一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥及其制備方法，將沼渣和膨松劑混合形成發(fā)酵原料，將復合微生物菌劑接種到發(fā)酵原料中混勻進行發(fā)酵，并在發(fā)酵完成后添加尿素、磷酸二銨、氯化鉀無機鹽和棕色固氮菌、菌根真菌、硅酸鹽菌、光合細菌醋酸菌、雙歧桿菌、酵母菌，制成所述生物有機肥；復合微生物菌劑包括芽孢桿菌屬、假單胞桿菌屬、葡萄球菌屬、鏈霉菌屬、青霉菌屬、曲霉菌屬和木霉屬的菌株。本發(fā)明利用制成的復合固體菌劑，對沼渣的好氧發(fā)酵十分有針對性，可有效提高沼渣的發(fā)酵速率，縮短發(fā)酵時間，實現(xiàn)沼渣高附加值生產(chǎn)、無害化處理和資源化利用；解決村鎮(zhèn)能源和環(huán)境問題，推動新農(nóng)村和城鎮(zhèn)建設的快速發(fā)展。
【專利說明】一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于利用復合微生物菌劑制備生物有機肥領域，具體涉及一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥及其制備方法。
【背景技術】
[0002]我國利用農(nóng)業(yè)廢棄物直接發(fā)酵制沼氣非常普遍，但對于沼渣的利用過于粗糙簡單，也對環(huán)境造成污染。而對于城市中的有機垃圾，國內(nèi)多是將油脂生產(chǎn)生物柴油，水處理成中水回用，固體殘渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣發(fā)電。但對沼渣，也無更好的利用方法。有研究認為，沼渣可通過兩種方式進行處理:一種是通過特殊的消毒工藝，制成富含生物蛋白質(zhì)的飼料，但因為其特殊性質(zhì)，存在一定的安全隱患；一種是通過堆肥處理，轉(zhuǎn)化成為高品質(zhì)的生物有機肥，這已成為沼渣處理的主要趨勢。生物有機肥與無機化肥相比，安全，無毒、無害，作物的抗病蟲害能力更強，更有效提高氮、磷、鉀的利用率，改善土壤品質(zhì)，提高土壤保水、保肥和透氣的能力。目前，沼渣好氧發(fā)酵生產(chǎn)有機肥的研究很少，大多發(fā)酵時間長，沒有針對性，且沒有沼渣制生物有機肥生產(chǎn)工業(yè)化的生產(chǎn)方法與步驟，以至于無法合理、高效利用沼渣，導致大量沼渣廢棄，污染環(huán)境，危害人類健康。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥及其制備方法，通過利用沼渣好氧發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)，極大地增加了生物有機肥的生產(chǎn)效率，提高了生物有機肥的肥力，而且可以降低沼渣對環(huán)境造成的污染，促進農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn):
一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，它包括以下步驟:
(1)將沼渣和膨松劑按質(zhì)量比3:f 5:1混合均勻形成發(fā)酵原料，控制發(fā)酵原料含水率在50%~60%之間，C/N在25~40之間；
(2)將復合微生物菌劑接種到所述發(fā)酵原料中混勻，堆成高度0.SnTl.5m之間的堆體，用鼓風機向插入堆體的通風管道通氣，風速為8L/min"l5L/min,進行發(fā)酵；
(3)在發(fā)酵過程保證5(T60°C的堆體溫度保持8d以上，堆體PH值在5.5~7.5之間，2~3天翻堆I次，堆肥約15~20天得有機肥；
(4)堆肥腐熟后，添加尿素、磷酸二銨、氯化鉀到所述有機肥中，混勻，質(zhì)量比為有機肥:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=7:1:1:1 ;再添加棕色固氮菌、菌根真菌、硅酸鹽菌、光合細菌醋酸菌、雙歧桿菌、酵母菌，菌的添加量為有機肥質(zhì)量的3%。，制得生物有機肥。
