专利名称：一种有机废弃物堆肥用生物菌剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于微生物领域，具体涉及一种有机废弃物堆肥用生物菌剂及其制备方法。
背景技术：
随着我国集约化农业和加工业的迅速发展，大量农业和加工业的固体有机废弃物被浪费掉，如水稻、小麦、玉米、油菜等作物秸秆就地焚烧、规模化养殖后的畜禽粪便和加工业的下脚料等随地弃置，这不仅严重污染了环境，也极大地浪费了有机肥产品的原料；同时造成大量的养分资源(C、N、P、K、S及微量元素)流失于土壤-植物系统之外，明显地削弱了我国农业可持续发展的能力。有机固体废弃物含固率一般高于10%，主要包括农业有机废弃物，脱水污泥以及餐厨垃圾等。我国是农业大国，据统计，每年产生各种农作物秸秆有6亿多吨、其中水稻1. 68亿吨、小麦1. 06亿吨、玉米1. 21亿吨。上世纪80年代以来，农村的能源结构、种植结构发生了较大变化，农作物秸秆大量剩余，焚烧农作物秸秆的现象屡禁不止，造成资源浪费、污染环境等不良后果。另一种严重的环境公害是养殖场畜禽粪便的自然排放。改革开放以来， 我国畜禽养殖业迅速发展，养殖规模越来越大，逐步发展成为一个独立的产业。随着畜禽养殖业集约化、规模化、工厂化的快速发展，畜禽养殖业粪便废弃物的产生量也急剧增加，目前已成为我国农业有机固体废弃物的主要生产源。我国每年的污泥产量约以10%的速度在递增，在城市污水处理能力不断增长的同时，污泥也在大幅度增长，目前全国每年产生含水率为80%的污泥约3000万吨左右。这些污泥通常是由有机残体、菌体、无机颗粒、胶体等组成，其中活性污泥有机物含量高达60% 70%。而污泥的随意弃置给环境造成污染，因此污泥的处理是环境生物修复的重要步骤。 我国污泥中总氮、总磷、总钾平均含量分别为3. 03%U.52%,0. 69%，超过国家堆肥需要的养分标准，所以污泥是很好的有机肥源。餐厨垃圾是城市生活垃圾中有机相的主要来源，一般产生于企事业单位、学校、农贸市场、超市以及餐饮服务行业。以北京、上海、广州等大城市为例，其餐厨垃圾日产量均超过了 1000吨。在堆肥化过程中由于温度、pH值、通气量等条件的变化，易造成大量的有效成分氨的挥发。据估算整个堆肥化过程中氨气的挥发损失约20% 50%。如此大量的氨气挥发， 不仅降低了堆肥的有效成分含量，而且挥发出的氨通过干湿沉降等方式最终又进入自然水体，造成水体富营养化。因此，在堆肥化过程中如何减少氨挥发和回收挥发出的氨，是有机废弃物堆肥化处理中必须解决的一个重要问题。活性污泥对污水中重金属的吸收富集作用主要是靠污泥中的微生物作用，使重金属与细胞内的有机质结合。重金属在微生物细胞内主要以有机质结合态的形式存在，此外，还有少量的以氧化物、碳化物、硫化物等形式存在，其最终处置会造成环境污染。污泥中含有大量的氮化物和有机物，可施用于农田。农田施肥是一种经济的、生产性的污泥处置手段。但是污泥中含有大量的重金属，直接施用于农田会造成土壤污染，土壤中的重金属又会经作物吸收后积累于食物链中，最终危害人体健康。因此必须对堆肥进行适当处理，以实现堆肥产品的无害化应用，采取的途径有抑制氨氮释放，以实现除臭，同时减少氮流失；钝化重金属，以实现重金属的无害化处理。
发明内容
发明目的本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种有机废弃物堆肥用生物菌剂。本发明的另一目的在于，提供上述生物菌剂的制备方法。技术方案为了达到发明目的，本发明是这样来实现的一种有机废弃物堆肥用生物菌剂，包括以下重量份数的组分
乳酸菌3(Γ40份
酵母菌2(Γ30份
硝化细菌1(Γ20份
放线菌10 15份
霉菌10 15份。为了达到效果，生物菌剂中总菌数彡2X IOVml0其中，所述乳酸菌为乳杆菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属或片球菌属。其中，所述酵母菌为啤酒酵母、葡萄汁酵母、汉逊酵母、球拟酵母、假丝酵母、红酵母或白地霉。其中，所述硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌混合菌。其中，放线菌为链霉菌属、诺卡氏菌属、小单孢菌属、链孢囊菌属或游动放线菌属。其中，所述霉菌为曲霉属、青霉属或链孢菌属。制备有机废弃物堆肥用生物菌剂方法，包括以下步骤
(1)扩繁培养
将乳酸菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池； 将酵母菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池； 将硝化细菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池； 将放线菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池； 将霉菌菌经斜面活化，接种于液体培养基中，28 35°C条件下培养36 7池； 计算活菌，检测乳酸菌、酵母菌、硝化细菌、放线菌和霉菌的菌数，按比例将菌液混合；
(2)菌剂混合发酵
