本發(fā)明屬于環(huán)境技術和水產(chǎn)養(yǎng)殖領域，特別是涉及一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法。
背景技術：
：近些年，人們對魚、蝦、蟹等水產(chǎn)品的需求逐年增加，促進了水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，無論是淡水養(yǎng)殖還是海水養(yǎng)殖，養(yǎng)殖水體的水質直接影響水產(chǎn)品的產(chǎn)量、質量和安全。肥水是水產(chǎn)養(yǎng)殖不可少的環(huán)節(jié)，它具有餌料培養(yǎng)簡單、節(jié)約成本和效果顯著等優(yōu)點，因而水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)常需要肥水。所謂的肥水就是增加水體內(nèi)的浮游生物，提高水體本身的增氧能力，消除水中的氨氮、硫化氫等有害物質，同時直接增加餌料生物數(shù)量，為魚蝦蟹等養(yǎng)殖動物提供餌料。目前的肥水方法是直接向水體內(nèi)施加有機肥料和無機肥料，再配合微生物制劑，來實現(xiàn)肥水。使用無機肥料雖然作用迅速，但肥效持續(xù)時間較短，所含營養(yǎng)成份較單一；有機肥料雖然施用后肥效持久，但分解緩慢，且分解時要消耗大量的氧氣，施用不當易引起魚蝦蟹等的缺氧死亡。因而，開發(fā)一種長效的富含氨基酸和礦物質營養(yǎng)素的緩釋肥水材料，減少施肥的勞力成本，又便于控制施肥量。在肥水的實踐中，水質的好壞影響肥水效果，更影響水產(chǎn)品的安全和質量。由于環(huán)境污染，肥水劑的投放以及日常隨投放飼料等的引入，水中的重金屬等有害物質會逐年增多，直接影響水產(chǎn)品的品質和產(chǎn)量，養(yǎng)殖戶一般都會通過換水的方式來改善水質，這樣成本高，也不利于保護環(huán)境。開發(fā)一種具有凈水功能的肥水材料，肥水的同時可以改善水質，可以減少換水頻率和延長換水周期。隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，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)殖產(chǎn)業(yè)中，為了提高肉蛋奶的產(chǎn)量和品質，預防和治療疾病，會在飼料里添加大量的高蛋白、富含微量元素的營養(yǎng)物質和各種添加劑，畜禽進食后，這些物質有很大一部分以原形的形式隨糞尿排泄出來，所以，畜禽糞便中含有蛋白質、氨基酸和纖維素木質素外，還會含有銅鋅鐵等重金屬和抗生素等有害物質。傳統(tǒng)的堆肥法，不能有效去除這些有害物質，這些有害物質隨糞肥進入土壤，會對農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境造成嚴重的危害。所以，探討畜禽糞便利用和處理新的途徑已迫在眉睫。本發(fā)明開發(fā)一種利用草食性牲畜糞便制備的肥水凈水多孔材料，可以持續(xù)、均勻地向水體中釋放氮磷鉀及氨基酸類營養(yǎng)物質，同時，可以吸附水中的重金屬等有害物質。本方法無害化綜合利用牲畜糞便，無二次污染，具有很高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。技術實現(xiàn)要素：通過一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法的工藝，制備出一種肥水凈水多孔磚。該方法是利用草食性牲畜的糞便制造出肥水材料，同時該材料對水中的重金屬等有害物質具有很強的吸附凈化作用。在解決了畜禽糞便污染問題同時，又得取得了較好的經(jīng)濟效益。采用的技術方案一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，其特征在于包括如下步驟：步驟1：取新鮮的草食性牲畜糞便，調整含水率80-88%，加入糞便質量的5%-10%的過磷酸鈣、10%-20%的硅藻土和0.1%-1%的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到60-90℃，保溫反應10-20min，再按糞便質量千克數(shù)和酸溶液體積升數(shù)比為1:1加入硝酸和硫酸硝酸和硫酸的濃度分別為0.5-1mol/l和0.25-0.5mol/l的混合酸溶液，攪拌均勻，加熱保持微沸30-60min，壓濾，得到固體a和液體a；步驟2：將步驟1得到的固體a烘干，粉碎，過100目篩，噴灑質量濃度為2-3%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，制成粒徑范圍為5-10mm的小球，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)，通入小球質量的1.5倍的水蒸氣于800-1000℃活化1-2h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；步驟3：按照鈣的摩爾數(shù)與糞便中加入混合酸引入的氫離子摩爾數(shù)之比為1:2-4，向步驟1得到液體a中加入鈣的化合物，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