多元菌有氧发酵生产有机肥的绿色工艺

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多元菌有氧发酵生产有机肥的绿色工艺\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种有机肥新的生产工艺，一种利用多元菌协同发酵，采用太阳能发酵塔密闭发酵，特别是，本发明的工艺绿色环保，采用双重废气吸收系统，基本上可达到零排放。\n背景技术\n[0002] 农业生产、农产品加工、畜禽养殖业以及居民日常生活都会产生大量废弃物，这不仅占用大量土地，而且造成对水体、土壤、生物、大气各层面直接、复合交义和循环式的“水、陆、空”立体污染，严重破坏生态环境。利用农业有机废弃物生产有机肥，对于减少环境污染、提高农业的综合效益具有重要的意义，这不仅关系到资源的再利用和环境安全，同时与农业的可持续发展和社会主义新农村的建设紧密相关。\n[0003] 但是现有的有机肥生产工艺中，存在一些问题：发酵过程中物料不能充分转化成更好促进作物发育的物质，并且发酵工艺为半开放或全开放环境，发酵过程中产生的氨气、二氧化碳、硫化氢或二氧化硫等气体严重污染环境，后期的发酵物料中除水工艺耗能高等。\n[0004] 专利CN101602623，CN1548405，CN1397525等报道了运用功能菌包括光合菌、乳酸菌、酵母菌、革兰氏阳性放线菌等发酵生产有机肥的方法，但同时利用维素分解菌、半纤维素分解菌以及木质素分解菌、蛋白质分解菌和其他有益菌共同组成多元菌协同发酵未见报道。组成多元菌的各种有益菌协同作用，将有机物料充分腐熟为易吸收态，发酵更充分，养分转化率更高。\n[0005] 本发明采用密闭太阳能发酵塔进行发酵，充分利用太阳能加快物料转化；更为重要的是，本发明运用双重废气吸收系统，使生产过程基本上可达到零排放。\n[0006] 运用本发明的新工艺生产有机肥，不仅能解决农业废弃物利用的问题，而且生产过程中无二次污染，所生产的有机肥更是生产有机绿色农产品的生态产品。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现：\n[0008] 本发明生产有机肥的原料配比科学，主要原料来自于禽畜粪便和农作物秸秆。禽畜粪便可以是猪粪、牛粪、羊粪、鸡粪、鸭粪、鹅粪等其中的一种或多种混合物，农作物秸秆可以是稻草、麦草、棉秆、油菜秆、豆秆等其中的一种或多种混合物。另外加入一些腐植酸、粉煤灰和无机矿石粉等辅料。物料中分阶段加入腐植酸粉，可以调节发酵过程中的酸碱度，吸收氨，并且腐植酸具有改良土壤，促进作物发育的作用；适量粉煤灰增加物料的透气性；适量无机矿粉，提高有机肥中有效磷钾等养分的含量。其中腐植酸指自然界中广泛存在的大分子有机物质，可以是但不限于腐植酸钠、腐植酸钾、硝基腐植酸、泥炭营养土等。无机矿粉可以是但不限于磷矿粉、钾矿粉、磷石灰等，或以上两种或两种以上混合物。这些物料的科学配比分别为：禽畜粪便30~80％，农作物秸秆20~60％，腐植酸2~10％，粉煤灰或\n2~10％，无机矿石粉为1~30％，多元发酵菌剂0.002~3％。\n[0009] 本发明的优选方案为：禽畜粪便30~70％，农作物秸秆20~50％，腐植酸3~10％，粉煤3~8％，无机矿石粉5~25％，多元发酵菌剂0.005~2％。\n[0010] 本发明的特别优选方案为：禽畜粪便40~70％，农作物秸秆25~40％，腐植酸\n4~8％，粉煤4~8％，无机矿石粉5~20％，多元发酵菌剂0.01~1％。\n[0011] 本发明采用多元菌有氧发酵和有机质分解工艺，在5-25天内将有机物料充分腐熟和分解。多元菌可以是纤维素分解菌、半纤维素分解菌、木质素分解菌、蛋白质分解菌、EM菌、固氮菌、解磷菌和解钾菌之一或它们的混合培养物。多元菌可以发酵富集或从市场购买。\n[0012] 本发明采用的多元菌构成主要为：纤维素分解菌、半纤维素分解菌10~70％，木质素分解菌、蛋白质分解菌10~50％，其他有益菌为20~60％。