选用重量份数30 50份的麦麸、20 30份的麦壳、10 20份的锯末和10 20份的竹炭为吸附发酵原料，经过粉碎后过40目分样筛，然后在121°C条件下灭菌30分钟，待温度降低至40°C后，将混合菌液放入发酵原料进行菌剂吸附，然后置于25 35°C条件下固体密封发酵;Γ5天，于3(T35°C烘干，粉碎，过40目筛。其中，所述菌剂混合发酵中原料竹炭的制备方法为以木炭为烘炉料，初始阶段加热炉料并加温，当炉温升至200°C时，从出料口出料，然后在加料口加入竹块废料，受炉内自下而上的烟气直接燃烧而升温，使所含的游离水分蒸发，接着发生半纤维素的分解，即预炭化阶段；炭化是放热反应，炉内温度会持续上升，随即进入主炭化阶段，纤维素和木质素开始分解，同时生成大量的热解产物。反应在400-600°C结束，此时竹炭基本炭化并下移到煅烧区，与导入的空气发生有控制的燃烧，使该区段的温度达到稳定的700-1000°C，在此条件下，上述已基本炭化的初级竹炭发生自芳香化过程与石墨化过程，固定炭含量不断增加，炭体结构收缩更加密实化。竹炭继续下移进入冷却阶段。冷却至室温后从出料口取出，经粉碎过筛后备用。有益效果本发明与现有技术相比，具有如下优点
1、在除臭的同时能减少70%左右的氮流失；
2、菌剂具备纤维素水解功能，能够缩短堆肥时间；
3、菌剂本身具备调节能力，如调节PH值和水分，对堆肥起到促进作用；
4、对重金属具有钝化能力，可以降低甚至消除重金属的危害；
5、改善微生物群落结构，增强微生物的堆肥效率，缩短堆肥时间；
6、增加C:N比，增强堆肥效率，增加肥效。
具体实施例方式实施例1
(1)菌株的扩繁
A乳酸菌的培养将德氏乳酸杆菌原菌种置于麦芽汁培养基上二8°C做一级斜面培养，然后接种到同样的液体麦芽汁培养基中进行振荡二级培养，温度^°C，120r/min，培养 36-72h后得乳酸菌的二级培养物；
B酵母菌的培养将球拟酵母原菌种置于乳酸-马铃薯-葡萄糖培养基上，28°C做一级斜面培养，然后接种到同样组分的液体培养基中进行振荡二级培养，温度^°C，120r/min， 培养36-7 后得酵母菌的二级培养物；
C硝化细菌的培养硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌，分别将水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，在25°C斜面培养，然后接种到三角瓶中进行2级振荡培养，温度25°C，120r/ min,培养36-7 后得硝化细菌的二级培养物；
所述的亚硝化菌培养基硫酸铵0. 5g、氯化钠0. 3g、七水合硫酸亚铁0. 03g、磷酸氢二钾lg、硫酸镁0. 03g、氯化钙0. 05g、蒸馏水1000ml, pH值7-7. 2 ；
所述的硝化菌培养基亚硝酸钠lg、硫酸镁0. 03g、硫酸镁0. Olg、磷酸氢二钾0. 75g、磷酸二氢钾0. 25g、碳酸钠lg、蒸馏水1000ml、pH7-7. 2 ；
D放线菌的培养诺卡氏菌原菌置于高氏一号培养基上，28°C做一级斜面培养，然后接种到三角瓶中作振荡培养，温度^°C，120r/min，培养36-7 后得放线菌的二级培养物；
E霉菌的培养将黑曲霉原菌置于PDA培养基(马铃薯-葡萄糖培养基)上，28°C做一级斜面培养，然后接种到同样组分的液体培养基中进行振荡二级培养，温度^°C，120r/min， 培养36-7 后得霉菌的二级培养物；
活菌计数，检测德氏乳酸杆菌、球拟酵母、硝化菌、亚硝化菌、诺卡氏菌、黑曲霉菌数，按重量分数对其进行混合30份德氏乳酸杆菌、20份球拟酵母、5份硝化菌、5份亚硝化菌、10 份诺卡氏菌和10份黑曲霉菌。
5
(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为30份的麦麸、25份的麦壳、10份的锯末和10份的竹炭颗粒共lOOOOg，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液10000ml，充分混合均勻后密封在30°C条件下进行发酵；3天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例2 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用乳酸链球菌，酵母菌选用葡萄汁酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用内氏放线菌、霉菌选用黑曲霉菌。活菌计数，检测乳酸链球菌、葡萄汁酵母、硝化菌、亚硝化菌、内氏放线菌、黑曲霉数，按重量分数对其进行混合40份乳酸链球菌、30份葡萄汁酵母、13份硝化菌、2份亚硝化菌、15份内氏放线菌和15份黑曲霉菌。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为50份的麦麸、30份的麦壳、20份的锯末和20份的竹炭颗粒共8000g，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液4000ml，充分混合均勻后密封在35°C条件下进行发酵；5天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例3 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用双歧杆菌，酵母菌选用汉逊酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用粘液放线菌、霉菌选用桔青霉。活菌计数，检测双歧杆菌、汉逊酵母、硝化菌、亚硝化菌、粘液放线菌、桔青霉数，按重量分数对其进行混合35份双歧杆菌、25份汉逊酵母、5份硝化菌、10份亚硝化菌、12份粘液放线菌和14份桔青霉。