CN102249745A

CN102249745A - 一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法

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Publication number: CN102249745A
Application number: CN2011101566249A
Authority: CN
Inventors: 魏承勇; 袁振民; 魏丽敏; 潘景山; 潘福祥; 夏双朴; 张鹏
Original assignee: SHANDONG WOYUAN ORGANIC FERTILIZER CO Ltd
Current assignee: SHANDONG WOYUAN ORGANIC FERTILIZER CO Ltd
Priority date: 2011-06-13
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明公开了一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法。该方法以造纸厂污泥和辅料为原料作为有机肥的优质蛋白质资源，选用有益微生物菌进行纯培养，生产出一种更易于植物吸收，增强了速效性的有机肥。它不但解决了造纸厂所带来的环境污染问题，并且此肥料的施用可起到显著地改良土壤、培肥地力、促进作物生长、改善作物品质、促进作物对其他养分的吸收的效果。

Description

一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

近年来，我国造纸工业有了极大的发展，纸的产量及消费量均居世界前列，造纸工业产量的增加导致生产过程中污染物数量的迅速增加，其中造纸污泥为造纸工业的主要污染物之一。造纸污泥中含有较丰富的有机质及氮、磷、钾等养分，是一种可供开发利用的优质资源，但由于技术、资金等条件的限制，造纸污泥的处理仍以传统堆放法和掩埋法为主：

1、传统堆放法，就是露天自然堆放，任由日晒雨淋，危害极大。具体来讲，主要有以下几点：一是污染环境。污泥如果露天放置，会产生大量的氨、硫化氢、多胺、硫醇等致恶臭物质，严重影响环境，对生产生活带来很大不便。二是传病害。苍蝇、老鼠、蟑螂等可以传播多种疾病，它一方面可使人畜患病，另一方面又可以以土壤传播的方式危害作物。三是养分流失。在传统堆放污泥过程中，由于自然分解、风吹雨淋等原因，氮磷钾等养分浪费流失严重，一般利用率只有50％。

2、掩埋法，将污泥经运输工具运到指定地点刨坑掩埋，需要找闲置地或直接购买耕地雇人掩埋，一吨污泥需50-100元，且一般需购买专门的运输工具或掩埋机器，不但浪费人力物力，增加成本消耗，而污泥中的有益物质如氮磷钾、有机质及中微量元素等一起被丢弃，造成资源浪费，而且造成大面积的土地污染。

除此之外，造纸污泥的资源化利用仍处在小规模试验阶段。这样不仅浪费了一种可利用的宝贵资源，还造成严重的环境污染。同时，造纸污泥的长期堆放占用大量的土地，且容易导致蚊蝇滋生，传播各种疾病。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法。该方法以造纸厂污泥和辅料为原料作为有机肥的优质蛋白质资源，选用有益微生物菌进行纯培养，生产出一种更易于植物吸收，增强了速效性的有机肥。它不但解决了造纸厂所带来的环境污染问题，并且此肥料的施用可起到显著地改良土壤、培肥地力、促进作物生长、改善作物品质、促进作物对其他养分的吸收、显著降低化肥成分造成的残留以及多种病害的发病指数的作用。

本发明的技术方案是：一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)原料自测：测定造纸污泥、辅料的含水量和养分含量，调整造纸污泥和辅料的配比，使造纸污泥和辅料混合物的C/N为25-29％，水分含量为55-65％；

(2)将造纸污泥和辅料混合物分层装入发酵池内(发酵池位于钢架大棚内)，每层20厘米厚，每层顶部喷洒微生物菌群(EM原液100倍稀释液或EM原液发酵稀释液)，每加一层喷洒一次微生物菌群，直至贮满发酵池(发酵池高1.2-1.6m)；然后将发酵池中物料在钢架大棚中翻抛3-5遍充分搅拌搅匀后，鼓风送氧(每天鼓风送氧两个小时)进行有氧发酵；所述微生物菌群的加入总量为造纸污泥和辅料混合物质量的4-5％；

