CN105819932A - 一种利用污泥制备的腐熟剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用污泥制备的腐熟剂及其制备方法，腐熟剂由污泥、微生物复合菌、有机物料、酶、硅藻土和生物质电厂灰组成。制备方法包括备料、酶解、发酵和干燥。污泥中本身含有大量的养分，本发明将污泥用于腐熟剂的制备，变废为宝，经腐熟后污泥也更适于植物生长；该腐熟剂能在短时间内将秸秆、禽畜粪便快速腐熟，能使秸秆快速升温腐烂，用时短；本发明的腐熟剂菌种齐全、配比合理、使用效果好，对禽畜粪便、秸秆处理后，由于腐熟剂本身含有污泥，因此，显著增加了土壤有机质和微量元素，供植物吸收，优化了土壤环境；制备腐熟剂的方法具有操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。

Description

一种利用污泥制备的腐熟剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物制品技术领域，具体涉及一种利用污泥制备的腐熟剂及其制备方法。

背景技术

随着我国畜牧养殖业的迅速发展，每年会有大量的动物粪便产生，禽畜粪便富含包括必需的大量元素氮、磷、钾、钙、镁、硫和微量元素铁、锰、硼、锌、钼、铜等无机养分及氨基酸、酰胺、核酸等有效成分，但同时也含有大量的有害菌、害虫卵等多种有害物质，因而不能直接被利用。现有大多数的动物畜粪便利用都是经过简单人工堆肥处理再用于种植农作物。但存在堆肥的时间周期很长、堆肥环境恶劣、未彻底杀灭病原菌等缺陷。开发腐熟剂能使粪便快速腐熟、降解、转化、除臭，并具杀菌、富集养分、大大缩短发酵周期等作用。

农作物秸秆是农业产品中各种农作物的产品剩下来的茎叶或藤蔓，它是世界上最为丰富的物质之一，全世界农作物秸秆年产量约为29.41亿吨，我国的农作物秸秆产量每年大概有7亿吨。随着近年来工业的进步，发现秸秆资源丰富、可再生性强，目前一部分农作物秸秆可用作肥料、饲料、造纸、建材等。但我国还有相当一部分秸秆被当做垃圾给焚烧掉，这不仅使秸秆的用途也没有得到合理的开发，而且对环境造成了严重的影响。农作物秸秆含有多种可被利用的有效成分，秸秆的主要成分为纤维素、半纤维和木质素，除此之外还含有大量的氮、磷、钾、硅、钙等元素及蛋白质、氨基酸等有效成分。由于秸秆中纤维素、半纤维和木质素和木质素高分子物质紧密地结合在一起，且表面存在大量硅质或(和)蜡质层，这些物质形成的结构非常稳定，自然状态下需要很长时间才能分解且分解不完全，秸秆直接还田往往带来很多不利的影响。例如未经腐熟的秸秆直接还田后，在土壤中缓慢氧化，容易导致土壤中的某些元素的有效成分相对减少，同时，产生一些对作物根系有害的物质而引起的作物烧苗、死苗烂根等不利影响。目前，很多人焚烧秸秆后在用作农作物的有机肥料，可以避免烧苗、死苗烂根等现象。但焚烧秸秆产生大量有害气体，污染空气，破坏环境，并且使得大部分养分损失。因此，开发微生物腐熟剂用于秸秆腐熟具有非常重要的现实意义。

腐熟剂可以腐熟秸秆、动物粪便、生活垃圾等有机废弃物，将废弃物“变废为宝”实现资源的合理利用。秸秆、动物粪便等有机废弃物快速腐熟，使得废弃物所含的氮、磷、钾、硅、钙、微量元素及蛋白质、氨基酸等有效成分能成为植物生长所需的营养；并产生大量有益微生物，可活化土壤中的营养元素，促进营养元素的有效化，减少作物缺素症的发生对土传病害有一定的防治作用；微生物功能细菌进入土壤后，可固氮、解磷、解钾，增加土壤养分、改良土壤结构。但是，现有的腐熟剂大多存在只用于单一的粪便腐熟或秸秆腐熟功能相对单一、腐熟剂的有效活菌数含量较低、活性低、腐熟不够彻底，且有的采用麦麸、米糠、红糖等作为原料，成本生产相对较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种来源广、成本低、活性高、腐熟效果明显的利用污泥制备的腐熟剂；

本发明的另一目的在于提供利用污泥制备腐熟剂的方法，该方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用污泥制备的腐熟剂，它由下述重量份的原料组成：

进一步地，所述污泥为造纸废水处理厂污泥。

进一步地，所述微生物复合菌为酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硅酸盐细菌、米曲霉、白腐菌和链霉菌的混合物。

