專利名稱：生化復(fù)合肥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料及制造方法，特別是以人們的生活垃圾和大糞為主要原料的生化復(fù)合肥及其制造方法。
現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)化學(xué)肥料一般按含氨，磷，鉀及所含量的組成情況分為氮肥，磷肥，鉀肥和多元復(fù)合肥，進(jìn)入本世紀(jì)以來，各種單一化肥的出現(xiàn)和在農(nóng)業(yè)上的大量施用，一方面使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了很大變化，另一方面造成了土壤微量元素和有機(jī)質(zhì)的缺乏，土地肥力下降，作物果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生畸形改變，更有甚者導(dǎo)致土地板結(jié)，土壤的良性結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞，長(zhǎng)此下去，使施用的主營(yíng)養(yǎng)元素肥效不能充分發(fā)揮，造成農(nóng)作物減產(chǎn)，近年來出現(xiàn)了三元和二元復(fù)合肥以及帶一些微量元素肥的復(fù)合肥，如“包裹肥料及其制發(fā)”(CN85101008<發(fā)明專利公報(bào)>1986.2.10)，“一種高效葉面肥及其生產(chǎn)方法”(CN86105209<發(fā)明專利公報(bào)>1987.3.25)和“含鉀復(fù)合肥及生產(chǎn)方法”(CN87104826<發(fā)明專利公報(bào)>1989.1.25)等，這些無機(jī)復(fù)合肥的施用在一定程度上緩解和彌補(bǔ)了長(zhǎng)期施用單一化肥的土地微量元素的缺乏并使得各種單一化肥的肥效比單獨(dú)施用提高了10-20%，但是土地板結(jié)的問題依然如故，逐年加重，另外一些作物所需的有機(jī)肥料和許多微量元素肥料還是難以滿足，對(duì)于傳統(tǒng)的農(nóng)家肥，盡管含有大量有機(jī)質(zhì)肥料，本身具有肥分齊全改善和保持土壤良性結(jié)構(gòu)等特點(diǎn);但其成分繁雜，肥效不迅速，施用起來不方便，對(duì)于城鎮(zhèn)垃圾成分更是復(fù)雜，農(nóng)業(yè)上更加難以直接施用，據(jù)報(bào)到，目前國內(nèi)外對(duì)垃圾的處理大多是采用焚燒，深埋或遠(yuǎn)丟山坳的辦法，致使大量有機(jī)肥料被白白浪費(fèi)掉，還造成一定程度的環(huán)境污染。
本發(fā)明的目的在于提出一種新的以生活垃圾為主要原料的生化復(fù)合肥及其制造方法，以克服現(xiàn)有無機(jī)化肥的不足和農(nóng)家肥，城鎮(zhèn)垃圾難以施用，肥效不迅速的缺點(diǎn)。
本發(fā)明提出的這種生化復(fù)合肥，是將城鎮(zhèn)垃圾，大糞進(jìn)行生化處理，與一定量的無機(jī)化肥和微量元素肥，如硅，鈣，鋅，硼，錳，銅，鐵等的易溶鹽類配合并發(fā)生一些化學(xué)作用而成的粉末狀肥料，它含有氮，磷，鉀三種主營(yíng)養(yǎng)元素肥，至少三種高效微肥，大量有機(jī)肥及農(nóng)作物生長(zhǎng)促進(jìn)劑硝基腐殖酸銨，其成分如下N 0.5-2%，P2O50.4-10%，K2O 0.2-2%，有機(jī)物(以C計(jì))30-45%，硅鈣肥20-30%硼錳，銅等微量元素均在10-300mg/kg，As＜30mg/kg，Pb＜50mg/kg，Hg＜5mg/kg，Cd＜3mg/kg，雜物＜5%。
這種生化復(fù)合肥的特點(diǎn)是氮，磷，鉀主肥，至少三種的微量元素肥，各種有機(jī)肥，植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑硝基腐植酸銨等是來自經(jīng)生化處理的城鎮(zhèn)生活垃圾，與之配合的無機(jī)化肥和所含微肥元素的易溶于水的鹽，這些鹽在最終產(chǎn)品中的含量為0.1-0.5%。配合用的無機(jī)肥料一般用銨化普鈣，生化處理后的垃圾干燥后為粒度小于80目的粉末狀物料，所說生化處理是指以一定量的煤灰，煙道灰，草木灰作載體引入硝化細(xì)菌和鉀腐菌進(jìn)行高溫發(fā)酵分解的處理過程。
