专利名称：一种生物有机肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物有机肥及其制备方法，具体地说，涉及一种以菌丝体CSTR厌氧发酵、有机酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的污泥与有机酸工厂微生物发酵产生的蛋白质废渣、废活性炭等废弃物为原料，添加功能性菌种，经好氧发酵而生产的生物有机肥及其制备方法。
背景技术：
生物有机肥是以畜禽粪便、城市生活垃圾、农作物秸杆、农副产品和食品加工产生的有机废弃物为原料，配以多功能发酵菌种剂，使之快速除臭、腐熟、脱水、再添加功能性微生物菌剂，加工而成的含有一定量功能性微生物的有机肥料。生物有机肥是农业部和国家 质量监督检验检疫总局重点推荐的新型肥料。中华人民共和国农业部在“突出十项重点工作推广十大实用技术”的会议中指出大力提倡发展生物有机肥的生产与应用，改善环境确保食品的安全已成为全社会发展的重要任务。近年来，国家加大了对农业的投入，大部分的省份取消了农业税并加大了农业补贴的力度，同时，农产品的销售价格大幅上扬，农民收入增加了，生产积极性高涨。但长期施用化肥、农药使土地板结，肥力下降，污染环境和土壤、影响农业的可持续生产，加上近年化肥等农业生产资料价格的大幅上涨，使农业生产成本上升，农民急需寻找一种能部分或全部替代化肥、改良土壤、优质高效、价格实惠的肥料，这就给高效生物有机肥生产提供了巨大的市场空间和商业机会。生物有机肥是将来农业的主要生产资料，是一个值得投资的庞大产业，是一项收益率极高的朝阳产业。污泥是废水和固体废物厌氧发酵的常伴产物，含水率一般在90%以上，其虽然含有大量的有机质、植物养分，但同时也含有病原菌、寄生虫(卵)，并且容易腐烂发臭。自1997年联合国气候变化框架公约京都议定书签订以来，以二氧化碳和甲烷为代表的温室气体排放成为各国开展行业技术革新的重要依据，我国每年向联合国提交的温室气体排放清单中，污泥等固体废物处理处置系统的碳排放量也是一项重要内容。目前我国仍有70%左右的污泥没有得到稳定化、无害化处理，绝大部分仍是送往城市垃圾场进行简单的填埋，而每填埋I吨含水率在80%的左右的湿污泥，将会产生0. 5吨二氧化碳的总排放量，并向环境排放大量甲烷，其温室效应为二氧化碳的数十倍，因此，二次污染严重。因此，如何将污泥经过科学处理，使其达到减量化、无害化和资源化，在保护生态环境的基础上做到节能减排，已成为全世界环境保护领域十分关注的课题。有机酸工厂微生物发酵产生的蛋白质废渣中含有丰富的蛋白质，如果直接丢弃，造成能源的浪费。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种以菌丝体CSTR厌氧发酵、有机酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的污泥与有机酸工厂微生物发酵产生的蛋白质废渣、废活性炭等废弃物为原料，添加功能性菌种，经好氧发酵而生产的生物有机肥及其制备方法。 为实现上述目的，本发明提供的技术方案之一，是一种生物有机肥，所述有机肥是由下述配比的原料制备而成的(I)脱水污泥50-80重量份；(2)蛋白质废渣10-50重量份；
(3)尿素0-10重量份；(4)活性炭0-10重量份；(5)功能性菌种菌剂0. 2-1重量份；且所述脱水污泥为菌丝体CSTR厌氧发酵、衣康酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的污泥；所述蛋白质废渣为衣康酸或葡萄糖酸钠生产过程中产生的蛋白质废渣；所述活性炭为衣康酸或葡萄糖酸钠生产过程中产生的废活性炭；所述功能性菌种菌剂为固氮芽孢杆菌、有机磷细菌、钾细菌中的一种或多种组成的复合菌群。优选地，以质量百分比计，所述脱水污泥的含水率为80%。本发明提供的技术方案之二，是一种生物有机肥的制备方法，包括如下步骤(I)功能性菌种制备选取功能性菌种，置于发酵罐内液体培养，使发酵液中菌体达IO8-IOiciCfVmL ；(2)原料发酵将脱水污泥与蛋白质废渣混合均匀，调节PH值在6. 5-7. 5之间，用尿素或活性炭调节混合物C/N比在35:1-25:1之间，接入步骤(I)所得功能性菌种，进行好氧发酵；(3)后处理将步骤(2)所得发酵产物烘干，使其水分的质量百分比含量降低到15%_20%，再粉碎、筛分、造粒，即得成品。优选地，上述步骤(2)所述好氧发酵的温度< 60°C。优选地，上述步骤(2)所述好氧发酵的发酵时间为10-15天。