[0005]對上述技術方案的進一步改進，所述沼渣為含油類餐廚垃圾通過沼氣池厭氧發(fā)酵后剩余的沼渣細料，其含水量為80-90%，營養(yǎng)成分占10%~20% ;所述營養(yǎng)成分中含有有機質(zhì)36%~49%，腐殖酸10. 1~24.6%，粗蛋白5、％，氮0.4^0.6%，鉀0.6^1.2%，營養(yǎng)成分中余量為礦物質(zhì)。
[0006]對上述技術方案的進一步改進，所述膨松劑指含水量為5%~?Ο%的麩皮、木屑、秸桿、谷殼農(nóng)業(yè)廢棄物。
[0007]對上述技術方案的進一步改進，所述復合微生物菌劑包括芽孢桿菌屬、假單胞桿菌屬、葡萄球菌屬、鏈霉菌屬、青霉菌屬、曲霉菌屬和木霉屬的菌株。
[0008]對上述技術方案的進一步改進，所述芽孢桿菌屬為枯草芽孢桿菌BCRC 10058、地衣芽孢桿菌BCRC 15413、巨大芽孢桿菌BAB-2927、枯草芽孢桿菌JM4、巨大芽孢桿菌BAB-2761中的至少一種；
所述假單胞桿菌屬為熒光假單胞菌PC17 ；
所述葡萄球菌屬為木糖葡萄球菌JCM 2418、木糖葡萄球菌ATCC 29971、肉葡萄球菌IP105758、木糖葡萄球菌F11、肉葡萄球菌CIP103274中的至少一種；
所述鏈霉菌屬為細黃鏈霉菌HBUM174047 ；
所述青霉囷屬為淡紫擬青霉；
所述曲霉菌屬為黑曲霉BAB1132、灰綠曲霉NBRC 15417、黑曲霉Ter331、黑曲霉C3-1中的至少一種；
所述木霉屬為綠色木霉NW537、綠色木霉Grl35、康氏木霉FUE9中的至少一種。
[0009]對上述技術方案的進一步改進，所述步驟(2)中復合微生物菌劑的接種量為發(fā)酵原料質(zhì)量的5%0。 [0010]對上述技術方案的進一步改進，所述腐熟是指堆肥體積比剛堆時縮小2/3~1/2 ；堆體呈褐色或黑褐色，有黑色汁液，有氨臭味；將腐熟的堆肥與清水按1:5比例混勻攪拌后，放置3飛分鐘，其浸出液呈淡黃色。
[0011]本發(fā)明還提供了利用所述的制備方法制得的生物有機肥，所述生物有機肥有機質(zhì)含量大于50% ;水分含量:10-20% ；pH值:5.5~8.5 ;有效活菌數(shù)大于0.25億/g。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和技術效果:
1、本發(fā)明所制生物有機肥，是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的有機廢棄物和城市有機廢棄垃圾為原料厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣再次進行好氧發(fā)酵所得，進一步降解有機物，使得原料徹底腐熟，不會因二次發(fā)酵而灼燒根系。
[0013]2、從多種農(nóng)業(yè)微生物菌劑中篩選出最適合沼渣好氧發(fā)酵所需的多種微生物，所制成的復合固體菌劑，對沼渣的好氧發(fā)酵十分有針對性，可有效提高沼渣的發(fā)酵速率，縮短發(fā)酵時間，促進沼渣發(fā)酵的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0014]3、沼渣配合特制復合固體菌劑好氧發(fā)酵后，富含活性微量元素、氨基酸、寡聚糖、輔酶、維生素、吲哚乙酸和細胞分裂素等多種微量元素，滿足植物生長所需的多種營養(yǎng)。
[0015]4、堆肥腐熟后，添加尿素、磷酸二銨、氯化鉀和棕色固氮菌、菌根真菌、硅酸鹽菌、光合細菌醋酸菌、雙歧桿菌、酵母菌入生物有機肥中，進一步補充了肥料的營養(yǎng)成分，改善土壤結構，活化土壤，提高土壤透性，促進植物對營養(yǎng)元素的吸收，還能提高植物的抗病、抗逆能力。
[0016]5、本發(fā)明所制生物有機肥，符合我國有機肥料的農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY884-2012，且通過適量添加其他無機肥料，滿足植物生長的多方面需求，降低栽培成本，減輕農(nóng)民負擔，解決村鎮(zhèn)能源和環(huán)境問題，推動新農(nóng)村和城鎮(zhèn)建設的快速發(fā)展。
