专利名称：一种有机生物复合肥及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以造纸黑液和酿造黄水为原料。通过化学处理和生物转化、制备生物有机复合肥及其方法众所周知，在目前通用的各种肥料中，无机化肥能快速提供充足的养份是其优点，但是单独施用无机化肥利用率很低，大约有60-70％养份被土壤所固定或流失；有机肥料能改良土壤，具有保水保肥和提高作物的品质等功能，然而，有机肥料养份浓度太低，肥效缓慢，单独使用不能满足高产田作物的需要；微生物肥料通过固氮解磷，解钾和抗病等作用来减少农业的投入，如果将微生物肥料用在有机质含量不足的土壤里，有益微生物就会因缺乏营养和能最而减少其活性，难以体现出应有的效果。
在有机生物复合肥的生产方法中，一般是以麸皮米糠和泥炭为原料制成微生物肥料，亦叫菌糠，然后把菌糠和无机化肥混配造粒，制成有机生物复合肥料，市面上亦称为生物活性复合肥，该肥料所含的微生物和有机质都来自于菌糠，然而菌糠中的无机养份极微，在实际生产过程中，当菌糠用量不足以满足微生物在土壤中继续繁殖的需要时，有机生物复合肥会因缺乏有机质和生物活性而徒有虚名，如果增加菌糠用量，使其有机质含量≥20％(相当于复合肥中加入了40％的菌糠)所制备的复合肥在外观和养份等方面均达不到复合肥的有关标准(GB15063-94)并且在成本和价格方面缺乏市场竞争能力。
制浆厂提取的黑液和酿造厂产生的黄水，均含丰富的有机和无机营养物，直接排入水中造成公害。碱和硫等化学产品回收技术，很难适应木材植物为原料的中小型造纸厂，提取木质素或粘合剂等综合利用办法；不易解决产品市场问题；生化处理措施，很难解决运行成本和二次污染问题；也有人建议直接将亚铵法制浆黑液浓缩干燥制成有机肥，然而该肥料中的有机质大多以还原性木质素和糖的形式存在，腐植酸含量少于4％，大量直接施入土壤可能仄氧发酵而产生硫化氢，毒害农作物根系，碱法制浆的黑液不能直接作为肥料使用。
针对上述问题，本法的主要目的在于提供一种利用造纸黑液和酿造黄水为原料，制备一种生物活性菌≥2000万个/克肥料，有机质≥20％，N+P2O5+K2O≥25％的有机生物复合肥及其制备方法，从而彻底解决制浆厂和酿造厂黄水综合利用问题，并提供经济而有效地解决农业化肥污染和轻化工业有机污染的方法。
本发明所述的一种有机生物复合肥所用原料黑液和/或黄水中至少含有(按干基重量计)≥30％还原性有机质和≥10％的无机养份。本发明的产品总肥效养份为至少含有(按重量计)生物活性菌≥2000万个/克肥料，中微量元素≥10％，有机质≥20％，N+P2O5+K2O≥25％，活化剂是由中国农科院菌种保藏管理中心提供菌种按常规培育的，菌种编号和名称分别为Accc10007园褐固氮菌，Accc10010巨大芽孢杆菌，Accc10013冻样芽孢杆菌。
本发明的一种有机生物复合肥制备方法是这样实现的，选择对土壤和作物有益无害的化学品如铵盐、镁盐、钙盐、钾盐、尿素、磷酸盐等化肥类物质用于制浆和酿造，收集制浆过程提取的黑液和/或酿造发酵过程产生的黄水备用，然后将黑液和/或黄水真空浓缩到含固量为50％±10％，冷却到20-50℃，一般为30-45℃，最好为37℃，制成微生物发酵用营养液，将由中国农科院菌种保藏管理中心提供，编号Accc1007、Accc1010、Accc10013，公开使用的名称分别为园褐固氮菌、巨大芽孢杆菌、冻样芽孢杆菌等试管菌种，按常规通过摇瓶、种子罐制成活化剂，接种到由黑液和/或黄水配制的营养液中，好氧发酵12-36小时，最好为24小时，制成的液体微生物有机肥可以直接用于各种农作物，亦可真空干燥，按需要补充磷钾化肥混配造粒制成有机质大于20％(按重量计)，无机养份大于25％(按重量计)的高质量有机生物复合肥，也可以先将营养液喷雾干燥配入磷钾化肥后，再接种活化剂实现固态好氧发酵12-36小时，最好为24小时，再造粒制成粒状有机生物复合肥，两种发酵方式均不影响产品的质量。
微生物用营养液(干基重)与活化剂(干基重)之比一般为10∶0.5-1.5，最好为10∶1。
本发明的显著优点是用于制浆和酿造的化学品为对作物和土壤都是有益无害的化肥类物质，如铵盐、镁盐、钙盐、钾盐、钾碱、尿素、磷酸盐等，这些物质先作制浆造纸和发酵酿造，然后作为有机生物复合肥的养份，实现一物多用。由于制浆和酿造所用的化学品均为化肥类物质，随同造纸和酿造所带入的大量有机质和几乎全部的无机矿物质均以黑液或黄水的形式回收，(所回收的黑液和黄水折干基计；含有40-50％左右的还原性有机质，15-18％左右的无机养份)，这为制备高浓度优质有机生物复合肥成为现实。本法的第二个优点是在利用黑液和/或黄水为原料制备有机生物复合肥过程中，操作条件温和设备结构简单，不会产生二次污染，投入少、产出多，是实现无公害制浆和酿造以及生态型农业的有效方法。
