专利名称：一种绿色有机废弃物制造生态药肥的方法
技术领域：
本发明涉及环保和农业生态技术领域。特别是涉及一种将绿色有机废弃物(包括稻壳、稻草、秸杆、甘蔗渣树叶、树枝等)制造生态药肥的工艺方法。
焚烧技术可以有限量地处理绿色有机废弃物，但其会带来一个令人无法忍受的污染问题，即二次污染，同时由于绿色有机废弃物原料含水量不稳定，燃烧热值低，很难实现资源化利用。
堆肥技术是一项古老的方法，原料为人畜粪污搀兑绿色有机废弃物(如稻草等)调节碳氮比，堆肥技术可以有效的处理人畜粪污等有机废弃物，但对于大量的绿色有机废弃物，未能从根本上解决问题，并且堆肥质量不稳定，堆肥过程会产生大量刺激性挥发气体，污染环境，操作周期长难以大规模工业化生产。
秸杆粉碎还田中国是一个农业大国，每年都有大量的秸杆等绿色有机废弃物，对于这类废弃物目前主要的方法就是粉碎还田，其没有附加值，无法实现工业化生产和商业运作。
本发明通过如下方式来实现本发明所指的绿色有机废弃物包括如下有机物1)农业作物废弃的秸杆如玉米秸杆、甘蔗叶、稻草、稻壳等。
2)新鲜绿色有机物，如树叶、树枝等。
3)工厂加工下脚料，如蔗渣、蔗髓、啤酒厂滤泥。
4)分选后的城市生活有机易腐垃圾。
本发明还使用如下添加剂1)营养剂，如含N、P、K和中、微量元素的化学肥料。
2)菌种生物化学农药，如苏云金杆菌、井岗霉素等；植物根系有益微生物、根系扩培有益微生物，包括固氮菌、解磷菌、解钾菌等。
3)熟化剂NaHSO3、钙镁磷肥本发明提供了一种用绿色有机废弃物制造生态药肥的方法，该方法包括如下主要工艺过程浸泡1→湿磨2→化学熟化3→微生物发酵4→堆肥5→粉碎筛分6→化学配料7→造粒8→干燥9。
下面分别对各步骤加以说明1)原料浸泡处理经破碎后直径＜3cm的新鲜或干燥的绿色有机废弃物的固体原料(根据不同品种原料和原料含水量)，先进行浸泡处理，浸泡的目的是为了使绿色有机废弃物中可溶性有效养分，溶解于浸泡液中，制高效液肥。同时，固性物的组织结构改变，易于下一步的湿磨工艺过程。
浸泡温度为50～55℃，浸泡液中加入NaHSO3化学药剂、浓度≤0.5％，浸泡时间4～20h，浸泡工艺采用逆流循环浸泡，使浸泡液和固性物形成逆相浓度和温度梯度。
2)湿磨处理经浸泡处理的固性有机物直接送入研磨机进行湿磨，在湿磨的同时补充NaHSO3、使其液相浓度不小于0.5％。湿磨温度控制在45～90℃，湿磨后的绿色有机废弃物平均粒径≤3mm。
3)化学熟化经湿磨的绿色有机废弃物，进入化学熟化反应罐，此时应补充加进入一种化学熟化剂。
熟化温度180～220℃，压力1.0～2.0MPa，熟化2～4h后，减压至0.6～0.8MPa，爆出。
通过电子显微镜可以观察到，经化学熟化处理的同性物的分子结构有显著的变化，部分分子键断裂。通过化学测试证明了反应液相中的糖含量提高到1.0～1.5％。
将化学熟化过程中的反应液相排回浸泡过程1)并和新鲜的绿色有机废弃物逆流循环浸泡后排出。排出的液体进入液肥制造过程11)。
4)微生物发酵经化学熟化的绿色有机废弃物固性物送入微生物发酵工序，控制发酵条件含水50～65％，温度50～90℃；首先加入高温菌种、扩胚菌种好氧发酵4h；搅拌散热温度至40～50℃加入固氮菌、解磷菌种、生物抗生素菌种后，好氧发酵48～72h；经发酵后的物料一部分送微生物菌剂生产过程10)，其经冻干脱水后(水份≤15％，有益微生物＞3亿个/克)，包装成为高效微生物菌剂，该菌剂是一种天然生态植物病虫害抑制剂。
另一部分物料送去堆肥工艺过程5)。
