CN101676243A - 生物有机无机三元复混肥生产工艺 - Google Patents

Abstract

生物有机无机三元复混肥的生产工艺，是由农作物秸秆、畜禽粪便类有机组份和活性生物菌剂组配，根据农作物秸秆和畜禽粪便有机质含量，调整碳氮比26~35，PH5.5～8.2，水份40～65％，于－15～75℃下发酵20～50天，有效活菌数为0.3～2亿/g；经翻抛充氧、深槽发酵、粉碎制成生物有机肥，再与无机肥和微量元素混配，同时采用挤压造粒后低温干燥工艺和生物菌剂喷涂冷却技术制作三元复混肥。该方法可大大缩短腐解周期，发酵腐解过程养分损失少，酸臭气体产生量少，腐解发酵彻底；能增强作物的抗逆性，抗病效果显著；特定功能菌存活率高，应用广泛，通过田间对比试验，施用生物有机肥增产增收达10％～25％。

Description

生物有机无机三元复混肥生产工艺

技术领域

本发明涉及生物有机无机三元复混肥的生产工艺，特别是以畜禽粪便和农作物秸秆类有机物、生物菌剂和无机肥通过翻抛发酵及造粒技术、菌剂喷涂技术制作生物有机无机复混肥的生产工艺。

背景技术

国内外生物有机肥生产方法较多，我国生物肥产业化工作起步晚，生产厂家少，规模小，设备工艺落后，产量低，质量差，远远满足不了无公害绿色和有机农业的发展需求。利用畜禽粪便发酵生产生物有机肥技术，是国际上从上世纪60年代后期迅速发展起来的一项新的生物处理技术，它是通过多学科的综合运用，借助于混合的微生物群落在特定的环境中对多相的有机物进行分解，将有机固体废弃物发酵腐熟成为腐殖质，用于肥沃和改良土壤。由于生物处理可以达到“无害化减排和资源化”的效果，并且具有经济、实用、不需外加能源、不产生二次污染等特点。因此，自70年代后，引起了世界各国的广泛重视，并迅速成为环保领域内的一个研究热点。目前国内生产生物有机肥对原料一般都不进行调质预处理，直接发酵，其结果是发酵周期长，质量差，生产率低。

发酵工艺中，国内常见的是条垛式和槽式发酵。条垛式是将原料混合物堆成长条形的堆或垛，在好氧条件下进行分解，是一种常见的好氧发酵工艺。而条垛工艺存在的主要缺点是：条垛太大中心附近易形成厌氧区，翻动条垛时有酸臭气体释放；条垛太小，其散热迅速，发酵温度低不能杀灭蛔虫卵，大肠菌群等病原体，水分蒸发少。传统槽式发酵是宽4-5米，长60-80米的长型槽，上有翻抛设备。原料混合物从首端进入，经翻抛前移，到尾端出料，完成一个发酵周期。同条垛式相比，发酵周期短，发酵质量有所提高，劳动强度降低，但其规模较小，设备腐蚀磨损严重，运行成本高。不论是条垛式还是传统槽式发酵都普遍存在一个菌种混乱，缺乏规范的工艺及技术参数，设备结构不合理等因素，致使生产过程中微生物活菌数不稳定，特别是在高温干燥过程中，致使原有的生物菌中有相当一部分功能菌失活死亡，导致产品质量不稳定，使用效果不明显。

发明内容

本发明的目的是针对生物有机无机复混肥生产工艺质量存在的诸多缺陷，提供一种制作生物有机无机三元复混肥的生产工艺。该方法可大大缩短腐解周期，发酵腐解过程养分损失少，酸臭气体产生量少；腐解完全，发酵彻底。特定功能菌存活率高，施肥方便，应用广泛，增产增收效果明显。

本发明根据生物有机肥生产特定的物理、化学、生物特性，在现有发酵技术的基础上改进，采取深槽翻抛发酵技术，发酵槽深2～10米，一般在2～5米，根据农作物秸秆和畜禽粪便的有机质含量，含水量确定加入比例，控制调整碳氮比和PH值，严格控制发酵水份，同时采用挤压造粒后低温干燥工艺和生物菌剂喷涂冷却技术制作三元复混肥。

本发明生物有机无机三元复混肥的生产工艺，是由农作物秸秆、畜禽粪便类有机组份和活性生物菌剂组配，经翻抛充氧、深槽发酵、粉碎制成生物有机肥，再与无机肥和微量元素混配制造，其特征是该复混肥的制作工艺包括如下过程：

