CN102701838A

CN102701838A - 以造纸污泥为原料的生物有机肥及其制备方法

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Publication number: CN102701838A
Application number: CN2012101521083A
Authority: CN
Inventors: 魏荣华; 杨浩深
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-05-17
Also published as: CN102701838B

Abstract

本发明提供了以造纸污泥为原料的生物有机肥及其制备方法，生物有机肥包含：菌种、吸附载体以及发酵载体，其中菌种为嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母的等重量比的混合物复合菌剂与发酵载体，复合菌剂由吸附载体吸附菌种混合液后形成，吸附载体为农作物秸秆，发酵载体为造纸污泥或造纸污泥与农作物秸秆的混合物；菌种混合液为嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母菌的混合物；制备时将各菌种分别培养、发酵，然后将菌种培养液按比例混合，用吸附载体吸附获得复合菌剂，低温干燥至含水率30%以下；将复合菌剂接种至发酵载体中混合发酵28-30天，即可获得。该方法工艺简单，无需采用特殊设备，且制得的生物有机肥能有效促进种植业增产、改善产品品质，并能有效消除环境恶臭、净化环境。

Description

以造纸污泥为原料的生物有机肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及肥料领域，具体涉及一种结合微生物技术，以造纸污泥为原料制成生物肥料及其制备方法。

背景技术

造纸行业是我国国民经济的重要基础产业之一。同时，造纸行业也是资源、能源能耗强度高、污染产业大、环境影响大的加工制造业。据统计，2007年我国造纸工业废水处理污泥总量约为300万-400万吨。造纸污泥是一种生物固体废弃物，它既含有大量的纤维素类有机质和氮磷钾等植物养分，又含有病原物，易腐败发臭。由于填埋场所相对短缺，国内许多纸厂污泥随意弃置或经无害化处理在农田上滥用的现象很普遍，这就造成新的环境污染。而国外大量的实验表明，造纸污泥堆肥化处理及农用资源化是一条治本之策，污泥堆肥产品用于农业、林业生产。这样一方面解决造纸污泥对环境的污染问题，变废为宝；另一方面也为造纸工业的循环可持续发展提供有益途径。

对现有技术文献探索发现，公开号为CN1778771A，名称为利用造纸污泥制备有机复合肥的方法的发明专利申请文件中，提供一种利用造纸污泥制备有机肥的方法，该方法是采用一定配比的污泥、氮肥、磷肥和钾肥，通过混合机混合均匀后形成有机肥，使其利用已通过分析其重量金属含量在国家农用标准要求之内的造纸污泥的肥效价值，再配以适量的N、P、K，将污泥制成使用方便、肥效好的污泥复混肥；然而，该方法采用的污泥含水率为5%-10%，采用常规的方法难于实现，本发明的污泥含水率为55%~70%。中国专利公开号为CN144677A，名称为“利用污水污泥制备的有机肥”一文中，提供一种利用上海城市污水污泥，采用东北长白山的原菌组合成生态菌群，经发酵制成有机肥，但是该方法局限于利用民用的城市污泥制备有机肥，由于造纸污泥粗纤维含量较高，不易降解，故该方法适用范围小。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种以造纸污泥为原料的生物有机肥，制得的有机肥能有效促进种植业增产、改善产品品质，并能有效消除环境恶臭、净化环境。

本发明的另一个目的在于提供一种以造纸污泥为原料的生物有机肥的制备方法，采用的是微生物发酵技术制备，工艺简单，无需采用特殊设备。

为实现上述目的本发明采用的技术方案如下：

以造纸污泥为原料的生物有机肥，其特征在于包含其特在于包含复合菌剂与发酵载体，复合菌剂由吸附载体吸附菌种混合液后形成，吸附载体为农作物秸秆，发酵载体为造纸污泥或造纸污泥与农作物秸秆的混合物；

所述的复合菌剂在发酵载体的接种量为1重量‰~5重量‰；

菌种混合液与吸附载体的重量比是1:1.25~1:1.75；

菌种混合液为嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母菌按照：0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2的重量比混合的混合物；

所述的农作物秸秆是大豆、玉米、油菜、稻、小麦、薯藤秸秆的一种或数种的混合物，粒度为10~50目。

所述的造纸污泥为造纸厂利用纸浆或废纸进行造纸后所剩下的污泥，水份为50~75%，若水份高于75%，使用农作物秸秆进行水份控制，两者混合的重量比是其造纸污泥和：农作物秸秆的比例为=1:0.1~1:0.5。

所述的以造纸污泥为原料制成的生物有机肥的制备方法，其特征包含以下步骤：

（1）分别筛选、分离、提纯、复壮和培养嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母菌，然后将各菌种分别接种种进工业发酵罐后发酵；发酵条件分别是：