\n[0013] 本发明的优选方案为：维素分解菌、半纤维素分解菌20~50％，木质素分解菌、蛋白质分解菌10~40％，其他有益菌为20~60％。\n[0014] 本发明的特别优选方案为：维素分解菌、半纤维素分解菌30~40％，木质素分解菌、蛋白质分解菌20~30％，其他有益菌为30~50％。\n[0015] 本发明采用太阳能发酵塔进行发酵，充分利用太阳能加快物料转化。发酵塔顶部由透明材料构建，能够充分采集太阳能，具有极好的升温和保温效果及调控功能，有效提高发酵塔内物料外层温度，减少物料发酵过程中的内外温差，保证物料转化的均匀性，减少物料的翻抛次数，节省人力、物力、和财力。\n[0016] 太阳能发酵塔顶部透明材料可以是但不限于塑料、玻璃、以及各种太阳能板等，配套装置有但不限于太阳能集热器和pvc导热管等。\n[0017] 本发明采用双重废气吸收系统。太阳能发酵塔靠近上部配置有害气体吸收管道，连至吸附罐，吸附罐底部分别盛有稀酸或稀碱溶液，吸收发酵过程中产生的氨、二氧化碳、硫化氢和二氧化硫等有害气体，另吸附罐排气孔与过滤器(装有改性活性炭)连接，对有害气体进行再次吸收。\n[0018] 本发明的双重废气吸收系统包括吸附罐直接吸收和过滤器吸附装置。直接吸收装置为连有真空吸收的吸附罐，内置稀酸或稀碱液体。其中酸选自盐酸、磷酸、硫酸，或以上两种或两种以上混合物。碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙，或以上两种或两种以上混合物。过滤器吸附装置装有改性活性炭。\n[0019] 本发明属于采用多元菌有氧发酵生产有机肥的绿色工艺，在5-25天内将有机物料充分腐熟和分解。首先物料配比科学，主原料包括农作物桔杆、畜禽粪便等，物料中配有少量腐植酸用以平衡酸碱度；少量粉煤灰增加物料的透气性；少量无机矿石粉，通过解磷菌、解钾菌等作用后，提高有机肥中可溶性磷、钾养分的含量。将农业废弃物预处理，加入适量粉煤灰和无机矿石粉，辅以少量腐植酸，混匀调整湿度pH值。其次，采用多元菌有氧发酵，发酵更彻底，营养平衡性更好。将多元菌按一定比例加入到原料中进行发酵。再次，采用密闭太阳能发酵塔进行发酵，过程中采用双重废气吸收系统对废弃进行净化。中间过程跟踪调控，开启鼓风系统，使发酵环境处于适宜状态；一定时间后开启废气吸收系统，使废气进入吸附罐；最后打开排放阀(连有改性活性炭的过滤器)。重复操作，直至发酵过程完成。按前面步骤方法所得的产品进行混合搅拌，造粒、干燥，检测合格后计量包装得产品。\n具体实施方式\n[0020] 为了更好理解本发明，下面采用具体实施方式对运用本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方案并不局限于这些实例。\n[0021] 实施例1改性活性炭的制备(参照傅成诚等报道的方法，改性活性炭对氨气吸附性能的研究.纺织高校基础科学学报，第22卷第3期，386-389)\n[0022] 称取活性炭50g，量取45％氢氧化钠溶液75mL加入，在室温下恒温振荡12h，然后静置12h，滤去浸渍液，并用去离子水清洗至中性，在105℃下干燥后备用。\n[0023] 实施例2改性活性炭的制备(参照傅成诚等报道的方法，改性活性炭对氨气吸附性能的研究.纺织高校基础科学学报，第22卷第3期，386-389)\n[0024] 称取活性炭50g，量取40％柠檬酸溶液75mL加入，在室温下恒温振荡12h，然后静置12h，滤去浸渍液，并用去离子水清洗至中性，在105℃下干燥后备用。\n[0025] 实施例3有机肥的生产方法，按以下步骤制备产品：\n[0026] (1)将340公斤猪粪、80公斤粉碎的稻草混合，粉煤灰25公斤，磷矿粉30公斤，辅以腐植酸25公斤，混匀调整湿度、pH值\n[0027] (2)将21克纤维素分解菌与半纤维素分解菌、25克木质素分解菌与蛋白质分解菌、24克EM菌加4.5千克发酵豆粕，按比例混匀，然后接种到有机物料并混匀。