一种利用环境废料资源的肥料及其制备方法

文档序号:31568393发布日期:2022-09-20 21:29阅读:52来源:国知局

1.本发明属于肥料的技术领域,具体是涉及到一种利用环境废料资源的肥料及其制备方法。


背景技术:

2.生活垃圾一般可分为四大类:可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾和其它垃圾。常用的垃圾方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。
3.(1)可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等,通过综合处理回收利用,可以减少污染,节省资源。
4.(2)餐厨垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物。
5.(3)有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等,这些垃圾需要特殊安全处理。
6.(4)其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物,采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。
7.剩餐,比如与垃圾或快餐盒倒在一起的剩饭,该类型的生活垃圾,会产生大量滋生蚊蝇,促使垃圾中的细菌大量繁殖,产生有毒气体和沼气;而塑料,如塑料包装、快餐饭盒、塑料杯瓶、电器包装、冷饮皮等,产生的危害有:难以分解,破坏土质,使植物生长减少30%;填埋后可能污染地下水;焚烧会产生有害气体。当前的生活垃圾,经过筛选后,剩餐、剩饭类型的生活垃圾还是不可避免的混杂有一定程度上的塑料制品,造成不易对该类型的生活垃圾进行处理。
8.当前的塑料制品,多为合成塑料制品,合成塑料制品作为一种非天然的石油基塑料,由于其分子量过大且疏水而难以通过生物膜,因此很难被微生物所利用;同时,塑料单体间往往通过c-c键等非常强的共价键结合,因此要破坏这种高分子聚合链非常困难。因此这些高分子聚合物进入环境后很难被微生物降解,带来了严重的环境污染,“白色污染”已经成为一个全球性问题。常规处理塑料废弃物的物理和化学的方法有具有成本高、副产品多和产生二次污染的局限性。
9.生物处理技术是通过生物代谢过程将废物转化成二氧化碳、水和生物质等最终产物进入地球化学循环中。生物处理技术一般都具有高效降解和成本经济的特点,因此被认为是处理固体有机废物最具持续性的处理方式。微生物作为自然界天然的分解者,生存环境丰富多样,它们具有非常高的进化能力和非常强的适应能力,天然存在的化合物几乎都可以被微生物完全利用和降解,而人工合成的化合物也会随着时间推移被微生物逐渐作为底物利用。
10.因此将含有一定塑料制品的剩菜、剩餐等生活垃圾进行生物技术的处理,很好的处理该类型的生活垃圾,将会非常迎合当前环保及市场的需求。


技术实现要素:

