,是我国古代农业文明史的重要组成部分。经世代传承形成了我国农业土壤的基础肥力和相对应的基础农产品产量。对农产品尤其是粮食产量不断增长的需求,化肥施用量不断增加,由于人民生活水平不断提高,传统农家肥施用量不断减少,甚至完全被化肥取代。我国化肥施用量是发达国家的两倍,是世界平均水平的四倍。传统发酵堆肥及厌氧沼肥工厂化商品化水平和产品质量跟不上现代农业的需求,只好依靠增施化肥来换取农产品。由于80年代改革开放以来,长期、单纯、过量的施用化肥换取了粮食产量的增长,基本上满足了人口不断增加对粮食的需要,但代价也很沉重。大大减弱了我国农业土壤的基础肥力,使我国农业土壤严重退化,并造成了严重的面源污染。继续单纯采用传统发酵堆肥及沼肥的方法,实践已经证明,扭转不了土壤退化的趋势。土壤退化的表现为世代积累的土壤有机质快速减少。北方土壤有机质由1958年的5%降到目前的2%或不足2%。当然还存在酸雨污染,也是重要原因之一。土壤有机质逐渐减少,直接后果是土壤理化性状和生物学性状恶化,土壤保水保肥能力下降。土壤生物多样性和元素多样性日益减少,农产品的化学残留增加。农产品产量虽然增加,但是质量变差。今年中央一号文件特别强调地也必须要解决的“在重视粮食数量的同时,更加注重品质和质量安全;在保障当前供给的同时,更加注重农业可持续发展”。
1.1.2传统发酵堆肥及沼肥由于发酵时间长,发酵过程中产生大量温室气体,尤其是恶臭气体,具有二次污染,同有关环保法规相悖。
1.1.3传统发酵堆肥及沼肥在长期发酵过程中对农作物具有营养价值的成份,大部分形成了CO2、CH4等温室气体。发酵到最后形成毫无营养价值的微生物死亡菌体细胞壁躯壳和不易分解的木质素残留物,称谓腐植酸。此种传统有机肥施用量大,对农产品增产效果差。虽然有改良土壤的作用。但对土壤退化的恢复,从时间效果上看和长期实践看,很不尽人意。
1.1.4由于长期单纯过量施用化肥,缺乏优质有机肥。土壤有机营养的多样性缺失。由于农作物有机营养缺乏,造成抗逆力下降,尤其抵抗病害能力下降,化学农药施用量加大,造成对农产品的残留污染日益加重,直接影响到人类的身体健康。
1.1.5总之,单纯过量施用化肥,没有优质含有机营养的有机肥配合,虽然换取了粮食产量的增加,但代价是土壤质量下降,农产品质量下降,人类的健康水平下降。
1.1.6单纯的化肥路线已经走到了尽头。化肥的投入产出比日益减少,化肥利用率日益下降,对环境的污染日益加重。单施化肥又是以牺牲环境为代价的。
1.1.7多年来,实践已经充分证明,单纯依靠传统发酵堆肥无法满足现代化农业的需要,无法遏制土壤退化的势头。
1.1.8目前,广大群众喜欢的绿色农产品和有机农产品,如不施用化肥,单纯施用传统发酵堆肥及沼肥,不仅产品产量低,质量也满足不了广大消费者对绿色农产品和有机农产品的需求,打不开市场。

二、制生物有机能量肥料的生产工艺流程方法和主要设备
2.1工艺流程

2.2工艺方法
2.2.1预处理
农作物秸秆经经初碎去杂预处理后,输送到浸泡罐用酸性催化剂进行强制加压浸泡,浸泡后的多余催化剂循环再配制继续使用,浸泡后的秸秆较软,含水量达50%左右输送到剪切式高速活化机中,进行高速剪切活化处理,使农作物秸秆中的淀粉质、纤维素、半纤维素、木质素、脂质的单元结合的糖苷键(氧桥)和醚键即连接的氧桥断裂或活化,蛋白质二级结构肽链首尾相接的氢键被断裂。经这样的处理后,形成了易被低温加压催化水解的能级和分子键结合松动和降解的有利状态。
2.2.2接着进行低温加压催化水解,用蒸汽发生器产生的蒸汽热水进行循环加热,温度控制在80℃,反应时间3小时,酸性催化剂用量为有机质干基的千分之一。用空压机做压力源进行加温加压,压力控制在0.7~0.8MPa,温度控制在80℃。
2.2.3低温加压水解后的有机物料含水量在40%左右经泄料罐、干燥脱水后进电脑配料机,加微生物菌液和化肥预先配制好的有一定比例的N、P、K及中、微量元素化肥造粒剂进行混和,电脑配料后经干燥机干燥到含水量20%~30%左右进行造粒机进行造粒整型,然后烘干到含水量30%左右,经筛分机筛分,其筛下物和筛上物不合格料返回造粒。合格料进行计量包装、产品入库。
生物有机能量肥料质量控制指标有益微生物活菌数≥0.5亿/g,有机质≥60%,N+P+K≥8%,含水量≤20%,PH为5.5~8.0,在新标准没申报批准以前,按生物有机肥行业标准控制。