\n[0028] (3)密闭发酵，中间过程跟踪调控；开启鼓风系统，适发酵环境处于适宜状态；一定时间后开启废气吸收系统，使废气进入吸附罐；最后打开排放阀(连有改性活性炭的过滤器)。重复操作，直至发酵过程完成。\n[0029] (4)按步骤(1)(2)(3)所得的产品混合搅拌、造粒、干燥，检测合格后计量包装得产品实施例4有机肥的生产方法，按以下步骤制备产品：\n[0030] (1)将350公斤鸡粪、80公斤粉碎的麦秆混合，粉煤灰和钾矿粉各25公斤，辅以腐植酸20公斤，混匀调整湿度、pH值\n[0031] (2)将18克纤维素分解菌与半纤维素分解菌、13.5克木质素分解菌与蛋白质分解菌、13.5克EM菌加3千克麦麸，按比例混匀，然后接种到有机物料并混匀。\n[0032] (3)密闭发酵，中间过程跟踪调控；开启鼓风系统，适发酵环境处于适宜状态；一定时间后开启废气吸收系统，使废气进入吸附罐；最后打开排放阀(连有改性活性炭的过滤器)。重复操作，直至发酵过程完成。\n[0033] (4)按步骤(1)(2)(3)所得的产品混合搅拌、造粒、干燥，检测合格后计量包装得产品实施例5将实施例4中的有机肥进行检测，其结果如下：\n[0034] 表1有机肥检验报告表\n[0035] 检验项目 检验结果\n[0036] 有机质含量(以干基计)，％ 35\n[0037] 总养分(N+P205+K20)含量(以干基计)，％ 7.6\n[0038] 总氮(N)以干基计)，％ 3.0\n[0039] 有效磷(P205)含量(以干基计)，％ 2.8\n[0040] 钾(K20)含量(以干基计)，％ 1.8\n[0041] 水分(游离水)含量，％ 13\n[0042] 酸碱度(pH) 6.5\n[0043] 汞 未检出(＜0.005mg/kg)[0044] 砷 0.088mg/kg\n[0045] 镉 未检出(＜0.01mg/kg)[0046] 铅 1.16mg/kg\n[0047] 铬 未检出(＜0.01mg/kg)[0048] 蛔虫卵死亡率 98％\n[0049] 大肠杆菌值 48个/克\n[0050] 实施例6有机肥的生产方法，按以下步骤制备产品：\n[0051] (1)将330公斤公斤牛粪、100公斤粉碎的稻草混合，粉煤灰和磷矿粉各25公斤，辅以腐植酸20公斤，混匀调整湿度、pH值\n[0052] (2)将20克纤维素分解菌与半纤维素分解菌、12.5克木质素分解菌与蛋白质分解菌、17.5克EM菌加4千克发酵豆粕，按比例混匀，然后接种到有机物料并混匀。\n[0053] (3)密闭发酵，中间过程跟踪调控；开启鼓风系统，适发酵环境处于适宜状态；一定时间后开启废气吸收系统，使废气进入吸附罐；最后打开排放阀(连有改性活性炭的过滤器)。重复操作，直至发酵过程完成。\n[0054] (4)按步骤(1)(2)(3)所得的产品混合搅拌、造粒、干燥，检测合格后计量包装得产品\n[0055] 实施例7有机肥在大豆田的应用效果试验\n[0056] 试验于2009年4月在唐山市乐亭县进行，常规肥为每亩施用6kg尿素，20千克二铵，8千克氯化钾，有机肥处理为每亩施用200kg按实例4制得的有机肥+常规施用化肥量的一半，调查结果见表2。\n[0057] 表2 2009年唐山市乐亭县施用有机肥后大豆产量调查表\n[0058] \n[0059] 常规肥为每亩施用6kg尿素，20千克二铵，8千克氯化钾，有机肥处理为每亩施用\n200kg按实例2制得的有机肥+常规施用化肥量的一半。\n[0060] 实施例8有机肥在苹果园的应用效果试验\n[0061] 试验于2008年9月在辽宁省凌海进行，常规施肥为每亩施用复合肥(15-15-15)80千克，有机肥处理为每亩施用1000kg按实例3制得的有机肥+常规施用化肥量的一半，调查结果见表3。\n[0062] 表3 2009年凌海施用有机肥后苹果产量调查表\n[0063]