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为40份的麦麸、25份的麦壳、15份的锯末和15份的竹炭颗粒共12000g，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液10000ml，充分混合均勻后密封在25°C条件下进行发酵；4天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例4 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用长双歧杆菌，酵母菌选用啤酒酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用巴西诺卡菌、霉菌选用尖孢镰孢菌。活菌计数，检测长双歧杆菌、啤酒酵母、硝化菌、亚硝化菌、巴西诺卡菌、尖孢镰孢菌数，按重量分数对其进行混合32份长双歧杆菌J6份啤酒酵母、10份硝化菌、10份亚硝化菌、13份巴西诺卡菌和11份尖孢镰孢菌。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为45份的麦麸、沈份的麦壳、14份的锯末和18份的竹炭颗粒共lOOOOg，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液12000ml，充分混合均勻后密封在30°C条件下进行发酵；3天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例5 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用戊糖片球菌，酵母菌选用假丝酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用灰色链霉菌、霉菌选用粉红镰孢菌。活菌计数，检测戊糖片球菌、假丝酵母、硝化菌、亚硝化菌、灰色链霉菌、粉红镰孢菌数，按重量分数对其进行混合38份长双歧杆菌、22份啤酒酵母、8份硝化菌、7份亚硝化菌、11份巴西诺卡菌和10份尖孢镰孢菌。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为42份的麦麸、M份的麦壳、12份的锯末和15份的竹炭颗粒共8000g，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液10000ml，充分混合均勻后密封在30°C条件下进行发酵；4天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例6 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用小片球菌，酵母菌选用球拟酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用衣氏放线菌、霉菌选用杂色曲霉。活菌计数，检测小片球菌、球拟酵母、硝化菌、亚硝化菌、衣氏放线菌、杂色曲霉数， 按重量分数对其进行混合36份小片球菌、27份球拟酵母、12份硝化菌、8份亚硝化菌、14 份衣氏放线菌和13份杂色曲霉。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为32份的麦麸、25份的麦壳、13份的锯末和17份的竹炭颗粒共lOOOOg，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液5000ml，充分混合均勻后密封在观°C条件下进行发酵；5天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例7 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用角双歧杆菌，酵母菌选用红酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用棘孢小单孢菌、霉菌选用纯绿青霉。活菌计数，检测角双歧杆菌、红酵母、硝化菌、亚硝化菌、棘孢小单孢菌、纯绿青霉数，按重量分数对其进行混合38份角双歧杆菌、25份红酵母、6份硝化菌、5份亚硝化菌、15 份棘孢小单孢菌和15份纯绿青霉。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为30份的麦麸、30份的麦壳、10份的锯末和20份的竹炭颗粒共15000g，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液10000ml，充分混合均勻后密封在条件下进行发酵；4天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例8:(1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用酒明串珠菌，酵母菌选用白地霉，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用绛红小单孢菌、霉菌选用木贼镰孢菌。活菌计数，检测酒明串珠菌、白地霉、硝化菌、亚硝化菌、绛红小单孢菌、木贼镰孢菌数，按重量分数对其进行混合30份酒明串珠菌、30份白地霉、3份硝化菌、9份亚硝化菌、 10份绛红小单孢菌和10份木贼镰孢菌。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为50份的麦麸、20份的麦壳、20份的锯末和15份的竹炭颗粒共8000g，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液12000ml，充分混合均勻后密封在32°C条件下进行发酵；4天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。实施例9 (1)菌株的扩繁