本发明的有益效果是(I)本发明生物有机肥是采用菌丝体CSTR厌氧发酵、有机酸废水EGSB厌氧发酵好氧处理过程中产生的污泥与有机酸工厂微生物发酵产生的蛋白质废渣、废活性炭等废弃物为原料，添加功能性菌种，经好氧发酵而生产的生物有机肥，其中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素以及其它微量元素，完全满足作物的生长需要；(2)本发明生物有机肥中含有大量的有益活性菌，施用后活性菌迅速繁殖，能有效抑制土壤中有害微生物的生长，同时产生多种酶，促进作物健壮生长，增强作物的抗逆和抗病虫害能力，减少农药施用量，缓解连作障碍。此外，大量有益活性菌直接参与土壤物质和能量转化、腐殖质形成和分解等过程，特别是活性菌在繁殖过程中产生大量的胞外多糖，对土壤团粒结构起到胶粘作用，能够有效改善土壤物理性状，增强土壤的透气、保水、保肥能力，防止土壤板结和酸化，培肥地力，提高肥料利用率，降低施肥成本，使土地实现良性循环；(3)与传统农家肥不同，本发明所述生物有机肥经过高温腐熟，不含有害病菌和虫卵，避免了农家肥易烧苗、气味臭、病虫害多等弊端；(4)解决了菌丝体CSTR厌氧发酵、有机酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的污泥与有机酸工厂微生物发酵产生的蛋白质废渣带来的二次环境污染问题，符合循环经济的相关要求；
(5)本发明所述制备方法生产工艺简单，无三废排放，且投资少，见效快，成本低。
具体实施例方式实施例I(I)功能性菌种制备选取固氮芽孢杆菌为功能性菌种，置于发酵罐内液体培养，使发酵液中菌体达108-1010cfu/ml ；(2)原料发酵选取菌丝体CSTR厌氧发酵、衣康酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的 脱水污泥80kg，衣康酸生产过程中产生的蛋白质废渣10kg，经测定分析，脱水污泥含水率80%,有机质52. 43%，pH值6. 72，总氮4. 92%，总磷0. 15%，总钾0. 28%，蛋白质废渣中含有机质达75%，含水率62%，总氮2. 13%，总磷0. 10%,总钾0. 23%，两原料中重金属含量均在要求范围内，无有毒有害物质；将上述污泥与蛋白质废渣混合均匀，调节PH值为6. 5，用衣康酸生产过程中产生的废活性炭调节混合物的C/N比为35:1，以喷洒菌液形式接入0. 2kg步骤(I)所得固氮菌，以上送风方式曝气装置供氧，通风量为0. 4m3/ (min m3)，采用翻抛机定时搅拌，进行好氧发酵，控制发酵温度<60°C，发酵时间为10天；(3)后处理将步骤(2)所得发酵产物烘干，使其水分的质量百分比含量降低到15%_20%，再粉碎、筛分、造粒，即得成品。实施例2(I)功能性菌种制备选取有机磷细菌为功能性菌种，置于发酵罐内液体培养，使发酵液中菌体达108-1010cfu/ml ；(2)原料发酵选取菌丝体CSTR厌氧发酵、衣康酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的脱水污泥50kg，衣康酸生产过程中产生的蛋白质废渣50kg，经测定分析，脱水污泥含水率50%,有机质52. 43%，pH值6. 72，总氮4. 92%，总磷0. 15%，总钾0. 28%，蛋白质废渣中含有机质达75%，含水率62%，总氮2. 13%，总磷0. 10%,总钾0. 23%，两原料中重金属含量均在要求范围内，无有毒有害物质；将上述污泥与蛋白质废渣混合均匀，调节PH值为7. 5，用尿素调节混合物的C/N比为25:1，以喷洒菌液形式接入Ikg步骤(I)所得有机磷细菌，以上送风方式曝气装置供氧，通风量为0. 2m3/ (min ^3)，采用翻抛机定时搅拌，进行好氧发酵，控制发酵温度< 60°C，发酵时间为15天；(3)后处理将步骤(2)所得发酵产物烘干，使其水分的质量百分比含量降低到15%_20%，再粉碎、筛分、造粒，即得成品。实施例3(I)功能性菌种制备
选取固氮芽孢杆菌、有机磷细菌及钾细菌复合菌群为功能性菌种，置于发酵罐内液体培养，使发酵液中菌体达108-101(lCfu/ml ；(2)原料发酵选取菌丝体CSTR厌氧发酵、衣康酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的脱水污泥70kg，衣康酸生产过程中产生的蛋白质废渣20kg，经测定分析，脱水污泥含水率80%,有机质52. 43%，pH值6. 72，总氮4. 92%，总磷0. 15%，总钾0. 28%，蛋白质废渣中含有机质达75%，含水率62%，总氮2. 13%，总磷0. 10%,总钾0. 23%，两原料中重金属含量均在要求范围内，无有毒有害物质；将上述污泥与蛋白质废渣混合均匀，调节PH值为7.0，用衣康酸生产过程中产生的废活性炭调节混合物的C/N比为30:1，以喷洒菌液形式接入0. 