①拌料：将作物秸秆、畜禽粪便有机组份与活性生物菌剂按规定比例混合搅拌，调整物料碳氮比为26～35，PH为5.5～8.5，水份控制在40～65％；

②发酵：将混合物料置于槽深2～10米的发酵槽内于-15～75℃条件下发酵20～50天，有效活菌数为0.3～2亿/g，可纵横行走的翻抛过氧机随时在槽体之间的任何部位、任意深度进行翻抛作业；

③翻抛：发酵过程中用翻抛机每间隔18～36小时翻抛一次，采用行走车与横走车相结合的双向行走机构，可纵横移动，实现相邻两槽之间的跨区作业，为物料强制给氧、蒸发水份和降温；

④混料造粒：将发酵完毕的物料粉碎至60～120目，再与无机肥料和微量元素混合造粒，物粒直径为2～5mm，于50～150℃干燥，使出料水份控制在≤10％；

⑤菌剂喷涂：将特定功能菌培养、扩繁、浓缩、过滤后，按每百公斤物料喷涂菌剂用量1.0～2.5kg，采用离心方式雾化液体，在悬浮状态下与有机肥料接触混合，用活性生物菌剂对干燥的物料颗粒表面进行喷涂，被喷涂物经冷却至室温，即得到复混肥成品。

生物有机肥里含有大量活性微生物，在高温烘干过程中就会死亡。采用低温干燥工艺，严格控制物料温度，避免在烘干过程中造成活性菌死亡。

为了提高成品肥中的活菌数，除采用低温干燥工艺避免原有的生物菌失活死亡外，还采取对筛分后的颗粒表面进行生物菌剂喷涂技术，以解决烘干成本高和功能菌损失的问题。是将特定功能菌培养、扩繁、浓缩、过滤后，用泵打入喷涂设备内，按比例喷涂到筛分后的颗粒表面。液体喷涂机采用离心方式雾化液体，在悬浮状态下与有机肥料接触混合，不存在死角与交叉喷涂现象，喷涂均匀度高。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、由于采用深槽翻抛发酵技术，在翻抛的过程中物料被扬起前移，同时自然强制给氧、蒸发水分、后期降低温度，发酵料从首端进入到尾端为一个周期，缩短了腐解周期，腐解过程养分损失少，酸臭气体产生量少，发酵彻底，腐解完全，可实现大规模连续化生产；本发明工艺产品即有生物功能，又有有机、无机养分，能满足作物良好生长的营养需要，是一种安全、环保、全营养的生物-有机-无机复混肥料；

2、采用低温干燥工艺避免原有的生物菌失活死亡外，还采取对筛分后的颗粒表面进行生物菌剂喷涂的独特技术，解决了烘干成本高和功能菌损失的技术难题，特定功能菌存活率高，保证了成品肥中功能菌的数量和活性，增产增收效果明显；

3、本发明产品生物-有机-无机复混肥料，含有微生物和有机质，是一种安全、环保型的肥料，产品经农业部农产品质量监督检验测试中心检测有效活菌数为0.58亿/g，蛔虫卵死亡率100％。大量活性菌的存在和功能菌之间的相互作用，具有独特的固氮、解磷、解钾、抗生等作用，可活化土壤养分，该肥施入土壤后，在一定的温度湿度下，大量微生物的活动产生有机酸和酶，在弱酸和酶的作用下，土壤中的磷、钾被分解出来，供植物吸收利用，提高肥料利用率。另外微生物的繁殖和代谢，可促进土壤团粒结构的形成，土壤孔隙增加，水、肥、气、热得到调节，使土壤变的疏松、绵软，有利于保水、保肥，具有改良土壤、培肥地力，防止土壤板结的作用。

