技术成果:农林废弃物热解联油、炭和有机肥
(一) 技术名称:
农林废弃物热解联油、炭和有机肥
(二) 技术提供方:
中山大学环境科学与工程学院 严凯 yank9@mail.sysu.edu.cn
(三) 适用范围:
该技术可广泛应用于农林废弃物的处理,重金属污染土壤修复,有机肥制备,对环境的要求不大,可大规模进行应用
(四) 技术内容:
1、技术原理
微波辅助低温热解农林废弃物高效制备高价值生物油生物炭,农林废弃物衍生的生物材料与天然多孔矿物构建符合材料对土壤酸根离子态砷/铬固定钝化用于矿区修复;基于生物炭的高吸附性能,与复合菌群的高效复合,将农林废弃物全组分定向转化为功能有机肥,实现农林废弃物的高值高效化定向利用。
2、技术创新性
(1)高效利用有机固体废弃物,将其转化为高附加值的生物油和高活性多孔炭。
(2)建立天然矿物/农林固废基新型复合功能材料的研发及其钝化土壤酸根态重金属砷/铬的长效机制。
(3)功能菌群复配构建及其驱动秸秆关键物质定向转化和高效增殖技术。
3、技术优势
原料来源广泛,多孔碳制备工艺简单,成本低,矿区修复过程绿色,不会产生二次污染,合菌群定向转化秸秆和残渣制高值功能有机肥,有望实现秸秆清洁资源化多联产高值产品。
4、工艺流程
(1)将玉米秸秆或者水稻秸秆碎屑等(1.50±0.05 g)置于坩埚中。坩埚被置于微波反应器中,选用不同气体氛围(N2,CO2, H2/Ar 等),设定气流速率(50-100 mL/min),设定目标功率(300-800W),并保持 5-30 min,制备生物油和生物炭;
(2)优化高效土壤钝化材料和粘土矿物材料的生产工艺并改造、升级成套生产设备;采用已筛选或培育的镉铅低积累作物品种(水稻和蔬菜),开展低积累作物品种的适宜性研究。对黏土矿物化学固定/改性材料土壤钝化、水肥调控、低积累作物品种种植等技术进行组合、优化并示范。首先将生物炭与含有粘土矿物的矿石,如膨润土、高岭土等进行粉碎和研磨得到10~100 μm尺寸的矿石,然后将粘土矿物进行钝化处理,通常采用化学方法或热处理等手段,使其表面活性减弱,降低对有机物的吸附作用。最后将钝化材料用于矿区修复应用。
(3)测定发酵物料(典型作物秸秆)的物质组分特性,选定不同配比物料定向发酵(1:10~5:1),筛选出最佳配比;分离筛选秸秆主要组分(纤维素、木质素)的高效降解菌和促进作物生长及抗病的高效功能菌株;然后将发酵物料与功能菌株耦合复合菌群,定向发酵制高值功能有机肥。
5、控制的主要污染物
土壤酸根离子态砷/铬,N、P富营养,碱性。
6、污染治理效果
酸根离子态砷/铬的钝化效率≥70%。