(3)造纸污泥及辅料混合物在微生物菌群的分解作用下温度逐渐升高，待发酵池中物料的中心处温度上升到45-50℃时，再翻抛一次(通过翻抛起到调控温度的效果)；然后，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃再进行翻抛一次；经翻抛后发酵堆温度下降，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃，再进行翻抛一次；如此在钢架大棚中翻抛发酵55-65天，发酵池中的物料充分腐熟；

(4)造粒、冷却和筛分：然后将充分腐熟的发酵产物送入造粒机造粒，粒径为2-4mm；然后冷却到室温，经筛分，筛掉粒径小于2mm和大于4mm的颗粒；筛掉的颗粒与腐熟后的物料搅匀后重新回到造粒机进行造粒。

所述造纸污泥的总养分(N+P₂O₅+K₂O)含量为4-5％(wt/wt)，水分含量为80-85％。要求所收集的造纸污泥必须是无疫病的新鲜污泥，夏天不超过3日，冬天不超过5日，以当日收集的造纸污泥发酵效果最好。

所述辅料为玉米淀粉厂的下脚料(玉米芯(玉米棒)和玉米毛，玉米毛是淀粉厂在玉米棒上脱离的毛毛)或玉米芯(农业中除掉玉米粒后的棒，即通常所说的玉米芯)。

所述EM原液100倍稀释液为：1公斤EM原液加水稀释补足100公斤。

所述EM原液发酵稀释液的制备方法是：将EM原液加入等质量的红糖，再加入其质量10倍的水进行稀释，然后置于密封容器内厌氧发酵(环境温度20-35℃)，待PH降至3-3.5，并有醇香发酵酸味，表明发酵成功，获得第二代EM菌液；再在获得的第二代EM菌液中加入其质量1/1.2的红糖和其质量10倍的水进行稀释，置于密封容器内厌氧发酵(环境温度20-35℃)，待PH降至3-3.5，并有醇香发酵酸味，表明发酵成功，获得EM原液发酵稀释液，其产品成分为以嗜乳酸杆菌为主导的复合有益微生物和蜜糖，其活菌数≥10⁶。本发明采用二步发酵技术，生产了一种自身迅速繁殖成优势菌群，并可抑制病原菌生长的有益微生物(Effective microorganisms)。它是一种包括好氧菌、兼性菌和厌氧菌的最佳组合，最佳活性状态共存一体的微生物群。

本发明进一步技术方案是：本发明优选采用二次圆盘(造粒机由一个圆盘增至两个)造粒技术，前一个圆盘初步造粒成型后，进入第二个圆盘进行整粒，使颗粒更圆滑，且成粒率达到90％以上。

本发明通过微生物菌群在有氧条件下，对有机物进行吸收、氧化、分解。在有机物生化降解的同时，释放热量，该热能使堆肥物料的温度不断升高，使耐高温的嗜热好氧微生物快速繁殖。嗜热菌群在大量氧分子存在下将有机物氧化分解，同时释放出大量的能量，使造纸污泥和辅料混合物最终转化为优质生物有机肥原料。该生物有机肥原料技术指标如下：