进一步地，所述酶为木质素过氧化氢酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和漆酶。

进一步地，所述有机物料为甘蔗渣、食用菌渣和禽畜粪便中的一种或多种的组合。

进一步地，所述污泥和生物质电厂灰中砷含量≤10mg/kg、铅含量≤50mg/kg、铬含量≤50mg/kg；汞含量≤5mg/kg、镉含量≤10mg/kg。

利用污泥制备腐熟剂的方法，它包括以下步骤：

S1.备料：按上述配方比例称取各原料，备用；

S2.酶解：将污泥中加入酶在30～45℃的温度下进行酶解，所述酶解的时间为24～36h；

S3.发酵：将步骤S2酶解的污泥中加入有机物料、微生物复合菌和生物质电厂灰，混合均匀后常温发酵4～7d，得发酵产物；

S4.干燥：发酵产物进行粉碎成4～5mm的颗粒后在15～35℃的温度下烘干，使其含水量≤5％，即为腐熟剂。

本发明具有以下优点：

(1)传统方法是将污泥掩埋或者焚烧，焚烧会造成二次污染，掩埋又要耗费人力物力，且不能创造经济价值，上述两种处理方式皆不完善，污泥中本身含有大量的养分，本发明将污泥用于腐熟剂的制备，变废为宝，经腐熟后污泥也更适于植物生长；

(2)本发明的腐熟剂能在短时间内将秸秆、禽畜粪便快速腐熟，能使秸秆快速升温腐烂，用时短；

(3)本发明的腐熟剂菌种齐全、配比合理、使用效果好，对禽畜粪便、秸秆处理后，由于腐熟剂本身含有污泥，因此，显著增加了土壤有机质和微量元素，供植物吸收，优化了土壤环境；

(4)本发明制备腐熟剂的方法具有操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1：一种利用污泥制备的腐熟剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述污泥为造纸废水处理厂污泥；所述微生物复合菌为酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硅酸盐细菌、米曲霉、白腐菌和链霉菌的混合物；所述酶为木质素过氧化氢酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和漆酶；所述有机物料为甘蔗；所述污泥和生物质电厂灰中砷含量≤10mg/kg、铅含量≤50mg/kg、铬含量≤50mg/kg；汞含量≤5mg/kg、镉含量≤10mg/kg。

上述利用污泥制备腐熟剂的方法，它包括以下步骤：

S1.备料：按上述配方比例称取各原料，备用；

S2.酶解：将污泥中加入酶在30℃的温度下进行酶解，所述酶解的时间为24h；

S3.发酵：将步骤S2酶解的污泥中加入有机物料、微生物复合菌和生物质电厂灰，混合均匀后常温发酵4d，得发酵产物；

S4.干燥：发酵产物进行粉碎成4mm的颗粒后在15℃的温度下烘干，使其含水量≤5％，即为腐熟剂。

实施例2：一种利用污泥制备的腐熟剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述污泥为造纸废水处理厂污泥；所述微生物复合菌为酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硅酸盐细菌、米曲霉、白腐菌和链霉菌的混合物；所述酶为木质素过氧化氢酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和漆酶；所述有机物料为甘蔗渣和食用菌渣的混合物，且重量比为1:1，所述污泥和生物质电厂灰中砷含量≤10mg/kg、铅含量≤50mg/kg、铬含量≤50mg/kg；汞含量≤5mg/kg、镉含量≤10mg/kg。

上述利用污泥制备腐熟剂的方法，它包括以下步骤：

S1.备料：按上述配方比例称取各原料，备用；

S2.酶解：将污泥中加入酶在45℃的温度下进行酶解，所述酶解的时间为36h；

S3.发酵：将步骤S2酶解的污泥中加入有机物料、微生物复合菌和生物质电厂灰，混合均匀后常温发酵7d，得发酵产物；

S4.干燥：发酵产物进行粉碎成5mm的颗粒后在35℃的温度下烘干，使其含水量≤5％，即为腐熟剂。

实施例3：一种利用污泥制备的腐熟剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述污泥为造纸废水处理厂污泥；所述微生物复合菌为酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硅酸盐细菌、米曲霉、白腐菌和链霉菌的混合物；所述酶为木质素过氧化氢酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和漆酶；所述有机物料为甘蔗渣、食用菌渣和禽畜粪便的组合，且重量比为1:2:5，所述污泥和生物质电厂灰中砷含量≤10mg/kg、铅含量≤50mg/kg、铬含量≤50mg/kg；汞含量≤5mg/kg、镉含量≤10mg/kg。

上述利用污泥制备腐熟剂的方法，它包括以下步骤：

S1.备料：按上述配方比例称取各原料，备用；

S2.酶解：将污泥中加入酶在38℃的温度下进行酶解，所述酶解的时间为26h；

S3.发酵：将步骤S2酶解的污泥中加入有机物料、微生物复合菌和生物质电厂灰，混合均匀后常温发酵5d，得发酵产物；

S4.干燥：发酵产物进行粉碎成4mm的颗粒后在20℃的温度下烘干，使其含水量≤5％，即为腐熟剂。

实施例4：一种利用污泥制备的腐熟剂，它由下述重量份的原料组成：

其中，所述污泥为造纸废水处理厂污泥；所述微生物复合菌为酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硅酸盐细菌、米曲霉、白腐菌和链霉菌的混合物；所述酶为木质素过氧化氢酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和漆酶；所述有机物料为禽畜粪便；所述污泥和生物质电厂灰中砷含量≤10mg/kg、铅含量≤50mg/kg、铬含量≤50mg/kg；汞含量≤5mg/kg、镉含量≤10mg/kg。

