專利名稱：一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土及其方法
一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土及其方法技術鄰域
本發(fā)明涉及土質和石質邊坡綠化用高效復合保水混劑土，尤其是涉及一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土及其方法。
背景技術：
隨著人口的增長、生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，可供人類利用的土地資源正日益減少。而近年來，由于開墾荒地、毀壞森林、掠奪性開發(fā)礦產資源以及高速度發(fā)展交通運輸、能源、通訊等事業(yè)，大面積擾動地表，造成土地破壞和新的水土流失，使水土流失面積有增無減。專家預言如不加以重視，日益加重的水土流失勢必影響社會經濟的可持續(xù)發(fā)展，并直接威脅到國家的生態(tài)安全。公路建設的蓬勃發(fā)展，導致其引起的水土流失量占水土流失總量的很大比重，目前己成為我國最嚴重的國土水土流失之一，其破壞程度令人擔憂，表現為大量良田被蠶食、土壤肥力下降、泥沙淤積、防洪能力削弱。面對如此嚴峻的形勢，如何采取有效措施，來減輕水土流失程度，促進現有土地資源的合理利用已迫在眉睫。利用沼氣發(fā)酵殘留物尤其是其中的沼渣和沼液，制備出邊坡綠化保水混劑土是解決上述問題的一個有效途徑。以沼氣發(fā)酵殘余物沼渣和沼液為主要制備原料，其來源十分廣泛，可為沼渣沼液的綜合開發(fā)利用、實現固體廢物“三化”(資源化、減量化、無害化)提供一種有效途徑。在我國，沼氣池在廣大農村等地區(qū)正得到大規(guī)模的建設和應用。但隨之而來的，是產生了越來越多的沼氣發(fā)酵殘余物，如果不對其加以有效綜合利用和資源化，沼氣發(fā)酵殘余物則成為固體廢物而對環(huán)境產生危害。沼氣發(fā)酵殘留物經測定富含大量有作物生長發(fā)育所需要的腐植酸、有機質、全氮、含磷、全鉀及速效的氮、磷、鉀等成分。厭氧發(fā)酵產沼氣過程所消耗的是發(fā)酵原料中的碳和氫，即1個C原子和4個H原子結合生成1個CH4分子，所以沼氣發(fā)酵殘余物氮、磷、鉀等有利于植物生長的營養(yǎng)成分并未損失，同時在厭氧發(fā)酵處理后，氮、磷、鉀等成分以更有利用作為吸收的形態(tài)存在，例如銨態(tài)氮(即速效性氮)的數量增加1倍以上，更有利于農作物對氮素營養(yǎng)的需要，全氮損失僅1. 1%。因此，以沼液沼渣為原料，制備出的復合混劑土，其養(yǎng)分高于普通土質土壤。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種營養(yǎng)成分遲速兼?zhèn)?，保肥、保水、荷載輕、不易板結、成本低的復合高效保水混劑土，能起到防止水土流失和美化環(huán)境的作用，通過下列技術方案實現。一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備保水混劑土的方法，經過下列步驟
將沼渣、鋸末、骨粉、泥土混合，進行粉碎，再在混合物中添加溶脹后的保水劑、再加入沼液攪拌均勻，置于常溫厭氧發(fā)酵20 30天后，即得到以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土。所述保水劑為淀粉接枝丙烯酸型保水劑。所述沼渣、鋸末、骨粉、泥土、保水劑干劑按下列質量百分含量進行混合沼渣