調其ph值為6-8，得到液體b；步驟4：將步驟二得到的復合球浸泡于液體b中24h以上，過濾分離出復合球，105℃烘干；步驟5：按照質量比，液體b:增強纖維:水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:200-250:1-5:100，取各物料，先向液體b中加入增強纖維和水泥，勻漿，再加入雙氧水攪拌均勻，最后加入步驟四中浸泡過液體b的復合球，混合均勻，注入模具中，15-40℃下發(fā)泡成型，室溫下保濕養(yǎng)護，硬化熟化28天，得到肥水凈水多孔磚，可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖肥水和凈化水質，也可以用于缺乏營養(yǎng)素的工業(yè)廢水的處理。所述的草食性牲畜糞便包括牛、羊、馬、驢、鹿草食性動物的糞便。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。步驟三中加入的水泥為標號42.5號及以上通用水泥。纖維為棉、麻等植物纖維和聚丙烯纖維等合成纖維中一種或多種。優(yōu)點一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法的優(yōu)點是：無害化、資源化利用草食性牲畜糞便的同時，制備了具有釋放營養(yǎng)物質、吸附重金屬功能的肥水凈水多孔材料。無二次污染，在解決了環(huán)保問題的同時，又生產(chǎn)出了可利用的產(chǎn)品。具有很高的環(huán)境和經(jīng)濟效益。附圖說明圖1為一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法的工藝流程圖。具體實施方式本發(fā)明實施例中所用納米鈦酸鈣粉體均為本實驗室按文獻（張東,侯平.納米鈦酸鈣粉體的制備及其對水中鉛和鎘的吸附行為[j].化學學報,2009,(12):1336-1342）方法合成。實施例1一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，是取2kg新鮮的含水率為81%的牛糞，加入200g過磷酸鈣、300g的硅藻土和20g的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到90℃，保溫反應20min，再加入含硝酸和硫酸分別為1mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，攪拌均勻，加熱保持微沸40min，壓濾，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a水洗至中性，烘干，球磨粉碎，過100目篩，噴灑質量百分濃度為3%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，用圓盤造粒機制成粒徑范圍為5-10mm的小球，105℃烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化1h，再置于活化爐內(nèi)，通入小球質量1.5倍的水蒸氣于900℃活化1.5h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；液體a中加入56g氧化鈣，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調溶液的ph值7，得到液體b，將硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球浸沒于液體b中，浸泡24h以上，過濾分離出復合球，105℃烘干；按質量比液體b:聚丙烯纖維:42.5號普通硅酸鹽水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:225:2:100，取各材料，先將液體b、聚丙烯纖維和普通硅酸鹽水泥攪拌機內(nèi)混合均勻，再加入雙氧水，混合均勻，最后加入復合球，小心攪拌均勻，倒入模具中，30℃發(fā)泡成型，用塑料膜覆蓋嚴實，保濕，室溫下硬化熟化28天，切割，得到肥水凈水多孔磚1。實施例2一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，是取2kg新鮮的含水率為88%的牛糞，加入100g過磷酸鈣、200g的硅藻土和2g的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到60℃，保溫反應20min，再加入含硝酸和硫酸分別為0.5mol/l和0.25mol/l的混合酸溶液2l，攪拌均勻，加熱保持微沸60min，壓濾，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a水洗至中性，烘干，球磨粉碎，過100目篩，噴灑質量百分濃度為2%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，用圓盤造粒機制成粒徑范圍為5-10mm的小球，105℃烘干，置于炭化爐內(nèi)于400℃炭化2h，再置于活化爐內(nèi)，通入小球質量1.5倍的水蒸氣于1000℃活化1h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