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.01%~0.1%氯化钠、0.01%~0.1%磷酸氢二钾、0.01%~0.1%硫酸镁、0.01%~0.1%碳酸钙、0.05%~0.15%吐温－80、1%~10%红糖、0.1%~1%酵母高、0.1%~1%蛋白胨。培养时间为22~26小时，培养基温度为58~64℃；。

哈茨木霉培养基成分为10%~30%马铃薯、1%~3%葡萄糖、0.5%~1.5%蛋白胨。培养时间为120~196小时，培养温度为26~30℃。

植物乳酸杆菌培养基成分为0.01%~0.1%氯化钠、0.01%~0.1%磷酸氢二钾、0.01%~0.1%硫酸镁、0.01%~0.1%碳酸钙、0.05%~0.15%吐温－80、1%~10%红糖、0.1%~1%酵母高、0.1%~1%蛋白胨。培养时间为22~26小时，培养基温度为30~40℃；。

酿酒酵母培养基成分为1%~3%葡萄糖、0.1%~1%蛋白胨、0.1%~1%酵母高、0.1%~1%磷酸二氢钾、0.1%~1%亚硫酸镁、0.1%~1%氯化钙，培养时间22~26小时，培养温度26~30℃；。

（2）、将步骤（1）中获得的各个菌种按照0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2的重量比混合后，用吸附载体进行吸附，再在低于28℃的温度下干燥成含水率28%以下的复合菌剂，菌种混合液与吸附载体的重量比是1:1.25~1:1.75。

吸附载体是农作物秸秆，农作物秸秆是大豆、玉米、油菜、稻、小麦、薯藤秸秆粉的一种或数种的混合物，粒度为10~50目；。

（3）将步骤（2）获得的复合菌剂接种至发酵载体中，接种量为1重量‰~5重量‰，控制含水率为50%～75%,垛堆发酵，垛的大小没有特殊限定；堆垛内的发酵温度为58~75℃,每两天均匀翻堆一次，经30~35天即的该生物肥料。

详言之，采用的菌种培养基及发酵条件具体如下：

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温－80、5%红糖、0.5%酵母高、0.5%蛋白胨。培养时间为24小时，培养基温度为60℃。

哈茨木霉培养基成分为20%马铃薯、2%葡萄糖、1%蛋白胨。培养时间为156小时，培养温度为28℃。

植物乳酸杆菌培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温－80、5%红糖、0.5%酵母高、0.5%蛋白胨。培养时间为24小时，培养基温度为35℃。

酿酒酵母培养基成分为2%葡萄糖、0.5%蛋白胨、0.5%酵母高、0.5%磷酸二氢钾、0.5%亚硫酸镁、0.5%氯化钙，培养时间24小时，培养温度28℃。

本发明的有益效果：

以含水率为55%~70%的造纸污泥为原料，添加各种有益菌，获得的生物肥具备提高免疫能力和防病能力的作用，大大降低了农作物的病虫害，其中嗜热脂肪地衣芽孢杆菌具有降解纤维素、半纤维素、木质素等功能，哈茨木霉具有分泌抗生素，消灭真菌，防止病虫害等功能，植物乳酸杆菌具有分解有机质，净化水质等功能，酿酒酵母含有产生蛋白酶，分解蛋白等功能；。

一般生物有机肥的培养周期为45-90天，本发明的培养周期为28-30天，培养周期短。

工艺简单，无需采用特殊设备，成本也相对较低，便于产业化、规模化生产；

表1 本专利申请与传统技术相比较的结果。

表1

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

以下实施例所采用的原料的出处说明：嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母均购自中科院微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。农作物秸秆购自高唐华特威科技有限公司。

实施例一

以造纸污泥为原料制备的生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

（1）将嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母分别进行种子培养、发酵罐培养，培养条件分别是：

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温-80、5%红糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨。培养时间为26小时，培养基温度为64℃；

哈茨木霉培养基成分为20%马铃薯、2%葡萄糖、1%蛋白胨。培养时间为154小时，培养温度为28℃；

植物乳酸杆菌培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温-80、5%红糖、0.5%酵母膏、0.5%蛋白胨。培养时间为24小时，培养基温度为35℃。

酿酒酵母培养基成分为2%葡萄糖、0.5%蛋白胨、0.5%酵母膏、0.5%磷酸二氢钾、0.5%亚硫酸镁、0.5%氯化钙，培养时间24小时，培养温度28℃。

（2）将嗜热脂肪地衣芽孢杆菌、哈茨木霉、植物乳酸杆菌、酿酒酵母的培养液各100ml混合，利用600g15目的玉米芯粉吸附后再在低于28℃的温度下干燥成含水率30%以下，获得复合菌剂。

各菌种的取样样品为培养液，均为液体，因此采用了体积的取量方式，因各菌种培养液的密度均接近于1,因此各种菌种培养液的重量比（即质量比）根据质量＝密度×体积的公式还是能够结合起来的；。

