[發明專利]一種利用餐廚垃圾制備生物炭的方法

有效

• 申請號: 201510024912.7
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104557160B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 辛言君;杜海巖;劉永萍;陳清華
• 申請（專利權）人: 青島農業大學
• 主分類號: C05F9/00
• 分類號: C05F9/00;C05G3/04
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 郝團代

技術領域

本發明涉及一種利用餐廚垃圾制取制備生物炭的方法,屬于農業固廢資源化利用領域。

背景技術

隨著能源和資源的短缺以及環境污染的日益嚴重，生物質資源的利用研究引起了廣泛的關注。餐廚垃圾是居民在生產生活過程中產生的固體廢棄物，是飲食單位丟棄的剩飯剩菜的統稱，是城市有機生活垃圾的主要成分。隨著生活水平的不斷提高，餐廚垃圾的產生量不斷增加。但是餐廚垃圾傳統的處理方式多是進行填埋或者直接用做飼料，對環境存在著潛在的危害，并且極易造成傳染病的爆發，嚴重影響人們的身體健康，給環保工作帶來巨大的壓力。餐廚垃圾中含有較高的鹽分和油，嚴重制約了微生物的繁殖，使餐廚垃圾的厭氧發酵產甲烷技術受到了限制。因此，開發餐廚垃圾的資源化利用技術，充分利用其潛在的資源價值，具有十分重要的意義。

生物炭是生物質在缺氧或無氧環境下熱解得到一類具有高度芳香化物質，疏松多孔，表面積巨大，將其施到土壤后，不僅可以增加土壤有機物質，而且其巨大的比表面可以強烈地吸附銨、硝酸鹽、磷酸鹽和一些其它水溶性鹽養分離子，有效調節土壤 N、P、K等營養元素的循環，提高土壤保水保肥能力。把餐廚垃圾轉變為生物炭埋到地下后等于把碳封存進了土壤，有助于減緩全球變暖。因此，如果能夠把餐廚垃圾轉變為生物炭，可以安全的實現餐廚垃圾資源化利用，具有顯著的環境效益、社會效益和經濟效益，因此具有廣闊的應用前景。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明目的在于：提供一種利用餐廚垃圾制備生物炭的方法，該方法操作簡單，提高了廢棄物資源利用效率，達到了資源循環利用的目的；制備出的生物炭比表面積大，應用于農田可改良土壤的性質，提高土壤肥力，節約農業生產成本，修復受污染土壤；減少了餐廚垃圾對環境的污染，為餐廚垃圾處置提供一條新的途徑，引領餐廚垃圾產業向低碳、可持續健康發展，具有廣闊的推廣應用前景。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種利用餐廚垃圾制備生物炭的方法，其步驟如下：一、原料處理：將餐廚垃圾晾曬至含水率降到10%以下，而后粉碎至4～6mm的顆粒備用；二、熱解炭化：步驟一中得到的顆粒投入碳化爐內，通入氮氣，加熱，以2-10℃/min的升溫速率升溫至200～300℃后，恒溫30～60min；然后以5～20℃/min的升溫速率升溫至350～500℃后，恒溫1～4h；然后在缺氧條件下降溫至80℃出料；三、調整篩選：將步驟二中獲得的產物粉碎后過100目篩，用去離子水浸泡清洗8～12min，過濾晾干，獲得pH值8.0～10.5，有機質含量50%～70%，養分含量5～15%，孔隙度0.25～0.35cm³ /g，孔徑10～40nm，平均比表面積120～220m³/g的生物炭。

進一步的，所述步驟二中開啟加熱裝置，以5℃/min的升溫速率升溫至250℃后，恒溫40min；然后以10℃/min鐘的升溫速率，升溫至450℃后，恒溫2h；最后，在通入氮氣條件下降溫至80℃出料；獲得pH值8.0～8.5，有機質含量55%～70%，養分含量為10～15%，孔隙度為0.30～0.32cm³/g，孔徑25～40nm，平均比表面積220m³/g的生物炭。

進一步的，將步驟三中所得生物炭用于土壤改良，每畝施用100～1000kg，土壤pH值提高0.15～0.45，土壤容重降低4～10%，總孔隙度提高4%～12%。

本發明的有益技術效果：通過上述方法對餐廚垃圾進行處理，操作簡單，提高了廢棄物資源利用效率，達到了資源循環利用的目的；制備出的生物炭比表面積大，應用于農田可改良土壤的性質，提高土壤肥力，節約農業生產成本，修復受污染土壤；減少了餐廚垃圾對環境的污染，為餐廚垃圾處置提供一條新的途徑，引領餐廚垃圾產業向低碳、可持續健康發展，具有廣闊的推廣應用前景。

具體實施方式

以下結合具體實例對本發明詳細說明。

實施例1

一種利用餐廚垃圾制備生物炭的方法，其步驟如下：