5kg步骤(I)所得复合菌群，以上送风方式曝气装置供氧，通风量为0. 3m3/ (min ^m3),采用翻抛机定时搅拌，进行好 氧发酵，控制发酵温度<60°C，发酵时间为12天；(3)后处理将步骤(2)所得发酵产物烘干，使其水分的质量百分比含量降低到15%_20%，再粉碎、筛分、造粒，即得成品。实施例4(I)功能性菌种制备选取钾细菌为功能性菌种，置于发酵罐内液体培养，使发酵液中菌体达108-1010cfu/ml ；(2)原料发酵选取菌丝体CSTR厌氧发酵、衣康酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的脱水污泥60kg，衣康酸生产过程中产生的蛋白质废渣40kg，经测定分析，脱水污泥含水率80%,有机质52. 43%，pH值6. 72，总氮4. 92%，总磷0. 15%，总钾0. 28%，蛋白质废渣中含有机质达75%，含水率62%，总氮2. 13%，总磷0. 10%,总钾0. 23%，两原料中重金属含量均在要求范围内，无有毒有害物质；将上述污泥与蛋白质废渣混合均匀，调节PH值为7.0，用尿素调节混合物的C/N比为28:1，以喷洒菌液形式接入0. 8kg步骤(I)所得钾细菌，以上送风方式曝气装置供氧，通风量为0. 35m3/ (min m3)，采用翻抛机定时搅拌，进行好氧发酵，控制发酵温度< 60°C，发酵时间为14天；(3)后处理将步骤(2)所得发酵产物烘干，使其水分的质量百分比含量降低到15%_20%，再粉碎、筛分、造粒，即得成品。分别取实施例1-4所得生物有机肥，分析检测其总氮、总磷、总钾的含量及有机质含量、有效活菌数、PH值和含水率，结果见表I。表I
I实施例I I实施例2 I实施例3 I实施例4 总氮含量，wt. % 24. 4324. 3623. 2824. 60
权利要求
1.一种生物有机肥，其特征在于，所述有机肥是由下述配比的原料制备而成的(1)脱水污泥50-80重量份；(2)蛋白质废渣10-50重量份；(3)尿素0_10重量份；(4)活性炭0-10重量份；(5)功能性菌种菌剂0. 2-1重量份； 且所述脱水污泥为菌丝体CSTR厌氧发酵、衣康酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的污泥； 所述蛋白质废渣为衣康酸或葡萄糖酸钠生产过程中产生的蛋白质废渣； 所述活性炭为衣康酸或葡萄糖酸钠生产过程中产生的废活性炭； 所述功能性菌种菌剂为固氮芽孢杆菌、有机磷细菌、钾细菌中的一种或多种组成的复合菌群。
2.根据权利要求I所述的一种生物有机肥，其特征在于，以质量百分比计，所述脱水污泥的含水率为80%。
3.根据权利要求I所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)功能性囷种制备 选取功能性菌种，置于发酵罐内液体培养，使发酵液中菌体达108-10lclcfu/mL ； (2)原料发酵 将脱水污泥与蛋白质废渣混合均匀，调节PH值在6. 5-7. 5之间，用尿素或活性炭调节混合物C/N比在35:1-25:1之间，接入步骤(I)所得功能性菌种，进行好氧发酵； (3)后处理 将步骤(2)所得发酵产物烘干，使其水分的质量百分比含量降低到15%-20%，再粉碎、筛分、造粒，即得成品。
4.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述好氧发酵的温度彡60°C。
5.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述好氧发酵的发酵时间为10-15天。
全文摘要
本发明涉及一种生物有机肥及其制备方法。所述有机肥是由下述配比的原料制备而成的(1)脱水污泥50-80重量份；(2)蛋白质废渣10-50重量份；(3)尿素0-10重量份；(4)活性炭0-10重量份；(5)功能性菌种菌剂0.2-1重量份。所述制备方法包括如下步骤(1)功能性菌种制备；(2)原料发酵；(3)后处理。本发明解决了菌丝体CSTR厌氧发酵、有机酸废水EGSB厌氧发酵-好氧处理过程中产生的污泥与有机酸工厂微生物发酵产生的蛋白质废渣带来的二次环境污染问题，变废为宝，符合循环经济的相关要求，所得生物有机肥有机质含量及有效活菌数含量等指标均满足相关行业标准的要求。此外，本发明所述制备方法工艺简单，无三废排放，且投资少，见效快，成本低。
文档编号C05G3/00GK102964176SQ201210451590
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者徐建春, 李悦明, 张希铭, 程宝珍 申请人:青岛琅琊台集团股份有限公司