专利摘要

专利摘要

一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法，包括如下步骤：取新鲜的畜禽粪便，调整含水率，加入硅藻土、纳米钛酸钙和双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应，再加入混合酸溶液，搅拌均匀，加热保持微沸，于压力容器内，容器内留有不少于50%的空间，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压，迅速释压，抽真空至100Pa，固液分离，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入浓磷酸，炭化，烘干得到污染物净化材料；将液体A用氢氧化钾和氨水调其pH值为6～8，得到液体复合肥料。本发明无害化综合利用畜禽粪便的同时，得到了高性能的污染物净化材料和廉价的复合肥，无二次污染，成本低，具有良好的经济效益和环境效益。

权利要求

1.一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、取新鲜的畜禽粪便，调整含水率80～85%，加入粪便质量10～30%的硅藻土、1～5%的纳米钛酸钙和5～10%的质量百分浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再按粪便质量和酸溶液体积比为1Kg:1L的比例加入硝酸和磷酸的浓度分别为0.5～1 mol/L和0.2～0.5 mol/L的混合酸溶液，搅拌均匀，加热保持微沸10～20min，于压力容器内，容器内留有不少于50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压30-60min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持30-60min，放气，固液分离，得到固体A和液体A；

2)、将步骤1得到的固体A烘干，按固体A质量加入1～2倍的浓度为85%的磷酸，置于炭化炉内于隔绝空气下400～500℃炭化0.5～2h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料；

3)、将步骤1得到液体A用任意比例的氢氧化钾和氨水调其pH值为6～8，得到液体复合肥料。

2.根据权利要求1所述的一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法，其特征在于，所述的畜禽粪便为草食性动物的粪便。

说明书

技术领域

本发明属于农业环境技术领域，具体涉及一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法。

背景技术

在现代水和空气净化技术中，光催化可以无害化降解和矿化有机物，吸附法可以回收水中有用重金属，对于有机无机混合废水和有机废气的处理，吸附和光催化结合起来，可以收到良好的效果。

现代的养殖业中，为了提高肉蛋奶毛皮的产量和品质，饲料里添加大量的高蛋白的、富含微量元素的营养成分和各种添加剂，这些物质会有很大一部分是以原型的形式通过粪尿排泄出来。所以现代养殖场的畜禽粪便中含纤维素，木质素，蛋白质，各种氨基酸和一些胶体类物质，也含有大量的铜铁锌等重金属，有时还会含有抗生素等有害物质。这些有害物质，传统的堆肥法已经无法处理掉。若直接施肥，这些有害物质进入土壤，危害极大。在牛羊马驴等草食性动物的粪便中，纤维素和木质素的含量较高，已有用于造纸（200610016594.0）和制备活性炭（201110071341.4，201110071341.4，200610152143.X）的报道，但是，现代养殖场中，草食性畜禽食草的同时，添加大量的蛋白、矿物质等营养素，使得粪便中的蛋白质、氨基酸和矿物质等含量偏高，制备的活性炭杂质含量高，吸附能力差，若采用预清洗，会产生大量的废水，二次污染也很严重。需要寻求新的畜禽粪便处理和制备安全的农用肥料技术。

发明内容

本发明的目的是，提供一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法。本发明无害化综合利用畜禽粪便的同时，得到了高性能的水处理材料和廉价的复合肥料，无二次污染，成本低，具有良好的经济效益和环境效益。

采用的技术方案是

一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法，包括如下步骤：

1)、取新鲜的畜禽粪便，调整含水率80～85%，加入粪便质量10～30%的硅藻土、1～5%的纳米钛酸钙和5～10%的质量百分浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再按粪便质量和酸溶液体积比为1Kg:1L的比例加入硝酸和磷酸的浓度分别为0.5～1 mol/L和0.2～0.5 mol/L的混合酸溶液，搅拌均匀，加热保持微沸10～20min，于压力容器内，容器内留有不少于50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压30-60min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持30-60min，放气，固液分离，得到固体A和液体A；

2)、将步骤1得到的固体A烘干，按固体A质量加入1～2倍的质量百分浓度为85%的磷酸，置于炭化炉内于隔绝空气下400～500℃炭化0.5～2h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料；

3)、将步骤1得到液体A用任意比例的氢氧化钾和氨水调其pH值为6～8，得到液体复合肥料。

所述的畜禽粪便为草食性动物的粪便。

所述的步骤3中得到的液体复合肥可以直接稀释后使用，也可以干燥后制成固态有机无机复合肥。

本发明的优点：本发明无害化综合利用畜禽粪便的同时，得到了高性能的水处理材料和复合肥料，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。

附图说明

图1为该工艺的流程图。

具体实施方式

本发明实施例中所用纳米钛酸钙粉体均为本实验室按文献（张东,侯平. 纳米钛酸钙粉体的制备及其对水中铅和镉的吸附行为[J]. 化学学报, 2009,(12): 1336-1342）方法合成。

实施例1

取含水率80%的新鲜牛粪2Kg，加入400g的硅藻土、100g的纳米钛酸钙和200g的浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再加入含硝酸和磷酸浓度分别为1 mol/L和0.5 mol/L的混合酸溶液2L，搅拌均匀，加热保持微沸20min，于压力容器内，容器内留有50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压60min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持60min，放气，抽滤，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入固体A质量2倍的质量百分浓度为85％的浓磷酸，置于炭化炉内氮气保护下450℃炭化2h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料1；液体A用氢氧化钾和氨水调pH值为6，得到液体复合肥1。