4、是养分全、质量好——在生物有机肥中按一定比例添加了无机养分和微量元素，营养全面，不仅含有植物生长所需要的各种营养元素，而且还含有有机质、微生物、酶类、氨基酸、脂肪等。产品经检测氮、磷、钾总含量达21.62％，有机质27.86％，有机养分为作物根系微生物的繁衍创造良好的环境，从而达到改善土壤的物理、化学、生物特性，为作物的增产奠定基础，无机养分和微量元素能满足作物生长所需的营养成分，达到平衡施肥的目的。另外增产抗病效果好，能提高农产品品质-化肥的大量使用，造成农产品质量、品质下降，我国目前每亩土地使用化肥的数量，是联合国粮农组织公布的合理使用化肥数量的27倍，根据国家有关部门检测，现在的粮食、蔬菜中亚硝酸盐含量高达4100mg/kg，国家规定的标准是不能超过3000mg/kg，超标1100mg/kg，这都是过量施用化肥的结果。亚硝酸盐是一种致癌物质，粮食中含有这样的有害物质，不但是饭不好吃的问题，而且还会严重损害国民的身体健康。生物有机肥能补充土壤中的有机质和微生物，功能性微生物具有固氮、解磷、解钾、抗生等功能，活化土壤养分，减少化肥使用量20-30％。降低农产品中的亚硝酸盐含量，提高农产品品质，“瓜果甜、蔬菜香、饭好吃、营养高”，提高小麦、水稻等大田作物的蛋白质、氨基酸含量。用在香瓜、葡萄、西瓜等含糖作物上，糖度提高20％左右，维生素C含量增加，果实色泽鲜艳，果形整齐美观，耐储运，不易腐烂，口感好，施用生物有机肥的农产品，亚硝酸盐含量低，农药残留少，完全达到AA级绿色食品标准。

5、能增强作物的抗逆性——长期大量使用化肥农药，不但是农产品品质下降，对环境造成严重污染，更重要的是用农药防治作物的病虫害，不是越治越轻，而是越治越重，用药量越来越大，其原因是病菌、病毒具有了抗药性。从长远、安全、环保、有效的角度看，生物防治才是发展方向。作物施用生物有机肥后，功能性微生物的生长、繁殖在作物根系周围形成优势菌群，抑制其它有害菌的侵入，达到以菌治菌的目的，使作物根系发达，生长健壮，具有抗倒伏、抗病虫害的作用，增强作物的抗逆性。本品通过在白菜、豌豆、番茄、辣椒等作物上的使用情况看，抗病效果显著。如白菜“软腐病”，使用本品发病率为2％，而使用蔬菜专用肥和鸡粪肥发病率17-20％；豌豆“白粉病”使用本品的发病率为2％，而使用农家肥和化肥的发病率为43％，番茄、辣椒“黄萎病”病情指数分别下降23.5％和25％。

6、能增产、增收——通过田间对比试验，施用生物有机肥比常规用肥大田作物增产10％以上。中国农科院在北京大兴区榆垡镇南刘村施用本发明生物有机肥，所作的玉米田间试验结果为：玉米平均亩产865.2kg，(常规用肥的玉米平均亩产为786.7kg)增产78.5kg，增产率为10％，增产效果显著，值得推广应用。

河北土肥总站在定州市南城区八兄村施用本发明生物有机肥，进行辣椒田间对比试验的结果为：辣椒平均亩产6011.4kg，(常规施肥平均亩产为5646.0kg)亩增产365.4kg，增产率6.5％；天津市土肥站在西青区上辛口蔬菜大棚基地施用本发明生物有机肥，辣椒试验增产率6％；在大巷区番茄对比试验增产14％；朝阳土肥站在西瓜上的对比试验增产13.7％；除此之外在辽宁建平暖棚香瓜试验，内蒙宁城的冷棚茄子试验，凌源的西红柿、黄瓜试验等，增产达10％～25％。通过不同地区、不同作物、不同栽培条件的田间对比试验表明，活性生物有机肥适应性强、功能突出，在防病、抗病、提高农产品品质及增产增收等方面效果显著。

具体实施方式

附图为本发明生产工艺流程图。

下面通过具体实施方式对本发明作进一步描述。

利用畜禽粪便和农作物秸秆类有机物、生物菌剂和无机肥制作生物有机无机三元复混肥的生产工艺，具体步骤如下：

①拌料：使用的智能配料混料机，将作物秸秆、畜禽粪便有机组份与活性生物菌剂按规定比例混合搅拌，根据农作物秸秆和畜禽粪便的有机质含量，含水量确定加入比例，控制调整碳氮比和PH值，调整物料碳氮比为26～35，PH为5.5～8.5，严格控制发酵水份，使水份控制在40～65％；同时加入高活性菌剂，混合达到要求后，送入深池发酵槽。

②发酵：将混合物料置于两个深3米，宽6米，长105米的发酵槽内，两槽体并排放置，承重墙体上面各有一条道轨，道轨上有可纵横行走的大型翻抛过氧机，该设备可随时在两个槽体之间的任何部位、任意深度进行翻抛作业。

选用低温、中温、高温复合微生物发酵菌制成高活性菌剂，于-15～75℃条件下发酵20～50天，一般冬季30～50天，夏季20～30天；各菌种之间的相互协调作用可提高发酵腐熟速度，控制分解酸臭气体溢出，加速固体废物的转化分解。发酵初期低温菌发挥作用，升温迅速，接种24小时后发酵温度可达到70-75℃，高温菌耐高温可达80℃。