培养方法同实施例1，乳酸菌选用丁二酮乳酸链球菌，酵母菌选用啤酒酵母，硝化细菌为硝化菌和亚硝化菌，放线菌选用菲律宾游动放线菌、霉菌选用烟曲霉。活菌计数，检测丁二酮乳酸链球菌、啤酒酵母、硝化菌、亚硝化菌、菲律宾游动放线菌、烟曲霉数，按重量分数对其进行混合40份丁二酮乳酸链球菌、25份啤酒酵母、6份硝化菌、4份亚硝化菌、15份菲律宾游动放线菌和15份烟曲霉。(2)生物菌剂的制备
固体发酵罐中加入重量份数为45份的麦麸、沈份的麦壳、10份的锯末和18份的竹炭颗粒共lOOOOg，121°C条件下灭菌30分钟，后加入混合好的菌液10000ml，充分混合均勻后密封在33°C条件下进行发酵；4天后停止发酵，在30°C的电热恒温干燥箱中干燥，至水分在 15%左右，粉碎过筛，装袋。
权利要求
1. 一种有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，它包括以下重量份数的组分
2.根据权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，所述生物菌剂中总菌数彡2 XlOVml ο
3.根据权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，所述乳酸菌为乳杆菌属、明串珠菌属、双歧杆菌属或片球菌属。
4.根据权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，所述酵母菌为啤酒酵母、葡萄汁酵母、汉逊酵母、球拟酵母、假丝酵母、红酵母或白地霉。
5.根据权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，所述硝化细菌包括硝化菌和亚硝化菌。
6.根据权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，所述放线菌为链霉菌属、诺卡氏菌属、小单孢菌属、链孢囊菌属或游动放线菌属。
7.根据权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂，其特征在于，所述霉菌为曲霉属、青霉属或链孢菌属。
8.制备权利要求1所述的有机废弃物堆肥用生物菌剂方法，其特征在于，它包括以下步骤(1)扩繁培养将乳酸菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池；将酵母菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池；将硝化细菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池；将放线菌经斜面活化，接种于液体培养基中，2纩35°C条件下培养36 7池；将霉菌菌经斜面活化，接种于液体培养基中，28 35°C条件下培养36 7池；计算活菌，检测乳酸菌、酵母菌、硝化细菌、放线菌和霉菌的菌数，按比例将菌液混合；(2)菌剂混合发酵选用重量份数30 50份的麦麸、20 30份的麦壳、10 20份的锯末和10 20份的竹炭为吸附发酵原料，经过粉碎后过40目分样筛，然后在121°C条件下灭菌30分钟，待温度降低至40°C后，将混合菌液放入发酵原料进行菌剂吸附，然后置于25 35°C条件下固体密封发酵;Γ5天，于3(T35°C烘干，粉碎，过40目筛。
9.根据权利要求8所述的制备有机废弃物堆肥用生物菌剂方法，其特征在于，所述菌剂混合发酵中原料竹炭的制备方法为以木炭为烘炉料，加热，当炉温升至200°C时，出料， 然后加入竹块废料，继续加热，至70(Tl00(rC停止加热，当温度冷却至室温后将竹炭取出， 粉碎并过筛。
10.根据权利要求8所述的制备有机废弃物堆肥用生物菌剂方法，其特征在于，所述步骤(1)得到的混合菌液每IL中加入发酵原料50(Tl500g。乳酸菌酵母菌硝化细菌放线菌霉菌30 40份 20 30份 10 20份 10 15份 10 15份。
全文摘要
本发明公开了一种有机废弃物堆肥用生物菌剂，包括以下重量份数的组分30~40份的乳酸菌、20~30份的酵母菌、10~20份的硝化细菌、10~15份的放线菌和10~15份霉菌。同时，本发明还公开了上述生物菌剂的制备方法。本发明利用微生物来降解有机废弃物中的污染成分，消除臭味，实现快速堆肥，并能降低重金属的毒害；同时还可以调节堆肥物料pH值，加速纤维素水解，抑制氨氮的流失；此外菌剂本身水分较低，对高含水的污泥以及餐厨垃圾有很好的调节含水率的作用。
文档编号C12R1/62GK102250769SQ201110159939
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者吴林峰, 张冬玲, 汤水江, 钱陈, 陈友义 申请人:江苏新琦环保有限公司