本发明制得的有机生物复合肥是集无机化肥的速效性，有机肥料的缓效性和微生物肥料的特效性于一体的生态功能性肥料，是当今肥料发展的高科技新产品。
以下通过实例进一步介绍本发明，但本发明的范围不限于下述实例实例1将亚铵法草浆黑液1000Kg(固相物浓度10％左右)在多效真空蒸发器中浓缩到固相物浓度为50％左右，泵入500L发酵罐冷却到37℃，接种预先制好的活化剂10L鼓泡通入无菌空气，维持反应温度在37℃左右，生物反应热由夹套冷却水移出，好氧发酵24小时，在45℃以下真空干燥，制作粉状有机生物肥100Kg左右，再混配100Kg左右无氯磷钾肥改性和调整养份，制备出200Kg左右有机生物复合肥，分析结果有机质24.30％，全氮(N)7.62％，全磷(P2O5)12.53％，全钾(K2O)8.87％，生物活性菌数5000万个/克肥料。
实例2原料相同实例1不同的是把浓缩到50％的黑液先喷雾干燥成粉状有机肥其中有机质49.70％，全氮(N)10.05％，全磷(P2O5)1.93％，全钾(K2O)5.50％，腐植酸总量3.191％，将得到的有机肥100Kg左右混配100kg无氯磷钾肥，接种10Kg固体活化剂，在37℃条件下固态好氧发酵24小时，反应热用人工翻堆的办法移出。然后造粒成型，其中有机质24.16％，全氮(N)7.83％，全磷12.50％，全钾(K2O)9.10％，生物活性菌数2000万个/克肥料。
实例3用赖氨酸发酵后黄水为原料，按实例1的条件制备成有机生物肥，再按有机生物肥∶磷铵渣∶氯化钾＝7∶2∶1(重量比)，混配造粒有机生物复合肥。其中有机质28.12％，生物活化菌3000万个/克肥料，全氮(N)11.83％，全磷(P2O5)7.33％，全钾(K2O)6.24％。
实例4用黑液和黄水各50％(析干基计)分别按实例1，实例2，实例3的条件，制备有机生物复合肥，其结果类似。
权利要求
1.权利要求，一种有机生物复合肥，其特征在于含有组成为(按重量百分数)。无机总养份25-45％有机质20-50％生物活性菌2000-5000万/克肥料
2.如权利要求1所述的一种有机生物复合肥，其特征在于黑液和/黄水至少含有(按干基计)30-50％的还原性有机质和10-20％无机养份。
3.如权利要求1所述的一种有机生物复合肥，其特征在于至少含有(按干基计)生物活性菌2000万个/克肥料，有机质≥20％，N+P2O5+K2O≥25％。
4.如权利要求1所述的一种有机生物复合肥，其特征在于所述的活化剂由中国农科院菌种保藏管理中心提供菌种而培养的。
5.如权利要求1所述的一种有机生物复合肥的制备方法，其特征在于选择对上壤和作物有益无害的化学品如铵盐，镁盐、钙盐、钾盐、钾碱、尿素、磷酸盐等化肥类物质用于造纸制浆和酿造，将制浆过程提取的黑液和/或酿造过程产生的黄水浓缩到含固量50％±10％，冷却到25-50℃，制成微生物发酵用营养液，将试管菌种按常规通过摇瓶种子罐制成活化剂，随后可a)将活化剂接种到微生物发酵营养液中，好氧发酵24小时左右，制得液态微生物有机肥，经干燥，配入磷钾化肥后，造粒制成或；b)将微生物发酵用营养液先干燥后配入磷钾化肥，再接种活化剂，实现固态好，氧发酵24小时左右，造粒制得。
6.如权利要求5所述的一种有机生物复合肥的制备方法，其特征在于黑液和/或黄水冷却到一般为30-45℃，最好为37℃。
7.如权利要求5所述的一种有机生物复合肥的制备方法，其特征在于所述的浓缩采用真空蒸发。
8.如权利要求5所述的一种有机生物复合肥的制备方法，其特征在于所述的干燥采用真空干燥。
9.如权利要5所述的一种微生物有机复合肥的制备方法，其特征在于所述的干燥采用喷雾干燥。
全文摘要
本发明是一种以造纸黑液或酿造黄水等有机废液为原料,制备有机生物复合肥及其方法。选择对土壤和作物有益而无害的化肥类化学品对农副产品进行深加工,使生产过程中回收的黑液或黄水可以直接作为微生物的营养物,黑液或黄水中的还原性有机质通过微生物作用转化为有机肥和生物氮、磷、钾,本发明方法制备的有机生物复合肥,功能齐全,成本低廉,具有广泛的推广意义和显著的社会经济价值。
文档编号C05F11/00GK1188093SQ9710731
公开日1998年7月22日 申请日期1997年1月14日 优先权日1997年1月14日
发明者吕高 申请人:吕高