【具體實施方式】[0017]下面結合實施例對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細的說明。
[0018]實施例1
本發(fā)明所述利用沼渣好氧發(fā)酵制備生物有機肥的制備方法，包括以下步驟:
1、將沼渣和膨松劑按質(zhì)量比3:1混合均勻形成發(fā)酵原料，控制發(fā)酵原料含水率在50%~60%之間，C/N在25~40之間。
[0019]所述沼渣為含油類餐廚垃圾通過沼氣池厭氧發(fā)酵后剩余沼渣細料，其含水量為80~90%，營養(yǎng)成分占10%~20%。所述營養(yǎng)成分中含有有機質(zhì)36%~49%，腐殖酸10.1~24.6%，粗蛋白5~9%，氮0.4~0.6%，鉀0.6~1.2%，余量為礦物質(zhì)。
[0020]本發(fā)明所述膨松劑指含水量在5%~10%之間的麩皮、木屑、秸桿、谷殼等各類常見農(nóng)業(yè)廢棄物，其可提高發(fā)酵原料的C/N值，使發(fā)酵原料保持疏松，充滿空氣，以達到好氧發(fā)酵對氧氣的要求。
[0021]本發(fā)明所述含水率的測定步驟為:稱取試樣20g，在105° C下干燥4~6h，恒重至0.01g測定試樣重量M，含水率用公式W= (20-M) /20X100%計算，式中W為含水率(％)，M為干燥后試樣重量(g)。
[0022]本發(fā)明所述C/N比是樣品有機物中碳的總含量與氮的總含量的比，C/N比的測定步驟為:整個堆肥期間堅持每天采集試樣，先進行干燥、粉碎，然后進行測定?？偺?TOC)測定用NY525-2012所述重鉻酸鉀容量法，總氮測定采用NY525-2012所述凱氏定氮法。
[0023]2、將復合微生物菌劑接入到發(fā)酵原料中混勻，復合微生物菌劑的接種量為發(fā)酵原料總質(zhì)量的5%。，將發(fā)酵原料堆成高度1.0m的堆體進行發(fā)酵，用鼓風機向插入堆體的通風管道通氣，風速為10L/min。
[0024]本發(fā)明所述復合微生物菌劑包括芽孢桿菌屬、假單胞桿菌屬、葡萄球菌屬、鏈霉菌屬、青霉菌屬、曲霉菌屬和木霉屬的菌株，可快速分解沼渣中殘留的糖分、蛋白質(zhì)、油脂和纖維素，同時生產(chǎn)活性微量元素、氨基酸、寡聚糖、輔酶、維生素、吲哚乙酸和細胞分裂素等多種植物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。
[0025]所述芽孢桿菌屬為枯草芽孢桿菌BCRC 10058、地衣芽孢桿菌BCRC 15413、巨大芽孢桿菌BAB-2927、枯草芽孢桿菌JM4、巨大芽孢桿菌BAB-2761中的至少一種；
所述假單胞桿菌屬為熒光假單胞菌PC17 ；
所述葡萄球菌屬為木糖葡萄球菌JCM 2418、木糖葡萄球菌ATCC 29971、肉葡萄球菌IP105758、木糖葡萄球菌F11、肉葡萄球菌CIP103274中的至少一種；
所述鏈霉菌屬為細黃鏈霉菌HBUM174047 ；
所述青霉囷屬為淡紫擬青霉；
所述曲霉菌屬為黑曲霉BAB1132、灰綠曲霉NBRC 15417、黑曲霉Ter331、黑曲霉C3-1中的至少一種；
所述木霉屬為綠色木霉NW537、綠色木霉Grl35、康氏木霉FUE9中的至少一種；上述復合微生物菌劑中的具體菌株均來自于市售產(chǎn)品。
[0026]3、在所述發(fā) 酵過程中，環(huán)境溫度通常在40°C左右，發(fā)酵期間保證50~60°C的堆體溫度保持8d以上。堆體溫度不超過65°C，堆體pH值在5.5~7.5之間。2天翻堆I次，堆肥15天制得有機肥。
[0027]本發(fā)明所述溫度測定實驗步驟為:從堆肥開始，每天用溫度計測定兩次，早晚各一次，測堆體四角及中央共五處溫度，取平均值。還需記錄到達最高溫的時間和持續(xù)的時間。