③翻抛：发酵过程中采用翻抛机每间隔24小时翻抛一次，为物料强制给氧、蒸发水份和降温；在翻抛的过程中物料被扬起前移，同时自然强制给氧、蒸发水分、后期降低温度。这样发酵料从首端进入到尾端为一个周期，发酵彻底。腐解完全采用行走车与横走车相结合的双向行走机构，可纵横移动，实现相邻两槽之间的跨区作业，加装强排装置，能及时排出水分、补充氧气。该设备具有对高含水物料团块的冲击破碎作用，以增加物料的表面积，使物料变的疏松，有利于好氧发酵。

④混料造粒：将翻抛发酵完毕的物料粉碎至60～120目，再与无机肥料和微量元素混合造粒，物粒直径为2～5mm，生物有机肥同无机肥料混合造粒后进入烘干系统，于50～150℃干燥，使出料水份控制在≤10％；由于生物有机肥含纤维高、密度低，成品大都是粉状，选用PM——800型挤压造粒设备，颗粒坚固，不易破碎，成粒率高，返料量小。

⑤菌剂喷涂：将特定功能菌培养、扩繁、浓缩、过滤后，用泵打入喷涂设备内，喷涂到筛分后的颗粒表面。按每百公斤物料喷涂菌剂用量为1.5kg，干燥的颗粒物料用活性生物菌剂进行表面喷涂，液体喷涂机采用离心方式雾化液体，在悬浮状态下与有机肥料接触混合，其结构呈立式布置，物料不经过机械强制性输送，不会造成原料破损。该系统由控制柜、喷涂机、计量系统等组成。工作时，成品物料首先从上游进入缓冲仓，缓冲仓带有高、中、低三个料位器，高料位来控制上游喂料设备的起停，以防堵塞上游设备；中、低料位器其功能是控制进入喷涂机的干物料和液体。干物料低于低料位时，干物料与液体停止进入喷涂机。当料位逐渐升至中料位器时，干物料在喷涂机内接受微生物菌喷涂。而后从出口流出。(喷涂结束可将系统切换到手动状态，排净内部物料)。本系统工作时，物料盘和液体盘同时起动，停留在物料盘上的干物料，在离心力和重力的作用下，被在360°的范围内抛出，并形成一向下流动的均匀干物料帘。与此同时，液体罐内的液体，被泵入高速旋转的液体盘内，之后在离心力的作用下向上抛出，从而形成一向上运动的液体帘。两种逆向运动的物料帘，最后从料口流出。被喷涂物进行冷却处理，即得到复混肥成品。

Claims (2)

1、一种生物有机无机三元复混肥的生产工艺，是由农作物秸秆、畜禽粪便类有机组份和活性生物菌剂组配，经翻抛充氧、深槽发酵、粉碎制成生物有机肥，再与无机肥和微量元素混配制造，其特征是该复混肥的制作工艺包括如下过程：

①拌料：将作物秸秆、畜禽粪便有机组份与活性生物菌剂按规定比例混合搅拌，调整物料碳氮比为26～35，PH值5.5～8.5，水份控制在40～65％；

②发酵：将混合物料置于槽深2～10米的发酵槽内于-15～75℃条件下发酵20～50天，有效活菌数为0.3～2亿/g，可纵横行走的翻抛过氧机随时在槽体之间的任何部位、任意深度进行翻抛作业；

③翻抛：发酵过程中用翻抛机每间隔18～36小时翻抛一次，采用行走车与横走车相结合的双向行走机构，可纵横移动，实现相邻两槽之间的跨区作业，为物料强制给氧、蒸发水份和降温；

④混料造粒：将发酵完毕的物料粉碎至60～120目，再与无机肥料和微量元素混合造粒，物粒直径为2～5mm，于50～150℃干燥，使出料水份控制在≤10％；

⑤菌剂喷涂：将特定功能菌培养、扩繁、浓缩、过滤后，按每百公斤物料喷涂菌剂用量1.0～2.5kg，采用离心方式雾化液体，在悬浮状态下与有机肥料接触混合，用活性生物菌剂对干燥的物料颗粒表面进行喷涂，被喷涂物经冷却至室温，即得到复混肥成品。

2、按照权利要求1所述的生物有机无机三元复混肥的生产工艺，其特征是每百公斤物料喷涂菌剂用量1.5kg，发酵槽深2～5米，翻抛间隔时间为24小时。

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