一、主要技术指标

1、外观：直径2-4mm，圆润、外表光滑、均匀的黑褐色颗粒。

2、总养分(N+P₂O₅+K₂O)≥30％。

3、有效活菌数(cfu)≥0.2亿/g。

4、杂菌含量≤15％。

5、有机质≥20％。

6、水份≤8％。

7、PH：6-7.5

二、产品无害化指标：

1、粪大肠菌群数(个/g或个/ml)≤100

2、蛔虫卵死亡率/(％)≥95

3、砷及其化合物(以As计)/(mg/kg)≤75

4、镉及其化合物(以Cd计)/(mg/kg)≤10

5、铅及其化合物(以Pb计)/(mg/kg)≤100

6、铬及其化合物(以Cr计)/(mg/kg)≤150

7、汞及其化合物(以Hg计)/(mg/kg)≤5

三、腐熟料技术指标：

1、腐熟度≥90％

2、水分≤26％

3、无害化指标复合GB 18877-2002标准要求。

采用微生物发酵法处理造纸业污泥有以下优点：

1、能达到无害化处理标准。科学试验证明：造纸污泥需要在55～60℃高温下连续发酵20天左右才能杀灭其中的有害病毒、病菌、病虫害和杂草种子，降解重金属。污泥及辅料在微生物菌的分解作用下逐渐升高温度，并保持55～60℃20天以上，基本能杀灭污泥和辅料中病毒、病菌、病虫害和杂草种子，降解重金属，达到无害化处理标准。

2、是清洁、净化环境的生产过程。按环保标准要求设计生产设备和生产工艺，经微生物菌种发酵处理的污泥很快消除臭味。发酵之后再运输、进行二次处理、包装到田间施用，都不会有异臭味。是清洁、净化环境有机肥料。

3、使植物更易于吸收，增强了有机肥的速效性。污泥发酵模式，处理污泥是在生物菌的分解作用下进行，温度逐渐升高，并保持55～60℃，对污泥及辅料中的营养形不成大量损失，反而促进了有机物料中，大分子养分向小分子养分的转变并衍生出更多有利作物生长的物质，这样的有机肥使植物更易于吸收，增强了有机肥的速效性。

4、有利于节约不可再生资源。污泥及其辅料发酵模式，主要靠的是太阳能、生物能和少量电能。

具体实施方式

实施例1

(1)原料自测：测定造纸污泥、玉米芯的含水量和养分含量，调整造纸污泥和玉米芯的配比，使造纸污泥和玉米芯混合物的C/N为25-29％，水分含量为55-65％；

(2)将造纸污泥和玉米芯混合物分层装入发酵池内，每层20厘米厚，每层顶部喷洒EM原液100倍稀释液(1公斤EM原液(河南天义生物科技有限公司生产)加水稀释补足100公斤)，每加一层喷洒一次EM原液100倍稀释液，直至贮满发酵池(发酵池高1.2m)；然后将发酵池中物料在钢架大棚中翻抛3-5遍充分搅拌搅匀后，鼓风送氧(每天鼓风送氧两个小时)进行有氧发酵；所述EM原液100倍稀释液的加入总量为造纸污泥和玉米芯混合物质量的5％；

(3)造纸污泥及玉米芯混合物在EM原液100倍稀释液的分解作用下温度逐渐升高，待发酵池中物料的中心处温度上升到45-50℃时，再翻抛一次；然后，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃再进行翻抛一次；经翻抛后发酵堆温度下降，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃，再进行翻抛一次；如此在钢架大棚中翻抛发酵60-65天，物料充分腐熟；

实施例2

所述EM原液发酵稀释液的制备方法是：将30公斤EM原液(河南天义生物科技有限公司生产)加入30公斤红糖，再加入300公斤水进行稀释，然后置于密封容器内厌氧发酵(环境温度20-35℃)，待PH降至3-3.5，并有醇香发酵酸味，表明发酵成功，获得360公斤第二代EM菌液；再在获得的第二代EM菌液中加入300公斤红糖和3600公斤水进行稀释，置于密封容器内厌氧发酵(环境温度20-35℃)，待PH降至3-3.5，并有醇香发酵酸味，表明发酵成功，获得4260公斤EM原液发酵稀释液，其产品成分为以嗜乳酸杆菌为主导的复合有益微生物和蜜糖，其活菌数≥10⁶。

(1)原料自测：测定造纸污泥、淀粉下脚料(玉米棒和玉米棒上脱离的毛毛)的含水量和养分含量，调整造纸污泥和淀粉下脚料的配比，使造纸污泥和淀粉下脚料混合物的C/N为25-29％，水分含量为55-65％；