11.针对上述现有技术的不足,本发明提供了一种利用环境废料资源的肥料及其制备方法,通过软化生活垃圾中的塑料制品后,经过微生物的降解处理,在高温下再将生活垃圾进行发酵处理,得到生物有机肥,该生物有机肥,肥力充沛,可以作为瓜果树木等基肥来使用。
12.本发明通过以下技术方案得以实现。
13.一种利用环境废料资源的肥料,以重量份为单位,包括以下组分:生活垃圾100-150份、微生物菌剂3-5份、氮源4-5份、碳源6-8份。
14.其中,生活垃圾为含有塑料制品的剩菜、剩餐混合物,所述塑料制品在生活垃圾中的含量,按照重量比,塑料制品≤5%。
15.其中,微生物菌剂,以重量份为单位,包括以下组分:葡糖醋杆菌1-2份、解淀粉芽孢杆菌0.5-0.75份、放线菌0.5-0.75份、酵母0.5-0.75份、蓝细菌0.5-0.75份、植物秸秆10-15份。
16.优选的,一种利用环境废料资源的肥料,以重量份为单位,包括以下组分:
17.生活垃圾130份、微生物菌剂2.5份、氮源4.5份、碳源7份。其中微生物菌剂,以重量份为单位,包括以下组分:解淀粉芽孢杆菌0.6份、放线菌0.6份、酵母0.65份、蓝细菌0.65份、植物秸秆12份。
18.其中,氮源选择尿素;在生物发酵过程中,氮源作为微生物生长所必须的营养物质,是微生物合成菌体蛋白质、核酸等含氮物质的重要原料。其成分及来源属性将直接影响到菌体的生长,进而影响相关代谢产物的合成速率及最终产率;
19.其中,碳源选择葡萄糖;可以满足菌体生长、促进产物的形成。
20.在本发明中,所用到微生物菌剂,作用机理和介绍,阐释如下:
21.解淀粉芽孢杆菌(bacillus amyloliquefaciens)为芽孢杆菌属,是一种与枯草芽孢杆菌(bacillus sub-tilis)亲缘性很高的细菌,其在生长过程中可以产生一系列能够抑制真菌和细菌活性的代谢物;
22.放线菌(actinomycetes)是原核生物中一类能形成分枝菌丝和分生孢子的特殊类群,呈菌丝状生长,主要以孢子繁殖,因菌落呈放射状而得名。大多数有发达的分枝菌丝。菌丝纤细,宽度近于杆状细菌,约0.2~1.2微米。可分为:营养菌丝,又称基内菌丝或一级菌丝,主要功能是吸收营养物质,有的可产生不同的色素,是菌种鉴定的重要依据;气生菌丝,叠生于营养菌丝上,又称二级菌丝;孢子丝,气生菌丝发育到一定阶段,其上可以分化出形成孢子的菌丝。
23.酵母是一种单细胞真菌,并非系统演化分类的单元。一种肉眼看不见的微小单细胞微生物,能将糖发酵成酒精和二氧化碳,分布于整个自然界,是一种典型的异养兼性厌氧微生物,在有氧和无氧条件下都能够存活,是一种天然发酵剂。
24.蓝细菌曾被称为蓝藻或蓝绿藻,是一类分布很广,含有叶绿素a,能够在光合作用时释放氧气的原核微生物。蓝细菌主要以二分裂或多分裂方式进行繁殖,少数蓝细菌可形成孢子,孢子壁厚,能抵抗不良环境。由成串细胞连成丝状的蓝细菌,在细胞链断裂时形成的片段,称之为链丝段,具有繁殖功能。
25.葡糖醋杆菌,具有较高的的细菌纤维素生产能力,而细菌纤维素和植物或海藻产
生的天然纤维素具有相同的分子结构单元,但细菌纤维素纤维却有许多独特的性质,比如:(1)细菌纤维素与植物纤维素相比无木质素、果胶和半纤维素等伴生产物;(2)超精细网状结构;(3)细菌纤维素的弹性模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上,并且抗张强度高;(4)细菌纤维素有很强的持水能力;(5)细菌纤维素有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性;(6)细菌纤维素生物合成时的可调控性。因此细菌纤维素可以很好的负载经过发酵后的肥料。
26.同样,本发明也提供了一种利用环境废料资源的肥料的制备方法,包括以下步骤:
27.s1、备料
28.将集中好的剩菜、剩餐混合物,将大型的塑料取出,控制塑料的整体重量在剩菜、剩餐混合物重量的5%以下,控制水量在40%以下;将植物秸秆干燥至水份低于3%,粉碎过100目筛;将粉碎后的植物秸秆和挑选好的剩菜、剩餐混合物,进行充分混合,得到待处理的混合物;
29.s2、灭菌处理及紫外处理
30.将步骤s1得到待处理的混合物,进行钴co-60辐照,辐照灭菌结束后,加入称量好的蓝细菌,在紫外光的照射下进行老化处理;
31.s3、发酵
32.将步骤s2处理后的混合物导入到发酵罐中,加入氮源、碳源、放线菌、酵母,外加能量使得温度达到35℃,然后自然发酵,温度达到50-60℃,保持5-6天,过程中保持水分在30-40%;发酵结束后,干燥,将水分降低到8%以下,进行造粒,得到微生物有机肥。
33.优选的,所述紫外处理工艺为:在搅拌状态下,使用波长为254nm紫外光照射3h。
34.本发明的有益效果在于:
35.本发明所述的一种利用环境废料资源的肥料,通过加入微生物菌剂,现在紫外光的处理下,结合蓝细菌强大的光合作用能力,老化或者软化生活垃圾中的塑料制品,再经过微生物菌剂的发酵处理,得到的生物有机肥,符合行业标准,经过施肥1年后,土壤中的生物有机肥中,不存在塑料制品,已经被完全降解。
具体实施方式
36.下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
37.实施例1
38.一种利用环境废料资源的肥料,以重量份为单位,包括以下组分:生活垃圾100份、葡糖醋杆菌1份、解淀粉芽孢杆菌0.5份、放线菌0.5份、酵母0.5份、蓝细菌0.5份、尿素4份、葡萄糖6份、植物秸秆10份。
