餐厨垃圾提取磷酸盐制备缓释营养土及其性能研究

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随着我国社会经济的提升,餐饮行业随之发展,因此餐厨垃圾产生量也同时增多。餐厨垃圾如果不能妥善处理,不仅影响人们生活环境的质量,严重时会对人体健康有危害。餐厨垃圾是一种营养物质丰富的固体废弃物,将可利用物质回收,可实现“变废为宝”。本研究将餐厨垃圾中的磷酸盐提取出来,用其制备营养土颗粒,在营养土颗粒外部包膜能缓释植物所需要的养分。实现了固废的资源和减量化,满足植物的生长需求,改善土壤环境。
  营养土颗粒以磷酸钾为主要原料,添加一定比例的膨润土,用水作为颗粒粘结剂,混合机械球磨后,手工制成颗粒。本文通过一系列试验,主要以营养土颗粒的抗压强度、磨损率等指标来确定营养土颗粒制备过程中最佳的原料配比、最佳的焙烧温度与时间。由试验结果可知营养土颗粒原料最佳选择是磷酸钾∶膨润土=1∶3,得到最佳焙烧温度是600℃、最佳焙烧时间是60min。在此条件下制备的营养土颗粒通过试验研究可知随着时间的推移营养土颗粒的磨损率与盐酸可溶率均符合标准。
  本研究为了使营养土颗粒具有更好的养分缓释效果,将上述制备出的营养土颗粒进行浸渍包膜试验,包膜材料是餐厨垃圾制备的生物炭与玉米秸秆提取的木质素,将焙烧后的营养土颗粒浸渍在包膜液中,置于烘箱在60℃下烘干1h后再放置风干冷却,获得包膜营养土颗粒。对其进行性能分析,主要包括对包膜营养土颗粒的耐磨分析、化学稳定性分析及吸水性能分析等。还对包膜营养土颗粒改良酸性土壤的影响因素进行简要分析,其影响因素包括生物质炭制备过程的热解温度与热解时间。包膜后的营养土颗粒的盐酸可溶率达到标准,稳定性较好。
  为了研究包膜后的营养土颗粒的缓释效果,将其置于水中模拟土壤环境,测试氮、磷、钾养分释放率。对包膜营养土颗粒在最佳制备条件下的性能进行分析,通过XRD、SEM、FT-IR表征分析包膜营养土颗粒。通过试验研究包膜营养土颗粒的缓释效果随营养土颗粒的包膜厚度、吸水、溶胀、水温、pH及释放方式的变化趋势。确定包膜营养土颗粒在水温22℃、pH值为6.5、包膜厚度是0.4mm时,养分缓释效果最佳。
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