[0028]本發(fā)明所述pH值測定實驗步驟為:現(xiàn)將試樣研碎過1.0mm試驗篩，稱取試樣15g，放入50ml的燒杯中，按1:3(試樣:無離子水)的比例將無離子水加到燒杯中，攪拌均勻。然后靜置30min，用pH儀測懸浮液的pH，儀器讀數(shù)穩(wěn)定后記錄。
[0029]本發(fā)明所述翻堆是為了保持堆體溫度不超過65°C，并防止結塊，以便保持堆體中菌群的活性。通常2d翻堆一次，但在實際生產(chǎn)中也可根據(jù)實際測量的溫度變化，提前或者延后翻堆。
[0030]4、堆肥腐熟后，添加尿素、磷酸二銨、氯化鉀入所述步驟3制得的有機肥中，質(zhì)量比為有機肥:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=7:1:1:1，再添加棕色固氮菌、菌根真菌、硅酸鹽菌、光合細菌醋酸菌、雙歧桿菌、酵母菌入有機肥中，添加的棕色固氮菌、菌根真菌、硅酸鹽菌、光合細菌醋酸菌、雙歧桿菌、酵母菌總質(zhì)量為有機肥總質(zhì)量的3%。，混合均勻制得本發(fā)明所述生物有機肥。其中尿素、磷酸二銨、氯化鉀為市面所售常用無機肥料，含量達95%以上。
[0031]本發(fā)明所述腐熟是指堆肥體積，比剛堆時縮小2/3~1/2 ;堆體呈褐色或黑褐色，有黑色汁液，有氨臭味；用手握堆肥，溫時柔軟而有彈性，干時很脆，易破碎，有機質(zhì)失去彈性。將腐熟堆肥與清水按1:5比例混勻攪拌后，放置3~5分鐘，其浸出液呈淡黃色。
[0032]為了使本發(fā)明所制生物有機肥產(chǎn)品能夠符合國家標準，進行了相關項目檢測，檢測結果如下所示:
外觀:顏色為褐色，呈顆粒狀，均勻，無惡臭，無機械雜質(zhì)；
有機質(zhì)含量:55% ；
水分含量:15% ；
其他無機質(zhì)含量:30% ； pH 值:7.6 ;
有效活菌數(shù)(cfu):0.25億/g;
蛔蟲卵死亡率:100% ；
糞大腸菌群數(shù):80個/g ;
重金屬含量-As、Hg、Pb、Cd、Cr等重金屬均低于NY884-2012所述標準。
[0033]綜上所述，本發(fā)明所制生物有機肥完全符合NY884-2012國家生物有機肥的農(nóng)業(yè)行業(yè)標準，可應用于實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。
[0034]實施例2
通過實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用本發(fā)明所制生物有機肥試驗驗證:
1、將本發(fā)明所述生物有機肥在作為旱地農(nóng)作物底肥用時，如玉米、小麥、西紅柿等，應先開穴，將肥料施入播種穴，蓋土 3~5cm后再播種或者栽苗，避免種子與肥料直接接觸或種肥混合使用，以免燒種、燒根。本發(fā)明所制生物有機肥不含高量無機肥部分，即約含10%的氮磷鉀，不燒苗根，可做苗期底肥，使用安全。
[0035]2、將本發(fā)明所述生物有機肥在作為旱地農(nóng)作物追肥使用時，在植株旁開環(huán)狀或“井”字形溝施，施肥深度與 范圍在根的有效吸收限度內(nèi)，并盡量增加根能接觸的面積，一般離植株2~3cm。施肥后一定要于土壤拌勻，并加蓋新土保濕，且一定要澆濕施肥部位，并長期保持施肥部位土壤持水量50%~70%，以利微生物保持活性。旱糧如玉米追肥要提前使用，應在栽秧前施后再栽秧。[0036]3、水稻栽秧前施后耙田，雨天可當天栽，晴天可隔天栽。
[0037]4、葡萄、獼猴桃等果樹，開溝后施肥播種或在距離果樹5cm處開溝施肥。蘋果、桃、柑橘等幼年果樹，距樹桿20~30cm，繞樹桿開一環(huán)狀溝，施肥后覆土。蘋果、桃、柑橘等成年果樹，距樹干30cm處,按果樹根系伸展情況向四周開4~5個50cm長的溝,施肥后覆土。
[0038]具體使用效果如下表1所示:
表1實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)施用生物有機肥的具體效果
【權利要求】