下面敘述這種生化復(fù)合肥的制造方法。
城鎮(zhèn)生活垃圾，除有大塊(如粒度大于100m/m)的礫石，磚頭，廢舊橡膠，塑料和金屬器件等需事先檢出外，只須直接運(yùn)送到事先準(zhǔn)備好的坑內(nèi)，坑底設(shè)水泥預(yù)制網(wǎng)板，網(wǎng)板下是一個(gè)網(wǎng)狀溝渠，溝渠與外界相通，溝渠所集之液流入一發(fā)酵池(鉀腐池)，垃圾中一般就有一定量的草木灰和粉煤灰，因此，有足夠的磷，鉀肥，不需另加，特別需要增加這兩個(gè)元素的含量時(shí)，可視具體的垃圾情況添加10%左右的水泥廠煙道灰，褐煤灰或草木灰待垃圾放入坑內(nèi)后把事先準(zhǔn)備好的帶有硝化細(xì)菌的糞水均勻地潑灑上去，生垃圾與糞水的比例控制在1∶0.3-0.5。好氧和厭氧發(fā)酵60-70天，隨著發(fā)酵的進(jìn)行料堆溫度升到52-56℃(大量的有機(jī)質(zhì)逐漸被分解成低分子化合物，料堆體積縮小到原來的三分之一左右，此時(shí)取出用格篩篩去雜物。
將篩下的物料與帶有鉀腐細(xì)菌的糞水摻勻，同時(shí)摻入0.1-0.5%的硝基腐植酸(用40%硝酸與褐煤粉在控制PH＝2左右條件下進(jìn)行硝化反應(yīng)，經(jīng)兩天熟化即成)進(jìn)行二次發(fā)酵，以進(jìn)一步分解高分子有機(jī)質(zhì)，發(fā)酵30-40天后出堆曬干或烘干，粉碎到80目以下再與粉碎的銨化普鈣按銨化普鈣有機(jī)復(fù)肥為1∶2-4的比例混合均勻，包裝成袋即得最終產(chǎn)品-生化復(fù)合肥。
上面提到的硝化細(xì)菌來源于豆科植物的根瘤菌，是一種兼性厭氧菌，有氧無氧均能生存，屬于革蘭氏陰性細(xì)菌，它對(duì)大糞中的蛋白質(zhì)等分解能力很強(qiáng)，可使垃圾中的有機(jī)質(zhì)和氧轉(zhuǎn)化成游離氨，制備硝化細(xì)菌的方法和步驟如下(1).取雞蛋清10g，牛肉浸膏8g，蛋白胨10g，葡萄糖12g，瓊脂15-25g，加水至1000ml時(shí)滴入0.02mg的Cn、Fe、Mn、Mg、Ni的硝酸鹽作厭氧促進(jìn)劑。
(2).將上述物料加熱到60-65℃，攪拌均勻，使其全部溶解后用1%的銨水滴到PH＝7.2-7.6;
(3).將上面制得的這種液體(培養(yǎng)基)裝入試管，塞上棉球，裝入滅菌鍋內(nèi)加熱至34.5±0.5℃使壓力達(dá)到1.5-1.8kg/cm2保溫30分鐘，冷卻后置于接種箱內(nèi)，接種箱應(yīng)事先用42%的甲醛8ml加KMnO45g熏蒸一小時(shí)消毒;
(4).取鮮花生根瘤，用0.1%的Hg2Cl2沖洗消毒后用經(jīng)火焰消毒的刀片和接種針，挑取根瘤中部液體于培養(yǎng)基中，塞上棉球;
(5).將接種后的試管置于恒溫箱中在34.5±0.5℃條件下培養(yǎng)復(fù)狀5-6天;
(6).當(dāng)在顯微鏡下菌體形狀與根瘤菌相似，培養(yǎng)基呈淺褐色并發(fā)出戊醇臭味時(shí)即可倒入硝化池中擴(kuò)大培養(yǎng)。
硝化池一般緊靠發(fā)酵坑，并設(shè)置一定高差，發(fā)酵好的溢流糞水能流入生垃圾上，硝化池中裝入新鮮人畜尿糞作為復(fù)壯后的消化細(xì)菌的食料，還可加入3-5%的氨水以殺滅蟲卵和提高含氮量，菌種引入后大約一星期即有大量泡沫糞水從硝化池溢于付池，再從付池流到生垃圾堆上，發(fā)酵時(shí)池子用水泥蓋板蓋住，即衛(wèi)生又可防止氨損失。
在二次發(fā)酵中使用的鉀腐細(xì)菌來源于腐爛山藥內(nèi)部基質(zhì)，要在缺氧條件下才能培養(yǎng)出來，屬革蘭氏陽性細(xì)菌，用固紫染色法染色后呈紫蘭色反映，該菌可與枯草桿菌等共生，所產(chǎn)生的酶對(duì)有機(jī)質(zhì)中的纖維素等的腐爛，熟化有加速作用，可使大分子有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化成低分子有機(jī)化合物及無機(jī)鹽，例如植物根莖葉中所含的鉀是不能直接被作物吸收的，經(jīng)鉀腐菌作用后能轉(zhuǎn)化生成易溶于水的鹽(如腐植酸鉀等)被作物所吸收，制備硝化細(xì)菌的方法和步驟如下(1).取豆科作物的根莖葉曬干，粉碎，稱取200g，加南瓜100g，葡萄糖25g，瓊脂15-20g，加水至1000ml，煮沸一小時(shí)后過濾;