39.一种利用环境废料资源的肥料的制备方法,包括以下步骤:
40.s1、备料
41.将集中好的剩菜、剩餐混合物,将大型的塑料取出,控制塑料的整体重量在剩菜、剩餐混合物重量的5%以下,控制水量在40%以下;将植物秸秆干燥至水份低于3%,粉碎过100目筛;将粉碎后的植物秸秆和挑选好的剩菜、剩餐混合物,进行充分混合,得到待处理的混合物;
42.s2、灭菌处理及紫外处理
43.将步骤s1得到待处理的混合物,进行钴co-60辐照,辐照温度20℃,时间2h,辐照灭菌结束后,加入称量好的蓝细菌,在紫外光的照射下进行老化处理;
44.s3、发酵
45.将步骤s2处理后的混合物导入到发酵罐中,加入氮源、碳源、放线菌、酵母,外加能量使得温度达到35℃,然后自然发酵,温度达到50-54℃,保持5天,过程中保持水分在30-40%;发酵结束后,干燥,将水分降低到8%以下,进行造粒,得到微生物有机肥。
46.实施例2
47.一种利用环境废料资源的肥料,以重量份为单位,包括以下组分:生活垃圾150份、葡糖醋杆菌2份、解淀粉芽孢杆菌0.75份、放线菌0.75份、酵母0.75份、蓝细菌0.5-0.75份、尿素5份、葡萄糖8份、植物秸秆15份。
48.一种利用环境废料资源的肥料的制备方法,包括以下步骤:
49.s1、备料
50.将集中好的剩菜、剩餐混合物,将大型的塑料取出,控制塑料的整体重量在剩菜、剩餐混合物重量的5%以下,控制水量在40%以下;将植物秸秆干燥至水份低于3%,粉碎过100目筛;将粉碎后的植物秸秆和挑选好的剩菜、剩餐混合物,进行充分混合,得到待处理的混合物;
51.s2、灭菌处理及紫外处理
52.将步骤s1得到待处理的混合物,进行钴co-60辐照,辐照温度20℃,时间2h,辐照灭菌结束后,加入称量好的蓝细菌,在紫外光的照射下进行老化处理;
53.s3、发酵
54.将步骤s2处理后的混合物导入到发酵罐中,加入氮源、碳源、放线菌、酵母,外加能量使得温度达到35℃,然后自然发酵,温度达到57-60℃,保持6天,过程中保持水分在30-40%;发酵结束后,干燥,将水分降低到8%以下,进行造粒,得到微生物有机肥。
55.实施例3
56.一种利用环境废料资源的肥料,以重量份为单位,包括以下组分:生活垃圾130份、葡糖醋杆菌1.5份、淀粉芽孢杆菌0.6份、放线菌0.6份、酵母0.65份、蓝细菌0.65份、植物秸秆12份。
57.一种利用环境废料资源的肥料的制备方法,包括以下步骤:
58.s1、备料
59.将集中好的剩菜、剩餐混合物,将大型的塑料取出,控制塑料的整体重量在剩菜、剩餐混合物重量的5%以下,控制水量在40%以下;将植物秸秆干燥至水份低于3%,粉碎过100目筛;将粉碎后的植物秸秆和挑选好的剩菜、剩餐混合物,进行充分混合,得到待处理的混合物;
60.s2、灭菌处理及紫外处理
61.将步骤s1得到待处理的混合物,进行钴co-60辐照,辐照温度20℃,时间2h,辐照灭菌结束后,加入称量好的蓝细菌,在紫外光的照射下进行老化处理;
62.s3、发酵
63.将步骤s2处理后的混合物导入到发酵罐中,加入氮源、碳源、放线菌、酵母,外加能
量使得温度达到35℃,然后自然发酵,温度达到54-57℃,保持5.5天,过程中保持水分在30-40%;发酵结束后,干燥,将水分降低到8%以下,进行造粒,得到微生物有机肥。
64.对比例1
65.不加入微生物菌剂,其余过程和实施例3一致
66.对比例2
67.不进行紫外处理,其余过程和实施例3一致
68.1、将实施例1~3、对比例1-2的生物有机肥根据《生物有机肥》行业标准(ny884-2012)的要求和检测方法对进行检测,检测结果如表1所示:
69.表1
70.组别有效活菌数(亿/g)有机质%水分%杂菌%酸碱度ph实施例10.99796.1≤36.7实施例21.231027.2≤37.1实施例31.06915.3≤37.0对比例10.023.55.5≤36.9对比例21.35125.2≤36.8
71.从表1的结果可以看出,实施例1-3制备出的生物有机肥,符合行业标准,即有效活菌数≥0.20亿个/克,有机质≥40.0%,水分≤30.0%,ph值为5.5~8.5;而对比例1,没有加入微生物菌剂,造成有效活菌数偏低,有机质也不符合要求;对比2,不使用紫外处理,造成有机质含量较低,不符合有机肥标准要求。
72.对实施例1-3、对比例1-2的生物有机肥进行施用(苹果树基肥使用),一年后检测土壤(施肥附近)中的塑料残留情况,发现经过一年后,实施例1-3施肥后的土壤,塑料基本没有检测出来;而对比例1的塑料,还是肉眼可见;对比例2的塑料,发生老化,有部分降解。
73.本领域技术人员将认识到,对以上描述做出众多变通是可能的,所以实施例仅是用来描述一个或多个特定实施方式。
74.尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例,本领域技术人员将会明白,可以对其作出各种改变和替换,而不会脱离本发明的精神。另外,可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义,而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以,本发明不受限于在此披露的特定实施例,但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1