1.一種利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟: (1)將沼渣和膨松劑按質(zhì)量比3:1~ 5:1混合均勻形成發(fā)酵原料，控制發(fā)酵原料含水率在50%~60%之間，C/N在25~40之間； (2)將復合微生物菌劑接種到所述發(fā)酵原料中混勻，堆成高度0.8~l.5m之間的堆體，用鼓風機向插入堆體的通風管道通氣，風速為8L/min~l5L/min,進行發(fā)酵； (3)在發(fā)酵過程保證5(T60°C的堆體溫度保持8d以上，堆體PH值在5.5~7.5之間，2~3天翻堆I次，堆肥約15~20天得有機肥； (4)堆肥腐熟后，添加尿素、磷酸二銨、氯化鉀到所述有機肥中，混勻，質(zhì)量比為有機肥:尿素:磷酸二銨:氯化鉀=7:1:1:1 ;再添加棕色固氮菌、菌根真菌、硅酸鹽菌、光合細菌醋酸菌、雙歧桿菌、酵母菌，菌的添加量為有機肥質(zhì)量的3%。，制得生物有機肥。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，所述沼渣為含油類餐廚垃圾通過沼氣池厭氧發(fā)酵后剩余的沼渣細料，其含水量為80~90%，營養(yǎng)成分占10%~20% ;所述營養(yǎng)成分中含有有機質(zhì)36%~49%，腐殖酸10.1~24.6%，粗蛋白5、％，氮0.4~0.6%，鉀0.6~1.2%，營養(yǎng)成分中余量為礦物質(zhì)。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，所述膨松劑指含水量為5%~?Ο%的麩皮、木屑、秸桿、谷殼農(nóng)業(yè)廢棄物。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，所述復合微生物菌劑包括芽孢桿菌屬、假單胞桿菌屬、葡萄球菌屬、鏈霉菌屬、青霉菌屬、曲霉囷屬和木霉屬的囷株。
5.根據(jù)權利要求4所述的利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，所述芽孢桿菌屬為枯草芽孢桿菌BCRC 10058、地衣芽孢桿菌BCRC 15413、巨大芽孢桿菌ΒΑΒ-2927、枯草芽孢桿菌JM4、巨大芽孢桿菌ΒΑΒ-2761中的至少一種； 所述假單胞桿菌屬為熒光假單胞菌PC17 ； 所述葡萄球菌屬為木糖葡萄球菌JCM 2418、木糖葡萄球菌ATCC 29971、肉葡萄球菌ΙΡ105758、木糖葡萄球菌F11、肉葡萄球菌CIP103274中的至少一種； 所述鏈霉菌屬為細黃鏈霉菌HBUM174047 ； 所述青霉囷屬為淡紫擬青霉； 所述曲霉菌屬為黑曲霉ΒΑΒ1132、灰綠曲霉NBRC 15417、黑曲霉Ter331、黑曲霉C3-1中的至少一種； 所述木霉屬為綠色木霉NW537、綠色木霉Grl35、康氏木霉FUE9中的至少一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中復合微生物菌劑的接種量為發(fā)酵原料質(zhì)量的5%。。
7.根據(jù)權利要求1所述的利用沼渣好氧發(fā)酵制備的生物有機肥的制備方法，其特征在于，所述腐熟是指堆肥體積比剛堆時縮小2/3~1/2 ;堆體呈褐色或黑褐色，有黑色汁液，有氨臭味；將腐熟的堆肥與清水按1:5比例混勻攪拌后，放置3飛分鐘，其浸出液呈淡黃色。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的制備方法制得的生物有機肥。
9.根據(jù)權利要求8所述的生物有機肥，其特征在于，所述生物有機肥有機質(zhì)含量大于50% ;水分含量:10-20% ；pH值:5.5~8.5 ;有效活菌數(shù)大于0.25億/g。
【文檔編號】C05G3/00GK103848698SQ201410118335
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權日:2014年3月27日
【發(fā)明者】戶媛媛, 呂志敏 申請人:青島福瑞斯生物能源科技開發(fā)有限公司