一种利用紫胶加工固体废弃物制备干热河谷困难立地土壤改良的有机肥的制备方法与流程

1.本发明涉及土壤改良技术领域，具体涉及一种利用紫胶加工固体废弃物制备干热河谷困难立地土壤改良的有机肥的制备方法。


背景技术：

2.干热河谷是指高温、低湿河谷地带，主要分布于云南省金沙江、元江、怒江、南盘江、澜沧江等地区，总面积约2.4万平方公里，是我国典型生态脆弱区。其中，陡坡地面积占80％(魏汉功，1988)，复杂的地理和气候环境造就了干热河谷植被稀有。由于受焚风效应影响，干热河谷蒸发量是降雨量的3-6倍，炎热干燥，水土流失及荒漠化、石漠化严重，生态十分脆弱，同时，失衡的水热配比条件及不合理的人为活动导致了干热河谷植被的脆弱，其植被恢复难度仅次于沙漠。增加干热河谷荒漠化、石漠化土壤中有机质含量，改善土壤肥力、减少水土流失是干热河谷困难立地造林进行生态修复主要解决的问题，但现有技术中却并未存在针对解决该问题的方法。
3.过去几十年，各级政府投入大量资金在干热河谷人工造林进行生态修复，由于只注重生态效益不注重经济效益，造林完成后遇到极端干旱气候时，由于缺乏后续管护资金从江中取水浇灌，造成大量树木死亡，发生生态修复后逆转。要解决生态修复逆转问题，找到具有经济效益和市场前景，又耐旱、耐贫瘠的造林树种是关键。
4.紫胶是紫胶虫寄生在树上所分泌的一种成膜性能优异的天然树脂，广泛应用于国防军工、食品医药等行业和部门，具备较好的经济效益和市场前景，干热河谷气候适宜于紫胶原料生产，理论上具备利用紫胶虫寄主植物进行干热河谷生态修复的基本条件。但筛选出耐旱耐贫瘠的紫胶虫寄主植物是关键。紫胶虫寄主植物有近300种，通过多年筛选实验，从十余种紫胶虫寄主植物中筛选出耐旱性较好的优良树种南岭黄檀。改善石漠化、沙漠化土壤条件，提高南岭黄檀的生长速度和长势关乎人工造林经济效益。然而随着人们环保意识的提高，新的环保法实施和监管力度的加大，紫胶深加工企业固体废弃物排放也面临前所未有的压力。
5.常见紫胶深加工过程中产生的固体废弃物主要有：紫胶清洗过程中分离的上浮杂质(短树枝、木屑、树叶)、洗色水过滤滤饼(紫胶虫尸体及未完全提取的紫胶粉末)；脱蜡漂白紫胶生产过程中的溶解过滤滤渣及脱蜡工序产生的过滤滤饼。主要污染物来源于原胶中的有机物及加工助剂。
6.因此对紫胶加工过程中产生的种常见固体废弃物:颗粒紫胶生产固体废弃物、色素提取固体废弃物及脱蜡漂白紫胶生产固体废弃物进行资源化利用也具有重要意义。