335%、鋸末18%、骨粉5. 5%、泥土 40%、保水劑1. 5%。所述加入的沼液為每千克混合物中加入300mL。所述粉碎的顆粒度小于3mm。所述沼渣為產氣60天以上的沼氣發(fā)酵殘余物的固相風干物。所述沼氣發(fā)酵的原料為人畜糞便和/或農作物秸稈。本發(fā)明的另一目的在于提供一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土，是通過上述方法獲得的保水混劑土。本發(fā)明所使用的原料之一沼渣的營養(yǎng)成分全面，含有機質、全氮、全磷、全鉀及速率氮、速效磷、速效鉀等成分。沼渣的纖維有機質孔隙度大，孔隙多，有較強的離子交換性， 吸水能力強。鋸末對起到疏松土質、增加通氣、透水和保水性能的作用，同時保溫性強，可縮小混劑土的晝夜溫差，因此有利用促進植物的生長。保水劑的施用，不僅可以充分吸收灌溉水或自然降雨，防止水分滲漏和流失，提高水分利用率，而且可以促進土壤團聚體的形成， 改善土壤孔隙結構，防止肥料、農藥和水土流失，提高肥料的有效利用率。沼液中含有豐富的微量元素、腐殖質酸、氨基酸、植物生長激素、抗生素，可促進植物成長，加強植物抗病蟲害能力，與干基質混合經厭氧發(fā)酵后提高了保水混劑土中的營養(yǎng)成分。在混劑土中添加適量的淀粉接枝丙烯酸型保水劑，其目的在于加強復合混劑土的保濕效果。淀粉接枝型屬具有高吸水性的高分子聚合物，含有大量結構特異的強吸水基團， 不但能增加土壤的的保水性，還可使混劑土的含水率、容重、團聚體等理化參數得到提高， 主要用于造林地蓄水保墑，使用壽命長，吸水倍率和吸水速度等性狀極佳，成本較低。為確保在混劑土上栽種的青草、花卉等綠化植物的生長，在混劑土中還添加適量骨粉，以提高土壤中鈣和磷的比例。骨粉為白色粉末，可作基肥，發(fā)酵后施用，可提高肥效。本發(fā)明還通過對保水混劑土進行厭氧發(fā)酵的方法，來提高沼液和沼渣中營養(yǎng)成分被作物的利用程度，根據物料所需氮、磷、鉀等有效組分及混劑土所需的疏松和密度，加入適當的沼液來調節(jié)，制備出復合高效保水混劑土。本發(fā)明提供一種以沼氣發(fā)酵殘余物沼渣和沼液為主要制備原料、可適用于邊坡綠化的復合高效保水混劑土，其特征是保水效果好、水土流失量低，營養(yǎng)成分全面，有效養(yǎng)分穩(wěn)定釋放，成本低廉，尤其適用于高效公路等地點的邊坡綠化，亦可做為屋頂、庭院或盆栽植物的栽種基質土壤。采用混劑土進行綠化，可美化高速公路旁邊坡等地點的景觀環(huán)境、提高生態(tài)環(huán)境質量，兼具生態(tài)效應，經濟效應和社會效應。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1.成本低廉，本高效保水復合混劑土，大部分原料為廢棄物，制作工藝簡單，投資少。2.能快速吸收雨水、灌溉水并保存起來，當植物需要時，又緩慢釋放，這樣既能保證植物正常生長所需的水份，又能防止因蒸發(fā)、滲漏、流失把水份浪費掉，保證土壤長期保持濕潤，可反復吸水、放水、緩慢供植物利用。3.營養(yǎng)成分全面，兼具遲效、速效營養(yǎng)成分。4.改良土壤結構(團粒結構、透水性、透氣性)。反復的收縮與吸脹給土壤造成大量的孔隙，提高了土壤的透氣性、透水性，改善了根際環(huán)境，同時也增強了根際微生物的活動，加快了根際周圍有機礦物質的分解有利于根系吸收，促進了根系和植物的生長發(fā)育，改良了土壤基質，防止土壤板結，鹽漬化。5.應用范圍廣泛，在不同氣候條件下都能保持其穩(wěn)定性和高效性，抑塵防蝕?？捎糜谶吰隆⑽蓓?、庭院的綠化及盆栽花卉植物。6.如將肥料與其混用，在其儲存雨水和灌溉水的同時也能把肥料保存起來緩慢釋放，減少因蒸發(fā)、滲漏所導致的肥料和浪費，從而提高肥料的利用率。7.所使用制備材料全部為無害物質，對栽種作物為產生毒副作用，使用過程對環(huán)境無任何污染。


圖1為保水混劑土與普通土質的土壤水分蒸發(fā)量比較； 圖2為保水混劑土與普通土質的土壤水分蒸發(fā)率比較；
圖3為保水混劑土與普通土質的土壤水土流失量比較。
具體實施例方式實施例1
將沼渣3. 5kg、鋸末1. 8kg、骨粉0. 55kg、泥土 4kg混合，進行粉碎至顆粒度小于3mm，其中沼渣為產氣60天以上的人畜糞便和農作物秸稈的沼氣發(fā)酵殘余物的固相風干物，再取淀粉接枝丙烯酸型保水劑0. 15kg待溶脹后添加到混合物中，再加入沼液3000mL攪拌均勻， 置于常溫厭氧發(fā)酵20天后，即得到以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土。所得保水混劑土的中各組分質量百分含量如下沼渣35%，鋸末18%，骨粉5. 5%，泥土 40%，淀粉接枝丙烯酸型保水劑1. 5%，沼液3000mL。實施例2