实施例2

取调整含水率82%的新鲜牛粪2Kg，加入200g的硅藻土、100g的纳米钛酸钙和100g的浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再加入含硝酸和磷酸浓度分别为0.5 mol/L和0.5 mol/L的混合酸溶液2L，搅拌均匀，加热保持微沸10min，于压力容器内，容器内留有50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压30min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持60min，放气，抽滤，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入固体A质量1.5倍的质量百分浓度为85％的浓磷酸，置于炭化炉内氮气保护下400℃炭化1h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料2；液体A用氢氧化钾和氨水调pH值为8，得到液体复合肥2。

实施例3

取调整含水率85%的新鲜羊粪2Kg，加入600g的硅藻土、50g的纳米钛酸钙和150g的浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再加入含硝酸和磷酸浓度分别为1 mol/L和0.2 mol/L的混合酸溶液2L，搅拌均匀，加热保持微沸20min，于压力容器内，容器内留有50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压40min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持50min，放气，抽滤，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入固体A质量1倍的质量百分浓度为85％的浓磷酸，置于炭化炉内氮气保护下400℃炭化2h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料3；液体A用氢氧化钾和氨水调pH值为7，得到液体复合肥3。

实施例4

取调整含水率80%的新鲜马粪2Kg，加入300g的硅藻土、50g的纳米钛酸钙和150g的浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再加入含硝酸和磷酸浓度分别为1 mol/L和0.2 mol/L的混合酸溶液2L，搅拌均匀，加热保持微沸20min，于压力容器内，容器内留有50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压50min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持30min，放气，抽滤，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入固体A质量2倍的质量百分浓度为85％的浓磷酸，置于炭化炉内氮气保护下500℃炭化0.5h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料4；液体A用氢氧化钾和氨水调pH值为6，得到液体复合肥4。

实施例5

取调整含水率80%的新鲜梅花鹿粪2Kg，加入500g的硅藻土、100g的纳米钛酸钙和200g的浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再加入含硝酸和磷酸浓度分别为1 mol/L和0.5 mol/L的混合酸溶液2L，搅拌均匀，加热保持微沸20min，于压力容器内，容器内留有50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压40min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持40min，放气，抽滤，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入固体A质量1.5倍的质量百分浓度为85％的浓磷酸，置于炭化炉内氮气保护下450℃炭化2h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料5；液体A用氢氧化钾和氨水调pH值为7，得到液体复合肥5。

实施例6

取调整含水率82%的新鲜牛粪2Kg，加入400g的硅藻土、20g的纳米钛酸钙和200g的浓度为30%的双氧水，搅拌均匀，加热微沸反应10min，再加入含硝酸和磷酸浓度分别为1 mol/L和0.5 mol/L的混合酸溶液2L，搅拌均匀，加热保持微沸15min，于压力容器内，容器内留有50%的空间，密闭，向容器空间内泵入空气，压力升至1MPa，保压60min，迅速释压，抽真空，减压至100Pa，保持30min，放气，抽滤，得到固体A和液体A；将固体A烘干，加入固体A质量2倍的质量百分浓度为85％浓磷酸，置于炭化炉内氮气保护下450℃炭化2h，水洗至近中性，烘干得到污染物净化材料6；液体A用氢氧化钾调pH值为8，得到液体复合肥6。

实施例7：液体肥指标参数

将实施例1～6所得的液体肥按照标准DB33/699-2008 “有机液体肥料和有机-无机复混液体肥料质量安全要求”的方法和要求测试，各项指标见表1和表2：

表1 液体肥的营养指标（有机-无机复混液体肥）

表2 液体肥安全指标（单位：mg/kg）

实施例8：污染物净化材料对水的净化性能

将实施例1～6得到的污染物净化材料粉碎，过60目筛，备用。分别取100mL含铅和亚甲蓝分别为20mg和0.6mg的混合溶液，分别加入实施例1～ 6中得到的复合材料1～6各0.1g，置于波长为254nm紫外光下，辐照强度为100μW/cm²，搅拌吸附反应60min，按照GB 7475～87方法用火焰原子吸收测定上清液中铅的含量，用分光光度计测定上清液在664nm波长处的吸光度值A，分别按公式1和2计算污染物净化材料对铅和亚甲基蓝的去除率，结果见表3.

公式1

公式2

式中：η 为铅的去除率（%）；C₀为初始浓度（mg/L）；C_e为平衡浓度（mg/L）；Y为脱色率（%）；A₀为溶液初始吸光度值；A₁为反应后溶液吸光度值。

表3 实施例1～6中制备的污染物净化材料对水质净化性能

实施例9：污染物净化材料对空气的净化性能

分别取实施例1～6制备的污染物净化材料粉碎过60目筛，称取5g，平铺于500×300mm的托盘，并置于长×宽×高为1250mm×800mm×1000mm的全玻璃空气试验箱内，调整箱内甲醛和甲苯的初始浓度均为5mg/m³，室内自然光条件下，开启风扇，扰动箱内空气，放置12h，根据GB/T18204.26-2000，采用酚试剂分光光度法测定箱内甲醛浓度，用气相色谱仪根据HJ 584～2010测定箱内甲苯的浓度，计算吸附量和去除率，同时做空白实验，结果见表4.

表4 实施例1～6中制备的净化材料1～6对气体的净化性能

以上数据表明,本发明方法制备的污染物净化材料具有较好的净化水质和空气中甲醛、甲苯的能力。

一种利用畜禽粪便制备污染物净化材料和复合肥的方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。