本發(fā)明屬于廢棄生物質資源化，尤其涉及一種畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法。

背景技術：

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖業(yè)逐漸由散養(yǎng)化向規(guī)模化養(yǎng)殖轉變，存欄量呈現(xiàn)不斷增長的趨勢。我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展的同時，帶來的環(huán)境問題也日益加重。畜禽糞便若不及時處置，不僅會造成土壤鹽漬化，傳播微生物，而且還會產(chǎn)生空氣污染、水污染等給生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。在現(xiàn)有的畜禽糞便處理技術中，主要以厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣為主。然而厭氧發(fā)酵后殘留的沼渣數(shù)量巨大(年產(chǎn)生量超過1.3億t)，無法得到良好處理。沼渣含水量高，并含有豐富的有機質，通常情況下，處理沼渣的技術是進一步進行強化堆肥，但堆肥占地面積大、耗時長，且容易產(chǎn)生惡臭氣體。因此，尋找一種沼渣高值化利用技術至關重要。

2、水熱技術是在密閉的高壓反應釜中，以水為反應介質，在一定溫度和壓強下生物質轉化的一種熱化學轉化技術。水熱技術不受原料含水率的制約，特別適合沼渣這類含水率高的廢棄物，其操作簡單，耗能低，可大大降低運行成本。利用水熱技術處理沼渣，不僅可獲得純度高、分散性好、粒度易控制的生物炭材料，水熱液中還含有豐富的黃腐酸等小分子有機物。

3、其中黃腐酸是一種溶于水的紅棕色或黑色粉末狀物質，分子量在680～1750道爾頓，可以刺激植物根系生長，促進細胞分裂，土壤中的絡合劑，還具有螯合、緩沖、吸附和催化能力；強大的抗氧化劑和自由基清除劑；天然的小分子螯合排毒劑。目前，黃腐酸主要是從泥炭、褐煤、風化煤等化石能源中提取，而通過水熱技術處理沼渣生產(chǎn)黃腐酸，可以間接節(jié)約不可再生資源的利用。相比之下，黃腐酸鉀具有更高的溶解性和更好的應用效果。黃腐酸鉀不僅能被更快地吸收到土壤中，不易酸化土壤，還具有更優(yōu)越的生物活性。因此，通過水熱技術處理沼渣生產(chǎn)黃腐酸鉀，比生成黃腐酸具有更顯著的優(yōu)勢。因此，通過水熱技術處理畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀，不僅能夠高效利用沼渣資源，解決環(huán)境污染問題，還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質、高效的肥料，具有廣闊的應用前景和重要的實踐意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，以克服傳統(tǒng)方法中的低效率、高消耗和環(huán)境污染問題，通過優(yōu)化反應條件和工藝流程，實現(xiàn)黃腐酸鉀的快速、高產(chǎn)量提取，環(huán)境友好且經(jīng)濟高效。

2、本發(fā)明提供了一種畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，包括：

3、(1)將畜禽糞便發(fā)酵沼渣進行烘干、研磨，得到干燥碎料；

4、(2)將所述干燥碎料與溶解有1％過硫酸鉀的去離子水混合，按照固液比為(2.050～2.060)g/40ml，進行第一次水熱反應，反應溫度為180～220℃，反應時間為2～12h，水熱產(chǎn)物固液分離后得到水熱液；

5、(3)在步驟(2)所得水熱液中重新加入干燥碎料，并進行同步驟(2)的第二次水熱反應，得到水熱產(chǎn)物；

6、(4)重復步驟(3)進行第三次及第四次水熱循環(huán)，以確保反應體系中黃腐酸鉀的逐步積累和純度的提高；

7、(5)在第四次水熱反應結束后，對水熱產(chǎn)物進行固液分離，得到含有高純度黃腐酸鉀的液相產(chǎn)物和固體殘余物；

8、(6)將所述液相產(chǎn)物噴霧干燥，得到黃腐酸鉀純品物質。

9、進一步地，步驟(1)中烘干溫度為105℃。

10、進一步地，步驟(2)中固液比為1:20，反應溫度為為200℃，反應時間為4h。

11、進一步地，步驟(2)中通過1％過硫酸鉀將反應體系中的ph值調節(jié)至12。

12、借由上述方案，通過畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，具有如下技術效果：

13、1)該方法通過改進水熱循環(huán)技術、引入新型催化劑-過硫酸鉀、采用多次水熱循環(huán)，顯著提高了黃腐酸鉀的產(chǎn)率和純度，同時確保了工藝的環(huán)保性和經(jīng)濟性。

14、2)通過精確控制水熱反應的參數(shù)，顯著提升了黃腐酸鉀的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，同時大幅減少了水的消耗。

15、3)該方法還關注于整個生產(chǎn)過程中的環(huán)境影響，確保工藝的清潔性和可持續(xù)性。

16、4)通過該方法不僅黃腐酸鉀得到有效利用，固體殘余物也能轉化為有價值的產(chǎn)品，如生物炭或土壤改良劑，從而實現(xiàn)了廢棄生物質的全組分資源化。

17、上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

技術特征：

1.一種畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，其特征在于，步驟(1)中烘干溫度為105℃。

3.根據(jù)權利要求1所述的畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，其特征在于，步驟(2)中固液比為1:20，反應溫度為為200℃，反應時間為4h。

4.根據(jù)權利要求3所述的畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，其特征在于，步驟(2)中通過1％過硫酸鉀將反應體系中的ph值調節(jié)至12。

技術總結
本發(fā)明涉及一種畜禽糞便發(fā)酵沼渣制備高純度黃腐酸鉀的方法，包括：(1)將畜禽糞便發(fā)酵沼渣進行烘干、研磨，得到干燥碎料；(2)將干燥碎料與溶解有1％過硫酸鉀的去離子水混合，進行第一次水熱反應，固液分離后得到水熱液；(3)在步驟(2)所得水熱液中重新加入干燥碎料，并進行同步驟(2)的第二次水熱反應，得到水熱產(chǎn)物；(4)重復步驟(3)進行第三、四次水熱循環(huán)；(5)在第四次水熱反應結束后，進行固液分離，得到含有高純度黃腐酸鉀的液相產(chǎn)物；(6)將液相產(chǎn)物噴霧干燥，得到黃腐酸鉀純品物質。本發(fā)明通過引入新型催化劑?過硫酸鉀、采用多次水熱循環(huán)，顯著提高了黃腐酸鉀的產(chǎn)率和純度，同時確保了工藝的環(huán)保性和經(jīng)濟性。

技術研發(fā)人員：劉振剛,顏艾楚,羅磊
受保護的技術使用者：中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6