5)堆肥采用连续送气好氧堆肥单元设备，经粉碎直径≤3cm的绿色有机废弃物按比例加入10～20％微生物发酵过的物料，堆肥7～10天后，经有机物充分腐熟，含水率＜30％。
6)粉碎筛分经粉碎筛分，粒径≤5mm去化学配料；粒径≥5mm的筛上物返回绿色有机废弃物原料暂存。去浸泡工艺过程或湿磨工艺过程使用。
7)化学配料对堆肥后的物料成分进行测试，按堆肥标准要求添加营养元素，包括N、P、K和中、微量营养元素。
8)造粒经化学配料后的有机、无机复混肥料与硫尿溶液(20％稀硫酸中溶解适量尿素制成硫尿溶液)混合造粒。
9)烘干造粒后的水份在15～20％，经烘干水分≤15％。经冷却后去产品包装。此步骤烘干可以保证产品的品质稳定。而经冻干脱水的菌剂经挤压造粒后，按比例掺兑到有机、无机复混造粒肥中。保证了有益微生物的生物活性，不被高温和盐份破坏。
10)微生物菌生产微生物发酵后的部分产品去冻干脱水过程，生产冻干菌剂。该菌剂可以做生物农药使用，对植物病虫害有显著的作用，且对人畜等无毒害，是生态农业的支柱产品。
11)液肥制造浸泡液去浓缩混配工段，利用化学熟化过程的二次水蒸气作为能源对浸泡液进行二效减压蒸发，以保证液肥的水份稳定，同时添加化学营养剂形成液配产品，包装出售。
12)脱水干燥化学熟化后的物料经减压闪蒸、脱水干燥使水份达到45～55％。
上述工艺过程可以按照产品的要求进行有选择地采用，其中浸泡1、湿磨2、化学熟化3、微生物发酵4工序为必要工序。
从上述工艺过程可以看出，该过程可以生产的产品有液肥、微生物菌和复合肥。可以生产单一产品，也可以同时生产2种或3种产品。
本发明与现有技术相比具有如下优越性本发明实现了绿色有机废弃物减量化、无害化、资源化处理，绿色有机废弃物通过本发明的处理过程，堆比重由平均0.25增加到1.00，体积减量平均达到1/4，可以有效的降低运输销售成本。有利于工业化生产。处理过程实现了无害化，生产过程，工艺水逆流循环操作，无废气、废渣、废水排放。系统密闭性好，达到清洁生产要求。其产品是一种可以在作物生长期提供全面有效的营养。可以达到高效控释作用。可以节约化肥的用量，和有效的解决N2O对大气环境臭氧层的破坏及NO2离子对水体的污染作用。
图2为本发明的实施例1工艺流程及控制参数图；图3为本发明的实施例2工艺流程及控制参数图；图4为本发明的实施例3工艺流程及控制参数图；图5为本发明的实施例4工艺流程及控制参数图；图6为本发明的实施例5工艺流程及控制参数图。
工艺流程及参数如图2所示，其中绿色有机废弃物100份，化学熟化剂NaHSO30.25份，钙镁磷肥0.25份。
产品经化验后检测数据如下全氮(％) 1.532 全磷(P2O5％)0.600全钾(K2O％) 0.553有机质(％) 78.12 腐植酸(％)23.25钠mg/Kg 700.0钙mg/Kg13965 镁mg/Kg 958.6铁mg/Kg 6110.0铜mg/Kg157.6 锌mg/Kg 130.3镉mg/Kg 8.25铅mg/Kg26.7上述配方完全满足国家农业部有机堆肥的部颁标准，生产工艺十分简单，操作周期仅72小时，比高温有机堆肥节省了半个月的时间，该产品适用于土壤有机质含量低的地区。实施例2)、利用绿色有机废弃物制造有机肥(添加化学营养剂)。
工艺流程及参数如图3所示，其中一份绿色有机废弃物配等重的化学营养剂。