；液體a中加入80g碳酸鈣，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調溶液的ph值6，得到液體b，將硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球浸沒于液體b中，浸泡24h以上，過濾分離出復合球，105℃烘干；按質量比液體b:聚丙烯纖維:42.5號普通硅酸鹽水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:200:5:100，取各材料，先將液體b、聚丙烯纖維和普通硅酸鹽水泥攪拌機內(nèi)混合均勻，再加入雙氧水，混合均勻，最后加入復合球，小心攪拌均勻，倒入模具中，20℃發(fā)泡成型，用塑料膜覆蓋嚴實，保濕，室溫下硬化熟化28天，切割，得到肥水凈水多孔磚2。實施例3一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，是取2kg新鮮的含水率為85%的牛糞，加入200g過磷酸鈣、400g的硅藻土和20g的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到80℃，保溫反應10min，再加入含硝酸和硫酸分別為0.5mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，攪拌均勻，加熱保持微沸30min，壓濾，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a水洗至中性，烘干，球磨粉碎，過100目篩，噴灑質量百分濃度為3%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，用圓盤造粒機制成粒徑范圍為5-10mm的小球，105℃烘干，置于炭化爐內(nèi)于500℃炭化0.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入小球質量1.5倍的水蒸氣于800℃活化2h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；液體a中加入150g碳酸鈣，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調溶液的ph值8，得到液體b，將硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球浸沒于液體b中，浸泡24h以上，過濾分離出復合球，105℃烘干；按質量比液體b:聚丙烯纖維:42.5號普通硅酸鹽水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:250:1:100，取各材料，先將液體b、聚丙烯纖維和普通硅酸鹽水泥攪拌機內(nèi)混合均勻，再加入雙氧水，混合均勻，最后加入復合球，小心攪拌均勻，倒入模具中，40℃發(fā)泡成型，用塑料膜覆蓋嚴實，保濕，室溫下硬化熟化28天，切割，得到肥水凈水多孔磚3。實施例4一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，是取2kg新鮮的含水率為80%的羊糞，加入150g過磷酸鈣、250g的硅藻土和10g的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到70℃，保溫反應15min，再加入含硝酸和硫酸分別為1mol/l和0.25mol/l的混合酸溶液2l，攪拌均勻，加熱保持微沸50min，壓濾，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a水洗至中性，烘干，球磨粉碎，過100目篩，噴灑質量百分濃度為3%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，用圓盤造粒機制成粒徑范圍為5-10mm的小球，105℃烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化1.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入小球質量1.5倍的水蒸氣于850℃活化1.5h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；液體a中加入74g氫氧化鈣，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調溶液的ph值7，得到液體b，將硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球浸沒于液體b中，浸泡24h以上，過濾分離，取出復合球，105℃烘干；按質量比液體b:聚丙烯纖維:42.5號普通硅酸鹽水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:225:5:100，取各個材料，先將液體b、聚丙烯纖維和普通硅酸鹽水泥攪拌機內(nèi)混合均勻，再加入雙氧水，混合均勻，最后加入復合球，小心攪拌均勻，倒入模具中，15℃發(fā)泡成型，用塑料膜覆蓋嚴實，保濕，室溫下硬化熟化28天，切割，得到肥水凈水多孔磚4。