（2）将复合菌剂1公斤和600公斤玉米秸秆粉与3吨造纸污泥混合，加水至含水率为55%～65%,垛堆发酵，温度升至60℃后，两天翻堆一次，要翻彻底均匀，经过30天的发酵，翻堆15次，堆内温度自然下降到常温后，即获得疏松的生物有机肥，含水率25%。

表2实施例2至4所涉及的制备条件的数据

表2

表3实施例2至4的各菌种培养条件

表3

肥效试

以意大利生菜为考察作物，在本厂区试验田内，选择3块67㎡的地块，每块种植意大利生菜100株。每块地的意大利生菜的施肥方式如下（3块地均不追肥，不撒农药）：

A：沟施发明实例1获得的肥料50kg；

B：沟施普通有机肥50kg(购于苏州绿盈农业发展有限公司)；

C：沟施复合肥5kg。

注：复合肥N:P:K=15:15:15（购于南通海陵肥料有限公司）。

以意大利生菜的产量，病虫害，及经济效益为考察指标，结果见表所示

上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims

1.以造纸污泥为原料的生物有机肥，其特征在于包含其特在于包含复合菌剂与发酵载体，复合菌剂由吸附载体吸附菌种混合液后形成，吸附载体为农作物秸秆，发酵载体为造纸污泥或造纸污泥与农作物秸秆的混合物；

所述的复合菌剂在发酵载体的接种量为1重量‰~5重量‰；

菌种混合液与吸附载体的重量比是1:1.25~1:1.75；

所述的农作物秸秆是大豆、玉米、油菜、稻、小麦、薯藤秸秆的一种或数种的混合物，粒度为10~50目;

所述的造纸污泥为造纸厂利用纸浆或废纸进行造纸后所剩下的污泥，水份为50~75%，若水份高于75%，使用农作物秸秆进行水份控制，所述造纸污泥与农作物秸秆的混合物其按照造纸污泥和：农作物秸秆的比例为=1:0.1~1:0.5的重量比混合。

2.一种基于权利1所述的以造纸污泥为原料制成的生物有机肥的制备方法，其特征包含以下步骤：

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.01%~0.1%氯化钠、0.01%~0.1%磷酸氢二钾、0.01%~0.1%硫酸镁、0.01%~0.1%碳酸钙、0.05%~0.15%吐温－80、1%~10%红糖、0.1%~1%酵母高、0.1%~1%蛋白胨；培养时间为22~26小时，培养基温度为58~64℃；哈茨木霉培养基成分为10%~30%马铃薯、1%~3%葡萄糖、0.5%~1.5%蛋白胨；培养时间为120~196小时，培养温度为26~30℃；

植物乳酸杆菌培养基成分为0.01%~0.1%氯化钠、0.01%~0.1%磷酸氢二钾、0.01%~0.1%硫酸镁、0.01%~0.1%碳酸钙、0.05%~0.15%吐温－80、1%~10%红糖、0.1%~1%酵母高、0.1%~1%蛋白胨；培养时间为22~26小时，培养基温度为30~40℃；

酿酒酵母培养基成分为1%~3%葡萄糖、0.1%~1%蛋白胨、0.1%~1%酵母高、0.1%~1%磷酸二氢钾、0.1%~1%亚硫酸镁、0.1%~1%氯化钙，培养时间22~26小时，培养温度26~30℃；

（2）、将步骤（1）中获得的各个菌种按照0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2:0.8~1.2的重量比混合后，用吸附载体进行吸附，再在低于28℃的温度下干燥成含水率28%以下的复合菌剂，菌种混合液与吸附载体的重量比是1:1.25~1:1.75；

吸附载体是农作物秸秆，农作物秸秆是大豆、玉米、油菜、稻、小麦、薯藤秸秆粉的一种或数种的混合物，粒度为10~50目；

（3）将步骤（2）获得的复合菌剂接种至发酵载体中，接种量为1重量‰~5重量‰，控制含水率为50%～75%,垛堆发酵，垛的大小没有特殊限定；堆垛内的发酵温度为58~72℃,每两天均匀翻堆一次，经30~35天即的该生物肥料。

3.根据权利要求2所述的以造纸污泥为原料制成的生物有机肥及其的制备方法，其特征步骤（1）所采用的菌种培养基及发酵条件如下：

嗜热脂肪地衣芽孢杆菌培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温－80、5%红糖、0.5%酵母高、0.5%蛋白胨;培养时间为24小时，培养基温度为60℃；

哈茨木霉培养基成分为20%马铃薯、2%葡萄糖、1%蛋白胨,培养时间为156小时，培养温度为28℃;

植物乳酸杆菌培养基成分为0.05%氯化钠、0.05%磷酸氢二钾、0.05%硫酸镁、0.05%碳酸钙、0.1%吐温－80、5%红糖、0.5%酵母高、0.5%蛋白胨;培养时间为24小时，培养基温度为35℃；

4.根据权利要求2所述的以造纸污泥为原料制成的生物有机肥及其的制备方法，其特征在于吸附载体在进行吸附步骤之前消毒。