CN106316663A - 一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，属于微生物肥料和污泥资源化技术领域。其关键技术是将枯草芽孢杆菌扩大培养，培养后的菌液与污泥、盐泥、畜禽排泄物混合，充分发酵后，再与水解后的硅酸盐混合均匀，得到微生物有机硅肥硅酸盐。本发明方法可以将污泥、盐泥进行无害化处理，减少了环境污染。利用本发明方法制备的微生物有机硅肥既能改良土壤，增加土壤肥力，又能防治多种植物病害。

Description

一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法
技术领域
本发明涉及一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，属于微生物肥料及污泥资源化技术领域。
背景技术
目前国内施用的硅肥主要是熔渣硅肥，通常是利用工业废渣来制取。这些原料都是经过高温烧结，除含二氧化硅外，其他微量元素和有机质基本烧蚀，无法为植物提供植物生长必需的各种微量元素。微生物有机硅肥有机营养全面，且含有大量微生物，能调理土壤、克服土壤板结、增加土壤通透性、提高土壤肥力。
污泥是污水净化处理过程中产生的废弃物。目前，我国80％污泥未能妥善处置，而其产生量却还以每年10％-15％的速度递增，污泥处理问题已成为世界性难题。我国目前对污泥的处置方法主要有焚烧、填埋和污泥堆肥三种方式。焚烧法投资大、运行成本高，且且有机物焚烧会产生二噁英等剧毒物质。填埋处置虽成本低、容量大、简单易行，但需侵占土地严重，且渗滤液易污染地下水环境。污泥堆肥投资少、能耗低、运行费用低，其中有机部分可转化为土壤改良成分，被认为是最具发展潜力的一种处理方式。污泥经堆肥处理后，不仅能有效消除臭味、杀死病原菌和寄生虫卵，而且污泥中的有机质分解后形成的速效养分更利于植物吸收，施用于农田、果园、林地、草地、市政绿化等，能够改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长。
盐泥是氯碱工业原盐精制过程中产生的废弃物。据调查，国内大多数氯碱企业的盐泥均为堆存或填埋，不仅占用大量场地，浪费资源，对环境造成很大的污染。盐泥的主要成分是硅、钙、镁，也存在少量的锌、硼、铁、锰等微量元素。目前盐泥的资源化利用主要是用在建筑工程方面，用作建筑材料，制保温砖和人行道砖。另有研究者，利用盐泥制取七水硫酸镁、硫酸钡、氧化镁和氯化钙等产品，但因提取成本高和产品价格低，而且也有大量的废渣产生造成二次污染，无法推广和应用。盐泥中的硅钙镁成分也是一种资源，综合利用盐泥中的这些有效成分，制备有利于植物生长的有机肥也是一种盐泥资源化利用新途径。
枯草杆菌是农业种植中的一种强效有益微生物，对作物的腐烂型、枯萎型、生长型等病害均有较好的生防效果。枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质。这些代谢物可有效的抑制原菌的生长或溶解病原菌，以杀死病菌。同时，枯草芽孢杆菌依据自身生长的强势对致病菌的营养进行抢夺，挤压、侵入致病菌的生长空间，使致病菌群逐渐稀疏，直至死亡，从而建立起有益微生物的优势菌群。产生的代谢产物中富含蛋白酶、淀粉酶、酯酶等酶类以及有机酸等物质。能分解有机肥料中的营养物质及无机肥料中的不溶性盐类等物质，提高肥料利用率。改善因过量使用化肥引起的土壤板结及盐渍化，疏松土壤，改良土壤的微结构，更利于作物的生根、生长。中国专利ZL201010153548.1发明了一种污泥降解机，其中高效微生物菌包括芽孢杆菌、枯草杆菌。中国专利ZL200710144903.7发明了一种生物硅肥，其中含硅原料包括钢渣和粉煤灰，使用的微生物包括磷细菌、钾细菌。但是尚未见利用污泥、盐泥制备具备肥料和生物防治双重功效的微生物有机硅肥的报道。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的首要目的是提供一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，本发明的另一个目的是提供一种用上述方法制备等额微生物有机硅肥，该微生物有机硅肥中有效硅含量为20％以上。
为了达到上述目的，本发明所采用以下技术方案为：
一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)枯草杆菌扩大培养，得到的菌液备用；
(2)将适量的枯草杆菌菌液接种于由生活污泥、盐泥及畜禽排泄物组成的混合物中，充分混合均匀进行堆肥，好氧发酵，制备腐熟的发酵混合物；
(3)将硅酸盐与腐熟的发酵混合物进行混配，干燥、粉碎，即得微生物有机硅肥。