(2)將上面過濾后的培養(yǎng)液乘熱裝入三角燒瓶?jī)?nèi)，用棉球塞緊瓶口置于高壓鍋內(nèi)，壓力控制在1.5kg/cm2左右，加熱到34.5±0.5℃半小時(shí)，自然冷卻即制得培養(yǎng)基;
(3)取腐山藥用0.1%Hg2cl2消毒液處理后，挑取中部0.1g擻諗嘌
(4)在恒溫控制裝置內(nèi)于34.5±0.5℃條件下保持4-7天，加水1000ml稀釋后即可移于鉀腐池中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。
鉀腐池中加入1%的普鈣和0.1%的硫酸亞鐵作為鉀腐菌食料，還可加入一些有根瘤菌的豆科作物根莖葉，料南瓜等，另外為增加微量元素肥料的含量還必須加入一些硫酸鋅，硝酸錳，硝酸銅等，但必須控制這些鹽在最終產(chǎn)品中的含量為0.1-0.5%，發(fā)酵7天左右即可使用。
生化復(fù)合肥本身具有無機(jī)化肥速效的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又具備有機(jī)肥疏松，養(yǎng)份齊全，肥效持久和保持并促進(jìn)土壤良性結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。廣泛適用于糧食作物及花生，瓜果等經(jīng)濟(jì)作物，初步實(shí)用效果表明生化復(fù)合肥在水稻，花生，包谷三種農(nóng)作物上的施用均比單施用同等數(shù)量的尿素，硝銨，碳銨和普鈣增產(chǎn)，而價(jià)格僅為硝銨或尿素的四分之一左右，又由于生化復(fù)合肥有大量的有機(jī)質(zhì)和氮，磷，鉀養(yǎng)分及一定數(shù)量的鋅，硼，硅等微量元素，施入土壤后在微生物作用下不斷分解和放出植物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)成分，不僅肥效持久，能滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育需要，而且具有改善耕地土壤結(jié)構(gòu)，不斷培養(yǎng)和提高土壤肥力，做到用地與養(yǎng)地相結(jié)合，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益等顯著優(yōu)點(diǎn)，由于生化復(fù)合肥是以城鎮(zhèn)生活垃圾為原料。這就解決了城鎮(zhèn)垃圾無法或難以處理的難題，不僅變廢為寶，而且大大節(jié)省了處理垃圾的費(fèi)用和投資，此工藝如果大規(guī)模地在全國各大中小城市推廣使用，不論在用于處理垃圾的投資節(jié)約還是降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量方面，其效益都是大的。因此，本發(fā)明具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
實(shí)施例按上面所述的步驟先把大糞于硝化池中加3%的廢氨水滅菌和滅蟲卵，引入硝化細(xì)菌后發(fā)酵七天即有發(fā)酵糞水流于付池，生垃圾來自城市環(huán)衛(wèi)站，大約4噸。摻入8%的水泥廠煙道灰，潑上帶有硝化菌糞水發(fā)酵60天出堆，篩去大塊雜物，加入0.3%的硝基腐質(zhì)酸拌勻鉀腐菌糞水，再加入30.1%的硝酸錳，硝酸銅和硫酸鋅后發(fā)酵30天，出堆干燥粉碎到80目以下，制得大約2.0噸生化有機(jī)肥，再按生化有機(jī)肥銨化普鈣為75∶25的比例配合均勻即得生化復(fù)合肥，經(jīng)化驗(yàn)其成分如下TN(全氮)1.55%(含硝態(tài)氮5.076%)，P2O57.237%，K 0.70%，硅鈣肥22.6%，有機(jī)物(以C計(jì))39.23%，Zn 287.69mg/kg，B 2mg/kg，Cu.Fe.Mn等均＞10mg/kg，Pb＜5mg/kg，Cd＜1mg/kg，Hg0.37mg/kg，As22.85mg/kg，雜物0.05%，粒度＜80目。