(2)将造纸污泥和淀粉下脚料混合物分层装入发酵池内，每层20厘米厚，每层顶部喷洒EM原液发酵稀释液，每加一层喷洒一次EM原液发酵稀释液，直至贮满发酵池(发酵池高1.6m)；然后将发酵池中物料在钢架大棚中翻抛3-5遍充分搅拌搅匀后，鼓风送氧(每天鼓风送氧两个小时)进行有氧发酵；所述EM原液发酵稀释液的加入总量为造纸污泥和淀粉下脚料混合物质量的4％；

(3)造纸污泥及淀粉下脚料混合物在EM原液发酵稀释液的分解作用下温度逐渐升高，待发酵池中物料的中心处温度上升到45-50℃时，再翻抛一次；然后，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃再进行翻抛一次；经翻抛后发酵堆温度下降，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃，再进行翻抛一次；如此在钢架大棚中翻抛发酵55-60天，物料充分腐熟；

(4)造粒、冷却和筛分：然后将充分腐熟的发酵产物送入二次圆盘造粒机造粒，粒径为2-4mm；然后冷却到室温，经筛分，筛掉粒径小于2mm和大于4mm的颗粒；筛掉的颗粒与腐熟后的物料搅匀后重新回到造粒机进行造粒。

Claims

1.一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)测定造纸污泥、辅料的含水量和养分含量，调整造纸污泥和辅料的配比，使造纸污泥和辅料混合物的C/N为25-29％，水分含量为55-65％；

(2)将造纸污泥和辅料混合物分层装入发酵池内，每层20厘米厚，每层顶部喷洒微生物菌群，直至贮满发酵池；然后将发酵池中物料在钢架大棚中翻抛3-5遍充分搅拌搅匀后，鼓风送氧进行有氧发酵；所述微生物菌群的加入总量为造纸污泥和辅料混合物质量的4-5％；

(3)造纸污泥及辅料混合物在微生物菌群的分解作用下温度逐渐升高，待发酵池中物料的中心处温度上升到45-50℃时，再翻抛一次；然后，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃再进行翻抛一次；经翻抛后发酵堆温度下降，待发酵池中物料的中心处温度上升到65-70℃，再进行翻抛一次；如此在钢架大棚中翻抛发酵55-65天，发酵池中的物料充分腐熟；

(4)然后将充分腐熟的发酵产物送入造粒机造粒，粒径为2-4mm；然后冷却到室温，经筛分，筛掉粒径小于2mm和大于4mm的颗粒；筛掉的颗粒与腐熟后的物料搅匀后重新回到造粒机进行造粒；

所述辅料为玉米淀粉厂的下脚料或玉米芯；所述微生物菌群为EM原液100倍稀释液或EM原液发酵稀释液；所述发酵池位于钢架大棚内，所述发酵池高1.2-1.6m。

2.如权利要求1所述的一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法，其特征是，所述造纸污泥的总养分含量为4-5％，水分含量为80-85％；所述玉米淀粉厂的下脚料为玉米棒和玉米棒上脱离的毛毛。

3.如权利要求1或2所述的一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法，其特征是，所述EM原液发酵稀释液的制备方法是：将EM原液加入等质量的红糖，再加入其质量10倍的水进行稀释，然后置于密封容器内厌氧发酵，待PH降至3-3.5，并有醇香发酵酸味，表明发酵成功，获得第二代EM菌液；再在获得的第二代EM菌液中加入其质量1/1.2的红糖和其质量10倍的水进行稀释，置于密封容器内厌氧发酵，待PH降至3-3.5，并有醇香发酵酸味，表明发酵成功，获得EM原液发酵稀释液。

4.如权利要求1或2所述的一种利用微生物菌群处理造纸污泥生产有机肥的方法，其特征是，所述造粒机采用二次圆盘，前一个圆盘初步造粒成型后，进入第二个圆盘进行整粒。