上述利用污泥制备腐熟剂的方法，它包括以下步骤：

S1.备料：按上述配方比例称取各原料，备用；

S2.酶解：将污泥中加入酶在42℃的温度下进行酶解，所述酶解的时间为32h；

S3.发酵：将步骤S2酶解的污泥中加入有机物料、微生物复合菌和生物质电厂灰，混合均匀后常温发酵6d，得发酵产物；

S4.干燥：发酵产物进行粉碎成5mm的颗粒后在30℃的温度下烘干，使其含水量≤5％，即为腐熟剂。

以下通过实验说明本发明的有益效果：

1.堆腐效果实验：

实验方法：实验设3个处理，3次重复，每处理堆成一堆，每堆400kg小麦秸秆，每个处理的小麦秸秆量不同，处理随机排列。每个处理小麦秸秆堆成长2米、宽1米、高1米的长方形。秸秆分3层，按处理要求每铺一层秸秆均匀撒一次腐熟剂、水和尿素。尿素处理将尿素兑水15kg溶化后均匀泼洒，腐熟剂处理将腐熟剂混适量细土混匀后使用，将秸秆堆垛成堆，用锨轻轻敲平，用薄膜封严。堆沤中途，不翻堆，每天测量一次堆温，直至堆温度下降到与外界温度相近后不再测定温度。最后观察秸秆盐酸、手感、拉力、气味等腐解情况，并统计各处理的失重率。

处理1：不加本发明腐熟剂+不加尿素；

处理2：加本发明腐熟剂+不加尿素(400kg秸秆+1.6kg腐熟剂)

处理3：加腐熟剂+加尿素(400kg秸秆+1.6kg腐熟剂+5kg尿素)

麦秸秆堆沤实验进行过程中，每天测量一次堆温，直至堆肥温度下降到与外界温度相同并不在升温后不再测定温度；观察麦秆腐熟程度，如堆核心温度、麦秆颜色、气味、手感、抗拉力等，统计时把秸秆颜色中黄、微黄、褐黄、黑黄分别定为1、2、3、4级，秸秆气味中的霉味、氨味、酒味、腐烂味分别定为1、2、3、4级，手感软化程度中的硬、微软、软、腐烂分别定为1、2、3、4级，实验结果如下：

(1)堆温变化

处理3堆肥堆温升温快，较处理1和处理2早3-5天达到30℃和最高堆温；堆温高，最高堆温达75.2℃；降温慢，维持50℃以上的堆温时间长21天。

(2)外观变化

如表1所示。

表1：堆肥外观变化实验结果

2.对土壤理化性质的影响

实验结果如表2所示。

表2：土壤理化性质实验结果

综上，通过实验证明本发明生产的腐熟剂有较好的腐熟效果，腐熟时间短，且对改良土壤理化性质有较好的效果。

Claims (7)

1.一种利用污泥制备的腐熟剂，其特征在于，它由下述重量份的原料组成：

污泥：20～55；微生物复合菌：5～20；

有机物料：10～30；酶：2～10

硅藻土：5～15；生物质电厂灰：8～15。

2.如权利要求1所述的一种利用污泥制备的腐熟剂，其特征在于，所述污泥为造纸废水处理厂污泥。

3.如权利要求1所述的一种利用污泥制备的腐熟剂，其特征在于，所述微生物复合菌为酿酒酵母菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、硅酸盐细菌、米曲霉、白腐菌和链霉菌的混合物。

4.如权利要求1所述的一种利用污泥制备的腐熟剂，其特征在于，所述酶为木质素过氧化氢酶、脂肪酶、蛋白酶、纤维素酶和漆酶。

5.如权利要求1所述的一种利用污泥制备的腐熟剂，其特征在于，所述有机物料为甘蔗渣、食用菌渣和禽畜粪便中的一种或多种的组合。

6.如权利要求1所述的一种利用污泥制备的腐熟剂，其特征在于，所述污泥和生物质电厂灰中砷含量≤10mg/kg、铅含量≤50mg/kg、铬含量≤50mg/kg；汞含量≤5mg/kg、镉含量≤10mg/kg。

7.如权利要求1-6中任一项所述的利用污泥制备腐熟剂的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1.备料：按上述配方比例称取各原料，备用；

S2.酶解：将污泥中加入酶在30～45℃的温度下进行酶解，所述酶解的时间为24～36h；

S3.发酵：将步骤S2酶解的污泥中加入有机物料、微生物复合菌和生物质电厂灰，混合均匀后常温发酵4～7d，得发酵产物；

S4.干燥：发酵产物进行粉碎成4～5mm的颗粒后在15～35℃的温度下烘干，使其含水量≤5%，即为腐熟剂。