將沼渣3. 5kg、鋸末1. 8kg、骨粉0. 55kg、泥土 4kg混合，進行粉碎至顆粒度小于3mm，其中沼渣為產氣60天以上的人畜糞便的沼氣發(fā)酵殘余物的固相風干物，再取淀粉接枝丙烯酸型保水劑0. 15kg待溶脹后添加到混合物中，再加入沼液3000mL攪拌均勻，置于常溫厭氧發(fā)酵30天后，即得到以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土。所得保水混劑土的中各組分質量百分含量如下沼渣35%，鋸末18%，骨粉5. 5%，泥土 40%，淀粉接枝丙烯酸型保水劑1. 5%，沼液3000mL。實施例3
將沼渣3. 5kg、鋸末1. 8kg、骨粉0. 55kg、泥土 4kg混合，進行粉碎至顆粒度小于3mm，其中沼渣為產氣60天以上的農作物秸稈的沼氣發(fā)酵殘余物的固相風干物，再取淀粉接枝丙烯酸型保水劑0. 15kg待溶脹后添加到混合物中，再加入沼液3000mL攪拌均勻，置于常溫厭氧發(fā)酵25天后，即得到以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土。所得保水混劑土的中各組分質量百分含量如下沼渣35%，鋸末18%，骨粉5. 5%，泥土 40%，淀粉接枝丙烯酸型保水劑1. 5%，沼液3000mL。采用實施例1所得的復合保肥混劑土進行理化特征參數分析，見表1 表1邊坡綠化保水混劑土理化特征參數分析
權利要求
1.一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備保水混劑土的方法，其特征在于經過下列步驟 將沼渣、鋸末、骨粉、泥土混合，進行粉碎，再在混合物中添加溶脹后的保水劑、再加入沼液攪拌均勻，置于常溫厭氧發(fā)酵20 30天后，即得到以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述保水劑為淀粉接枝丙烯酸型保水劑。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述沼渣、鋸末、骨粉、泥土、保水劑干劑按下列質量百分含量進行混合沼渣35%、鋸末18%、骨粉5. 5%、泥土 40%、保水劑1. 5%。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述加入的沼液為每千克混合物中加入300mL。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述粉碎的顆粒度小于3mm。
6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述沼渣為產氣60天以上的沼氣發(fā)酵殘余物的固相風干物。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述沼氣發(fā)酵的原料為人畜糞便和/或農作物秸稈。
8.一種通過權利要求1 7所述的任一方法而獲得的保水混劑土。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以沼氣發(fā)酵殘余物制備保水混劑土的方法，通過將沼渣、鋸末、骨粉、泥土混合，進行粉碎，再在混合物中添加溶脹后的保水劑、再加入沼液攪拌均勻，置于常溫厭氧發(fā)酵20～30天后，即得到以沼氣發(fā)酵殘余物制備的保水混劑土。該制備方法快速簡便、成本低廉，實現了沼氣發(fā)酵殘余物的綜合利用及資源化、減量化和無害化。所得保水混劑土具有如下特點能快速吸收雨水、灌溉水并保存起來，保證植物正常生長所需的水份；保證土壤長期保持濕潤；荷重輕、容重低、孔隙率大；營養(yǎng)成分全面，兼具遲效、速效營養(yǎng)成分；在各種植物以及不同氣候條件下都能保持其穩(wěn)定性和高效性；節(jié)省肥料和農藥；無毒無害、無副作用，對環(huán)境不產生任何污染。
文檔編號C09K17/32GK102220134SQ20111011641
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者寧平, 李芳 , 王向宇, 祝敏平, 高袖 申請人:昆明理工大學