技术实现要素：

7.本发明针对干热河谷荒漠化、石漠化土壤特性，利用紫胶加工过程中产生的各种常见固体废弃物得到具有干热河谷石漠化土壤改良效果的多效有机肥，以达到改善土壤肥
力、减少水土流失的效果，同时实现紫胶加工废弃物资源化利用，降低紫胶深加工固体废弃物对环境污染的目的。
8.为此本发明提供了一种利用紫胶加工固体废弃物制备干热河谷困难立地土壤改良的有机肥的制备方法，包括以下步骤：
9.1)按质量比1：8-12：1:10-14将颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质、色素提取滤饼、漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣、脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼混合，再加水搅拌混合均匀；
10.2)将上述混合物中的水分离，除去固体有机物中的盐分，加入磷酸，调整ph值至中性；
11.3)在上述混合物中加入堆肥发酵菌，搅拌混合；
12.4)将上述预处理好的固体废弃物加入发酵池，顶部铺上薄膜发酵30-60天；
13.5)在上述固体废弃物中加入0.01-1％硅酸盐细菌混合，得到所述干热河谷困难立地土壤改良有机肥。
14.作为优选的技术方案，所述步骤1)中颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质包括短树枝、木屑、树叶及少量的碱、盐助剂及紫胶；所述上浮杂质呈弱碱性，原胶清洗过程中加入的助剂生成的无机物有：次氯酸钠、连二亚硫酸钠(保险粉)、碳酸钠等。
15.作为优选的技术方案，所述步骤2)中色素提取滤饼包括虫尸、紫胶、未提干净色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪；所述色素提取滤饼呈弱酸性，少量残留助剂有：盐酸、氯化钠、硫酸钠等。
16.作为进一步的优选，所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
17.作为优选的技术方案，所述步骤2)中漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣包括少量的树枝、树叶、未溶解的紫胶、紫胶色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪、紫胶；所述漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣由于溶解时加碳酸钠呈弱碱性。
18.作为进一步的优选，所述紫胶色素为蒽醌类化合物。
19.作为进一步的，所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
20.作为优选的技术方案，所述步骤2)中脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼包括过滤助剂硅藻土或活性碳以及少量未脱尽的紫胶蜡，残留的碳酸钠、紫胶及无机盐；所述脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼呈弱碱性。
21.作为优选的技术方案，所述步骤3)中堆肥发酵菌为em堆肥菌或枯草芽孢杆菌中的一种。
22.本发明存在如下有益技术效果：
23.堆肥发酵菌可快速分解有机质，硅酸盐细菌能释放土壤沙粒、岩石中的磷钾硅元素，通过堆肥发酵菌与硅酸盐细菌的协同作用，可改善干热河谷石漠化及沙漠化土壤，再与南岭黄檀根瘤菌协同作用，提高土壤肥力，防止水土流失，进一步提高紫胶虫寄主植物的长势及紫胶产量，同时实现紫胶加工废弃物资源化利用，减少环境污染的目的。
具体实施方式
24.下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些实施方式并非对实际保护范围构成任何限定。
25.实施例1
26.1)按质量比1：8：1:10将颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质、色素提取滤饼、漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣、脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼混合，再加水搅拌混合均匀；
27.2)将上述混合物中的水分离，除去固体有机物中的盐分，加入磷酸，调整ph值至中性；
28.3)在上述混合物中加入em堆肥菌，搅拌混合；
29.4)将上述预处理好的固体废弃物加入发酵池，顶部铺上薄膜发酵30-60天；
30.5)在上述固体废弃物中加入0.01％硅酸盐细菌混合，得到所述干热河谷困难立地土壤改良有机肥。
31.所述步骤1)中颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质包括短树枝、木屑、树叶及少量的碱、盐助剂及紫胶；所述上浮杂质呈弱碱性，原胶清洗过程中加入的助剂生成的无机物有：次氯酸钠、连二亚硫酸钠(保险粉)、碳酸钠等。
32.所述步骤2)中色素提取滤饼包括虫尸、紫胶、未提干净色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪；所述色素提取滤饼呈弱酸性，少量残留助剂有：盐酸、氯化钠、硫酸钠等。
33.所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
34.所述步骤2)中漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣包括少量的树枝、树叶、未溶解的紫胶、紫胶色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪、紫胶；所述漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣由于溶解时加碳酸钠呈弱碱性。
35.所述紫胶色素为蒽醌类化合物。
36.所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
37.所述步骤2)中脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼包括过滤助剂硅藻土或活性碳以及少量未脱尽的紫胶蜡，残留的碳酸钠、紫胶及无机盐；所述脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼呈弱碱性。
