專利名稱：以牛糞為原料制備消毒殺菌劑和液體鉀肥的方法
技術領域：
本發明屬于環保農業領域，尤其涉及以牛糞為原料制備高純二氧化氯及液體鉀肥型復合肥料的方法。
背景技術：
在牛的養殖過程中會產生大量的牛糞，若不加以合理有效地利用，不僅浪費了資源，同時對環境的造成了污染(對水、土地或大氣的污染)。因此有效利用牛糞中的剩余營養物質，實現廢棄物的再利用、無害化成為研究的新方向。牛糞中含量最多的成分是具有還原性的粗纖維素，粗纖維在酸性條件下水解生成的葡萄糖能與氯酸鉀反應生成二氧化氯。二氧化氯是一種優良的消毒劑，可用于養牛場中廢水的凈化，實現水的循環利用，也可用于飲水消毒，食品加工、蔬菜水果保鮮、衛生防疫消毒和滅菌、水產養殖的水體消毒等諸 多方面，反應后的液體中含有氮、磷、硫、鐵、鉀、鋅等元素，經處理后可以作為液體肥料用于牛場草的施肥。這樣在消除廢棄對環境污染的同時又能得到消毒效果較好的二氧化氯消毒齊U，資源得到了合理的利用。目前對牛糞的處理與利用多集中在堆肥處理、制作畜禽飼料、生活及發電沼氣生產以及食用菌栽培等方面，但這些應用都具有一定局限性。例如在堆肥處理中，由于牛糞中有病原菌、蟲卵、抗生素等，在堆肥處理中較為穩定，在二次利用中，利用不當很容易造成水體及土地污染；制作畜禽飼料中，由于牛糞糞便的適口性差、有臭味，含有病原菌、寄生蟲及可消化性低而限制了其作飼料的開發，此外，牛的養殖過程中大量各種添加劑會殘留在糞便中，糞便可作為飼料使用時，可能會出現添加劑超標甚至中毒的問題，所以目前發達國家已不主張使用；生活及發電沼氣生產中，沼氣工程的造價一般比較高，投資大，并且運行效果受氣溫、季節的影響較大而限制了牛糞便制作沼氣的推廣；食用菌栽培中，現在存在生產隨意性大，食用菌產品品質不穩定，且生產技術不易控制的缺點。

發明內容
本發明的目的在于提供一種用牛糞作原料制備高純消毒殺菌劑二氧化氯，并用于養殖業環境保護及生產安全保護的方法，此外方法副產高濃度液體鉀肥型復合肥料肥料，可用于農業循環生產使用。該方法，其為達到上述目的，本發明采用以下技術方案本發明涉及一種以牛糞為原料制備消毒殺菌劑和液體鉀肥的方法，其特征在于包括如下步驟取的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況將2-10重量份的牛糞加入1000重量份的硫酸溶液中，所述硫酸溶液的濃度為3-7mol/L，反應體系加熱到75-90攝氏度，水解后，加入30-70重量份氯酸鉀，用導管將生成ClO2的導出，采用水和/或堿性水溶液吸收得到消毒殺菌劑；剩余的混合物用于制備液體鉀肥，反應時間為120分鐘以上，優選為140-180min。在本發明的一個優選實施方式中，所述的剩余混合物過濾，濾液加入氫氧化鉀或碳酸鉀調制中性制備成液體鉀肥，該液體肥料因在生產中用到高氧化性體系環境已經使其中糞便中殘存的抗生素、病菌以及其他的一些有機物及疫源微生物消解完畢。在本發明的一個優選實施方式中，所導出的ClO2采用5級吸收，前四級為冰水，第五級為質量分數O. 03-0. 07%的碳酸鈉溶液。在本發明的另一個優選實施方式中，所述的牛糞為干燥牛糞。本發明另一方面還涉及一種牛糞的綜合應用方法，其包括上述的以牛糞為原料制備消毒殺菌劑和液體鉀肥的方法，所制備的消毒殺菌劑用于養牛場的消毒；所述的液體鉀肥用于草場循環生產和/或農業糧食生產。本發明的方法是在硫酸介質中，用牛糞水解還原氯酸鈉制備高純二氧化氯，其反應條件溫和，反應快，所的產品產率高，純度高，且原料廉價易得。我國很大一部分地區都有養牛場，選用牛糞作為還原劑，將其水解用于還原氯酸鈉制備二氧化氯，不僅原料廉價易 得，有效降低了生產成本，實現了廢物利用，還解決了牛糞帶來的一系列環境污染，而且對發展特色農業和農副產品深加工工業，延長農業生產鏈，帶動農業發展具有重要意義。
具體實施例方式實施例一取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 5001g的干燥牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解30分鐘左右，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L,用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水,第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，總反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用五步碘量法測定二氧化氯的含量及純度。以氯酸鉀中氯轉化為二氧化氯百分率計，二氧化氯產率47. 23%，純度為98. 60%。反應后殘余液以氫氧化鉀等調節pH值后，得到液體鉀肥，以四苯硼酸鉀重量法測定鉀的含量，以K2O計，百分含量大于30%，其鉀含量高，使用安全，比直接使用牛糞肥效好。實施例二取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 6002g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率57. 49%，純度為97. 04%。實施例三取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 5001g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率63. 15%，純度為98. 92%。實施例四取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 8006g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率66. 01%,純度為97. 48%。實施例五取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 9005g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率64. 73%，純度為97. 86%。實施例六取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入1. 0012g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為 5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率62. 66%，純度為98. 08%。