[发明专利]一种通过添加黄磷渣制备的富磷富硅堆肥产品及其生产方法

说明书

本发明公开了一种富磷富硅的有机肥料及其制备方法，属于废弃物资源化技术领域。本发明通过添加黄磷渣制备富磷富硅堆肥产品，包括以下步骤：在畜禽粪便中添加5‑20％(w:w)黄磷渣后，与堆肥调理剂均匀混合，进行高温好氧堆肥，经过升温期、高温期、降温期和腐熟期后获得堆肥产品。利用此方法生产的堆肥产品总磷含量高于2％，总硅含量高于10％，枸溶性磷含量不低于0.5％，枸溶性硅含量不低于0.9％。本发明利用黄磷渣生产有机肥，不仅可以显著提高有机肥料中磷、硅含量，营养丰富，市场潜力大，前景广阔，而且创新发展了一种利用无机废弃物和有机废弃物混合发酵生产肥料的方法，解决了黄磷渣大量堆存造成的环境问题。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化领域，尤其涉及一种通过添加矿渣制备的富磷富硅有机肥料及其生产方法。

背景技术

近年来，在国家政策推动下，我国的畜牧业生产方式向规模化、产业化和区域化转变，促进了现代化、机械化、集约化养殖业迅猛发展。据全国畜牧总站调查资料(2014年)显示，当前我国每年的畜禽粪污产生量约38亿吨，是工业废弃物的2.7倍，且呈现增长趋势，但是畜禽粪污资源化综合利用率不足60％。好氧堆肥技术因其成本低、除臭效果好、产物可肥料化等优点，被广泛应用于畜禽粪便的处理处置。

传统的好氧堆肥技术依然存在堆肥时间长、有机物降解不完全、腐殖化程度低、氨气挥发、温室气体释放等问题，亟待优化提升有关工艺。研究人员通过在好氧堆肥过程中加入不同类型的添加剂，调节堆体碳氮比和pH值，提高堆肥效率，减少氮素损失，钝化重金属，进而提升堆肥产品品质。畜禽粪便具有较高的含水率和低碳氮比，单独堆肥效果较差，需要添加木块、锯末等调理剂提高碳氮比，加快腐熟过程。研究发现生物炭可以作为堆肥调理剂，改善堆体孔隙结构，增强微生物活性，减少温室气体、氨气排放，固定重金属和有机污染物。沸石、蛭石和麦饭石等无机调理剂的添加也可以促进有机质降解，降低温室气体排放，提升堆肥品质。赵亮等人研究认为膜覆盖和沸石联用可以减少污泥好氧堆肥过程中的氨气逸散，也可以改善堆肥产品。赵越申报的专利《一种通过生物聚磷制备的富磷高效堆肥产品及其方法》提出在有机固体废弃物中加入生物炭和磷矿粉可以制备富磷堆肥产品，提高堆肥产品的磷总量及其有效性，但该专利操作需要额外添加解磷菌(专利申请号201710028415.3)，增加了工艺的复杂性与成本。专利《一种发酵腐熟的猪粪有机肥》提出在猪粪中加入磷酸盐制得的生物有机肥能提高农作物产量(专利申请号2016107 41142.2)。可见，合理组配堆肥原料，辅加合适的调理剂可有效地改善堆肥产品的品质，采用科学的工艺设计可以定向生产出具有特定性状的堆肥产品。

黄磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的颗粒状工业废渣，电炉中的高温熔体经水淬骤冷，形成粒状均质黄磷渣。根据生产工艺的不同，黄磷渣可分为结晶态黄磷渣和无定形黄磷渣两种。目前黄磷渣的资源化利用率较低，大量存放于堆场，不仅占用宝贵的土地资源，还带来一定的安全隐患。黄磷渣组分中90％以上是硅和钙，还含有约0.3％的磷，是一种富磷富硅的无机废弃物；其中无定形黄磷渣的磷、硅等元素的有效性高于结晶态黄磷渣。磷素是制约植物生长的重要因素，缺磷时植物生长受阻，会降低其产量和品质。硅是组成植物体的重要元素之一，施用硅肥不仅可以提高作物产量和品质，还可以增强植物体的抗胁迫能力。因此如果在堆肥过程中合理引入黄磷渣组份，预期可以获得富磷富硅的堆肥产品，为农业生产提供优质的有机肥料，但目前未见相关产品研发报道及专利。

发明内容

本发明提供一种添加黄磷渣制备的堆肥产品及其制备方法，以提高堆肥产品磷和硅元素含量，提供优质的有机肥料，并为黄磷渣的资源化利用提供新思路。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种通过添加黄磷渣制备的富磷富硅堆肥产品，其特征在于，在畜禽粪便中添加黄磷渣，经过高温好氧堆肥达到腐熟后，筛分出堆体中的木块，获得富磷富硅的堆肥产品。

所述堆肥产品的总磷含量不低于2％，总硅含量不低于10％，枸溶性磷含量不低于0.5％，枸溶性硅含量不低于0.9％；