38.实施例2
39.1)按质量比1：10：1:12将颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质、色素提取滤饼、漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣、脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼混合，再加水搅拌混合均匀；
40.2)将上述混合物中的水分离，除去固体有机物中的盐分，加入磷酸，调整ph值至中性；
41.3)在上述混合物中加入枯草芽孢杆菌，搅拌混合；
42.4)将上述预处理好的固体废弃物加入发酵池，顶部铺上薄膜发酵30-60天；
43.5)在上述固体废弃物中加入0.05％硅酸盐细菌混合，得到所述干热河谷困难立地土壤改良有机肥。
44.所述步骤1)中颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质包括短树枝、木屑、树叶及少量的碱、盐助剂及紫胶；所述上浮杂质呈弱碱性，原胶清洗过程中加入的助剂生成的无机物有：次氯酸钠、连二亚硫酸钠(保险粉)、碳酸钠等。
45.所述步骤2)中色素提取滤饼包括虫尸、紫胶、未提干净色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪；所述色素提取滤饼呈弱酸性，少量残留助剂有：盐酸、氯化钠、硫酸钠等。
46.所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
47.所述步骤2)中漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣包括少量的树枝、树叶、未溶解的紫胶、紫胶色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪、紫胶；所述漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣由于溶解时加碳酸钠呈弱碱性。
48.所述紫胶色素为蒽醌类化合物。
49.所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
50.所述步骤2)中脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼包括过滤助剂硅藻土或活性碳以及少量未脱尽的紫胶蜡，残留的碳酸钠、紫胶及无机盐；所述脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼呈弱碱性。
51.实施例3
52.1)按质量比1：12：1:14将颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质、色素提取滤饼、漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣、脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼混合，再加水搅拌混合均匀；
53.2)将上述混合物中的水分离，除去固体有机物中的盐分，加入磷酸，调整ph值至中性；
54.3)在上述混合物中加入em堆肥菌，搅拌混合；
55.4)将上述预处理好的固体废弃物加入发酵池，顶部铺上薄膜发酵30-60天；
56.5)在上述固体废弃物中加入1％硅酸盐细菌混合，得到所述干热河谷困难立地土壤改良有机肥。
57.所述步骤1)中颗粒紫胶清洗过程中分离的上浮杂质包括短树枝、木屑、树叶及少量的碱、盐助剂及紫胶；所述上浮杂质呈弱碱性，原胶清洗过程中加入的助剂生成的无机物有：次氯酸钠、连二亚硫酸钠(保险粉)、碳酸钠等。
58.所述步骤2)中色素提取滤饼包括虫尸、紫胶、未提干净色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪；所述色素提取滤饼呈弱酸性，少量残留助剂有：盐酸、氯化钠、硫酸钠等。
59.所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
60.所述步骤2)中漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣包括少量的树枝、树叶、未溶解的紫胶、紫胶色素、紫胶虫蜜露、蛋白质、脂肪、紫胶；所述漂白紫胶生产过程中溶解阶段的废渣由于溶解时加碳酸钠呈弱碱性。
61.所述紫胶色素为蒽醌类化合物。
62.所述紫胶虫蜜露为多糖、氨基酸。
63.所述步骤2)中脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼包括过滤助剂硅藻土或活性碳以及少量未脱尽的紫胶蜡，残留的碳酸钠、紫胶及无机盐；所述脱蜡漂白紫胶生产过程中脱蜡工序产生的滤饼呈弱碱性。
64.实验例1
65.将该技术方案应用于元谋平田丙令林场2021年6月南岭黄檀造林施肥，2022年4月在同一地点取混合样，对21项土壤指标实际检测，土壤持水量由18.29％增加到27.31％；比重由2.68g/cm3降到到2.55g/cm3；容重由1.45g/cm3下降到1.28g/cm3；总孔隙度由45.89％下降到41.61％；铵态氮由3.04mg/kg上升到4.91mg/kg；有效磷由4.8mg/kg上升到6.1mg/kg；速效钾由36mg/kg上升至53mg/kg有机质由6.37g/kg上升到10.84g/kg。
66.实验例2
67.将该技术方案应用于在牟定戌街老纳紫胶林示范基地2021年4月南岭黄檀造林施肥，2022年4月在同一地点取混合样，对21项土壤指标实际检测，土壤持水量由23.6％增加到36.1％；比重由2.46g/cm3降到2.37g/cm3；容重由1.23g/cm3下降到1.18g/cm3；总孔隙度由50.23％下降到45.32％；铵态氮由14.63mg/kg上升到21.25mg/kg；有效磷由1.5mg/kg上升到2.8mg/kg；速效钾由157mg/kg上升至182.2mg/kg；有机质由8.3g/kg上升到12.6g/kg。
68.表1
69.[0070][0071]
通过表1数据可知经过实验例1和实验例2的土壤改良处理后，土壤的肥力及水土保持能力得到显著改善，于此同时也实现紫胶加工废弃物资源化利用，减少了环境污染。
[0072]
应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：对前述各实施例所记载的技术方案进行修改或者替换，并不脱离本发明各实施例技术方案的范围。