這種生化復(fù)合肥與碳銨，硝銨，尿素化肥在水稻，花生和玉米三種作物的肥效施用情況見表1-3。
權(quán)利要求
1.一種生化復(fù)合肥，含有氮，磷，鉀三種作物生長(zhǎng)所需的主肥，其特征在于所述的三種主肥，至少三種的微肥和有機(jī)肥是來自經(jīng)生化處理的城鎮(zhèn)生活垃圾和與之配合的無機(jī)化肥。
2.按權(quán)利要求1所述的生化復(fù)合肥，其特征在于所說的生化處理是指引入硝化硝化細(xì)菌和鉀腐菌進(jìn)行分解發(fā)酵的過程。
3.權(quán)利要求1所述的生化復(fù)合肥，其特征在于其中所含的有機(jī)肥包括植物生長(zhǎng)刺激素硝基腐質(zhì)酸銨。
4.按權(quán)利要求1所述的生化復(fù)合肥其特征在于生化處理后的垃圾粉碎到負(fù)80目，與無機(jī)磷肥銨化普鈣的配合比例為1∶2-4。
5.按權(quán)利要求1所述的生化復(fù)合肥，其特征在于所述的至少三種的微肥在最終產(chǎn)品中的含量為0.1-0.5%。
6.生化復(fù)合肥的制造方法，其特征在于它由下列步驟構(gòu)成(1).將城鎮(zhèn)生活垃圾潑灑上帶在硝化細(xì)菌的糞水，于發(fā)酵容器中發(fā)酵60-70天;(2).將發(fā)酵過的垃圾篩去雜物再與硝基腐植酸，帶有鉀腐菌的糞水配勻發(fā)酵30-40天;(3)出堆干燥，粉碎并與粉碎后的銨化普鈣按1∶2-4的比例配合均勻。
7.按權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于所說的發(fā)酵\容器是一個(gè)其底有和外界相通的網(wǎng)狀溝渠，溝渠上有網(wǎng)板的坑。
8.按權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于所用硝化細(xì)菌是取自豆科植物的根瘤并在用3-5%的氨水消毒的新鮮人畜尿糞中擴(kuò)大培養(yǎng)后的細(xì)菌。
9.按權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于所用鉀腐菌是取自腐爛山藥中部基質(zhì)并用硝化發(fā)酵容器底部滲出的糞水，南瓜，豆科植物食料進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)的細(xì)菌。
10.按權(quán)利要求6或9所述的制造方法，其特征在于鉀腐菌擴(kuò)大培養(yǎng)中就加入總量在最終產(chǎn)品中的含量為0.1-0.5%那些微肥。
全文摘要
本發(fā)明是一種生化復(fù)合肥及其制造方法，利用城鎮(zhèn)生活垃圾引入經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)的硝化細(xì)菌和鉀腐細(xì)菌進(jìn)行分解發(fā)酵，精制后與一定量的無機(jī)化肥復(fù)合。生化復(fù)合肥本身是一種含有氮磷鉀主肥，多種微肥和有機(jī)肥的新肥料。不僅兼有化肥速效的特點(diǎn)和農(nóng)家肥養(yǎng)分齊全，肥效持久，改善和保持土壤結(jié)構(gòu)。維持農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有肥效顯著，施用成本低，經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)，本發(fā)明還為垃圾的大規(guī)模工業(yè)化處理提供一條行之有效的捷徑。
文檔編號(hào)C05F17/00GK1045764SQ8910854
公開日1990年10月3日 申請(qǐng)日期1989年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月6日
發(fā)明者楊永年, 楊春子, 楊惠蘭 申請(qǐng)人:開遠(yuǎn)市樂白道辦事處, 楊永年