實施例5一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，是取2kg新鮮的含水率為82%的馬糞，加入180g過磷酸鈣、350g的硅藻土和15g的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到90℃，保溫反應10min，再加入含硝酸和硫酸分別為0.5mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，攪拌均勻，加熱保持微沸30min，壓濾，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a水洗至中性，烘干，球磨粉碎，過100目篩，噴灑質量百分濃度為3%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，用圓盤造粒機制成粒徑范圍為5-10mm的小球，105℃烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化1.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入小球質量1.5倍的水蒸氣于900℃活化1.5h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；液體a中加入100g方解石粉，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調溶液的ph值7，得到液體b，將硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球浸沒于液體b中，浸泡24h以上，過濾分離，取出復合球，105℃烘干；按質量比液體b:聚丙烯纖維:42.5號普通硅酸鹽水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:200:3:100，取各個材料，先將液體b、聚丙烯纖維和普通硅酸鹽水泥攪拌機內(nèi)混合均勻，再加入雙氧水，混合均勻，最后加入復合球，小心攪拌均勻，倒入模具中，20℃發(fā)泡成型，用塑料膜覆蓋嚴實，保濕，室溫下硬化熟化28天，切割，得到肥水凈水多孔磚5。實施例6一種利用草食性牲畜糞便制備肥水凈水多孔磚的方法，是取2kg新鮮的含水率為80%的梅花鹿糞，加入200g過磷酸鈣、400g的硅藻土和20g的納米鈦酸鈣，攪拌均勻，加熱到80℃，保溫反應20min，再加入含硝酸和硫酸分別為1mol/l和0.5mol/l的混合酸溶液2l，攪拌均勻，加熱保持微沸30min，壓濾，固液分離，得到固體a和液體a；將固體a水洗至中性，烘干，球磨粉碎，過100目篩，噴灑質量百分濃度為3%的羧甲基纖維素鈉水溶液潤濕，用圓盤造粒機制成粒徑范圍為5-10mm的小球，105℃烘干，置于炭化爐內(nèi)于450℃炭化1.5h，再置于活化爐內(nèi)，通入小球質量1.5倍的水蒸氣于900℃活化1.5h，得到硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球；液體a中加入100g石灰石，攪拌反應完全，再用氫氧化鉀調溶液的ph值7，得到液體b，將硅藻土-鈦酸鈣-活性炭的復合球浸沒于液體b中，浸泡24h以上，過濾分離，取出復合球，105℃烘干；按質量比液體b:聚丙烯纖維:42.5號普通硅酸鹽水泥:質量百分濃度為30%的雙氧水:復合球為100:1:200:2:100，取各個材料，先將液體b、聚丙烯纖維和普通硅酸鹽水泥攪拌機內(nèi)混合均勻，再加入雙氧水，混合均勻，最后加入復合球，小心攪拌均勻，倒入模具中，30℃發(fā)泡成型，用塑料膜覆蓋嚴實，保濕，室溫下硬化熟化28天，切割，得到肥水凈水多孔磚6。實施例7將實施例1~6所得的肥水凈水多孔磚，按照標準“jg/t266-2011泡沫混凝土”方法和要求用鋸子切割成需要尺寸的多孔磚塊，并檢測各個性能指標，結果見表1。表1肥水凈水多孔磚性能指標干密度kg/m3抗壓強度mpa吸水率%肥水凈水多孔磚14010.9322.54肥水凈水多孔磚23980.8623.69肥水凈水多孔磚34740.9821.22肥水凈水多孔磚44221.0224.55肥水凈水多孔磚54370.9423.68肥水凈水多孔磚63990.8920.82實施例8將實施例1~6中材料，切割成規(guī)格為150*150*50mm的磚塊，各取1塊，置于1l蒸餾水中，每浸泡24h更換一次水，并分別按“hj636-2012水質總氮的測定-堿性過硫酸鉀消解紫外可見分光光度法”“gb11893-89水質總磷的測定-鉬酸銨分光光度法”“gb11904-89水質鉀和鈉的測定-火焰原子吸收分光光度法”分析浸泡液中氮磷鉀的含量，分別以n、p2o5和k2o表示，結果見表2表2肥水凈水多孔磚的營養(yǎng)釋放量，單位：g/l實施例9實施例1~6所得的肥水凈水多孔磚的吸附性能，取200mg/l的鉛標準溶液2000ml，于3000ml燒杯中，調溶液的ph值到6，分別加入1塊實施例1~6中得到的肥水凈水多孔磚，不時攪動，浸泡24h，用原子吸收測上清液中鉛的含量，按公式1計算去除率。結果見表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肥水凈水多孔磚吸附鉛的性能當前第1頁12