實施例七取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 8g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到75攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率58. 24%，純度為98. 48%。實施例八取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 8g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到80攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率63. 85%，純度為97. 84%。實施例九取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 8g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到85攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率65. 48%，純度為98. 08%。實施例十取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 8g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到90攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率64. 60%，純度為98. 00%。實施例1^一
取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入O. 8g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到85攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為
4.5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率60. 03%，純度為97. 08%。實施例十二 取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入1. 0012g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到85攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為
5.OmoL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率65. 62%，純度為98. 32%。 實施例十三取IOOml的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況下加入1. 0012g的牛糞試樣攪拌溶解，反應體系加熱到85攝氏度，水解一段時間后，加入5g氯酸鉀，反應體系硫酸濃度為5. 5moL/L，用導管將生成ClO2的導出，采用五級吸收(前四級為冰水，第五級為質量分數等于O. 05的碳酸鈉溶液)，反應時間為150min左右，至二氧化氯不再產生為止，用硫代硫酸鈉溶液測定二氧化氯的含量。二氧化氯產率63. 81%，純度為97. 79%。本發明實施時所產生的廢液廢渣可以用砂芯漏斗減壓過濾至燒杯中，加入氫氧化鉀或碳酸鉀等調制中性，溶液中含有的氯化鉀、硫酸鉀等無機鹽經處理可作為液體無機復合肥料。本發明與現有牛糞資源利用技術相比有以下優點1.本發明采用牛糞在硫酸溶液介質中，還原氯酸鉀制備高純度消毒殺菌劑二氧化氯，反應條件溫和，反應速率快，安全易于操作，產品純度高。既大大降低了傳統二氧化氯電解生產及淀粉法化學生產的高生產成本，又減小了牛糞帶來的一系列環境污染，且實現了牛糞資源的有效利用。2.利用二氧化氯用于養殖業廢水處理，具有安全、低毒、殺菌效果好的特點，降低了目前養殖場環境維護及安全成產成本。3.制備二氧化氯后的殘夜經處理可得液體鉀肥型復合肥料肥料，既合理利用了資源又提高了經濟效益，與傳統堆肥法、沼氣法相比，該肥料具有安全、無疫源微生物、抗生素等其他可造成二次污染物質的特點。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
權利要求
1.一種以牛糞為原料制備消毒殺菌劑和液體鉀肥的方法，其特征在于包括如下步驟 取的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況將2-10重量份的牛糞加入1000重量份的硫酸溶液中，所述硫酸溶液的濃度為3-7mol/L，反應體系加熱到75-90攝氏度，水解后，加入 30-70重量份氯酸鉀，用導管將生成ClO2的導出，采用水和/或堿性水溶液吸收得到消毒殺菌劑；剩余的混合物用于制備液體鉀肥，反應時間為120分鐘以上，優選為140-180min。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的剩余混合物經過過濾，濾液加入氫氧化鉀或碳酸鉀調制中性制備成液體鉀肥。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所導出的ClO2采用5級吸收，前四級為冰水，第五級為質量分數O. 03-0. 07%的碳酸鈉溶液。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的方法，所述的牛糞為干燥牛糞。
5.一種牛糞的綜合應用方法，其包括權利要求1-4任意一項所述的的以牛糞為原料制備消毒殺菌劑和液體鉀肥的方法，所制備的消毒殺菌劑用于養牛場的消毒；所述的液體鉀肥用于草場循環生產和/或農業糧食生產。
全文摘要
本發明公開了一種以牛糞為原料制備消毒殺菌劑和液體鉀肥的方法，其特征在于包括如下步驟取的硫酸溶液于三頸燒瓶中，在攪拌的情況將2-10重量份的牛糞加入1000重量份的硫酸溶液中，所述硫酸溶液的濃度為3-7mol/L，反應體系加熱到75-90攝氏度，水解后，加入30-70重量份氯酸鉀，用導管將生成ClO2的導出，采用水和/或堿性水溶液吸收得到消毒殺菌劑；剩余的混合物用于制備液體鉀肥。本發明的方法反應條件溫和，反應速度快，反應安全，操作簡單，原料廉價易得，充分實現了變廢為寶且解決了牛糞所帶來的一系列污染，這對促進奶、肉牛養殖業可持續發展有重大意義。
文檔編號A01N59/00GK103004872SQ20131001439
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者李霞, 劉偉, 劉小華, 杜玲枝, 張鴻云, 申鈺靜, 李盼盼 申請人:河南城建學院