一种根据上述方法制备的微生物有机硅肥，该微生物有机硅肥中的有效硅(SiO2)含量达20％以上，枯草杆菌孢子含量为105～109个孢子/克。
所述的生活污泥，是城市污水系统二沉池排出的经脱水、晾干的污泥，含水率为40-50％。
所述的盐泥为氯碱工业废弃盐泥，含水率为40-50％。
所述盐泥为氯碱工业经板框压滤脱水后的盐泥，含水率约为30％。
所述畜禽排泄物，为猪、牛、羊、马、鸡、鸭等的粪便，也可以混合起来使用。
所述的枯草杆菌为高温枯草杆菌。
本发明的优点和积极效果是：
1.本发明为污泥、盐泥的资源化处理提供了一种有效的方法，解决了污泥、盐泥弃置堆放造成的环境污染问题。
2.充分利用污泥富含氮、磷、钾等营养元素，盐泥富含钙镁硅等营养元素、畜禽排泄物富含有机质，为枯草杆菌的生长发酵提供了丰富营养。
3.高温枯草杆菌在好氧条件下将有机物氧化分解，使污泥、盐泥、畜禽排泄物混合物转化成易被植物吸收的腐熟的生物有机肥。
4.本发明方法制备的有机肥既能增加土壤肥力，改良土壤，同时因含有大量枯草杆菌生防菌，能够有效防治多种植物病害。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
本发明一种利用城市生活污泥制造生物有机硅肥的方法，其具体实施方法如下：
(1)枯草杆菌菌液的制备。枯草杆菌菌种活化，将菌种接种于牛肉膏蛋白胨固体培养基上。然后放进恒温培养箱中培养，36℃培养14h；将已活化培养的枯草杆菌菌落洗脱，接种到发酵培养基中，36℃，160rpm,震荡培养16h。液体培养基：牛肉膏3g/L，蛋白胨10g/L，NaCl 5g/L，pH7.0；
(2)将质量份数为60份的生活污泥、30份的盐泥、10份的畜禽排泄物混合，再向混料中加入质量分数为3％的枯草杆菌菌液，充分搅拌均匀，投入到生物有机发酵槽中，料高不超过1.2米；
(3)当堆体温度达到60℃时进行翻堆，共翻堆6次；当堆体温度稳定在40℃以下时，形成腐熟的发酵混合物；
(4)硅酸钾和腐熟的发酵混合物按质量分数1:3混合均匀，干燥、粉碎，即得微生物有机硅肥，其有效硅(SiO2)含量为24％，枯草杆菌含量为0.8×108cfu/克。
实施例2
本发明一种利用城市生活污泥制造生物有机硅肥的方法，其具体实施方法如下：
(1)枯草杆菌菌液的制备。枯草杆菌菌种活化，将菌种接种于牛肉膏蛋白胨固体培养基上。然后放进恒温培养箱中培养，36℃培养14h；将已活化培养的枯草杆菌菌落洗脱，接种到发酵培养基中，36℃，160rpm,震荡培养16h。液体培养基：牛肉膏3g/L，蛋白胨10g/L，NaCl 5g/L，pH7.0；
(2)将质量份数为70份的生活污泥、10份的盐泥、20份的畜禽排泄物混合，再向混料中接种质量比为3％的枯草杆菌菌液，充分搅拌均匀，投入到生物有机发酵槽中，料高不超过1.2米；
(3)当堆体温度达到60℃时进行翻堆，共翻堆6次；当堆体温度稳定在40℃以下时，形成腐熟的发酵混合物；
(4)硅酸钠和腐熟的发酵混合物按质量分数1:5混合均匀，干燥、粉碎，即得微生物有机硅肥。其有效硅(SiO2)含量为21％，枯草杆菌含量为1.5×108cfu/克。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)枯草杆菌扩大培养，得到的菌液备用；
(2)将适量的枯草杆菌菌液接种于由生活污泥、盐泥及畜禽排泄物组成的混合物中，充分混合均匀进行堆肥，好氧发酵，制备腐熟的发酵混合物；
(3)将硅酸盐与腐熟的发酵混合物进行混配，干燥、粉碎，即得微生物有机硅肥。
2.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，生活污泥、盐泥、畜禽排泄物质量百分含量为污泥60～70％、盐泥10～30％、畜禽排泄物10～20％。
3.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，硅酸盐可为硅酸钾、硅酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种利用污泥制备微生物有机硅肥的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，硅酸盐与生物活性污泥的质量分数为1:3～5。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所属的方法制备的微生物有机硅肥，其特征在于：所述微生物有机硅肥中的有效硅(SiO2)含量达20％以上，枯草杆菌含量达107cfu/克以上。
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