产品经化验后检测数据如下全氮(％) 8.5 全磷(P2O5％)8.5 全钾(K2O％) 8.5有机质(％) 34.06腐植酸(％)11.62 钠mg/Kg 700.0钙mg/Kg13965镁mg/Kg 958.6 铁mg/Kg 6110.0铜mg/Kg157.6锌mg/Kg 130.3该产品为有机无机养分组分合理的可广泛适用于高附加值的经济作物。实施例3)、利用绿色有机废弃物制造微生物菌剂。
工艺流程及参数如图4所示产品经化验后检测数据如下全氮(％)1.532全磷(P2O5％)0.600全钾(K2O％) 0.553有机质(％) 78.12腐植酸(％)23.25钠mg/Kg 700.0
钙mg/Kg 13965镁mg/Kg958.6 铁mg/Kg6110.0铜mg/Kg 157.6锌mg/Kg130.3菌剂有益微生物(固氮菌、磷细菌、钾细菌、抗生素)3亿个/克，该肥料适用于绿色农产品的生产，有效抑制作物病虫害的发生，并且可改善瓜果的口感品质。实施例4)利用绿色有机废弃物生产液肥。
工艺流程如图5所示产品经化验后检测数据如下全氮(％)0.85全磷(P2O5％)0.85全钾(K2O％) 0.85有机质(％) 3 腐植酸(％)1 钠mg/Kg 70钙mg/Kg 139 镁mg/Kg 95 铁mg/Kg 611铜mg/Kg 15 锌mg/Kg 13有益微生物(固氮菌、磷细菌、钾细菌、抗生素)20000个/克。该液肥对绿色蔬菜有特效，适合做叶面肥。实施例5)利用绿色有机废弃物生产生态药肥，副产菌剂和液肥工艺流程及参数如图6所示所生产的生态药肥产品经化验后检测数据如下全氮(％) 8.5全磷(P2O5％)8.5全钾(K2O％) 8.5有机质(％) 3.5腐植酸(％)1.5钠mg/Kg 70钙mg/Kg139镁mg/Kg 95 铁mg/Kg 61铜mg/Kg1.5锌mg/Kg 13菌剂有益微生物(固氮菌、磷细菌、钾细菌、抗生素)1亿个/克副产品菌剂检测指标同实施例3)液肥检测指标同实施例4)
权利要求
1.一种绿色有机废弃物制造生态药肥的方法，其特征在于该方法包括如下主要工艺过程浸泡→湿磨→化学熟化→微生物发酵，在微生物发酵过程中添加菌种。
2.根据权利要求1所述的一种绿色有机废弃物制造生态药肥的方法，其特征在于还包括如下生产复合肥的工艺过程堆肥→粉碎筛分→化学配料→造粒→干燥，在化学配料过程中添加营养剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种绿色有机废弃物制造生态药肥的方法，其特征在于还包括生产微生物菌的工艺过程冻干脱水。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种绿色有机废弃物制造生态药肥的方法，其特征在于还包括生产液肥的工艺过程浓缩混配。
5.据权利要求4所述的一种绿色有机废弃物制造生态药肥的方法，其特征在于在浓缩混配过程中添加营养剂。
全文摘要
本发明公开了一种用绿色有机废弃物制造生态药肥的方法;该方法包括①浸泡、②原料湿磨、③化学熟化、④微生物发酵、⑤堆肥、⑥粉碎筛分、⑦化学配料、⑧造粒、⑨烘干等工艺过程,其产品有:液肥、复合肥和微生物菌,可配制出适合各种作物的肥料。本发明采用现代化工技术、现代生物技术的合理流程和配方。该生态药肥充分实现了1)环境保护作用,2)肥效具有高效控释功能和抑制病虫害的药效。并且是一项节能技术。克服了一般废弃物处理的无法工业化的矛盾。
文档编号C05G1/00GK1385401SQ02114958
公开日2002年12月18日 申请日期2002年3月14日 优先权日2002年3月14日
发明者王明非, 薛继男, 张冀, 贾丽萍 申请人:王明非, 薛继男, 张冀, 贾丽萍