CN106673736A - 一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土 - Google Patents

一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土。所述的微生物腐熟剂包含的微生物为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热链球菌、嗜热侧孢霉、绿色木霉、康宁木霉，所述的微生物腐熟剂中微生物的载体为膨润土、麦饭石、沸石粉中的一种或两种以上的组合。所述的腐殖土的制备方法为，向废弃物中加入水，酸或碱，得到前驱体，所述的前驱体的水分的质量百分含量为40‑60％，碳氮比为20‑40∶1，pH为5‑8，温度为10‑50℃；将得到的前驱体堆积成堆体、覆膜，发酵20‑40天，即得到腐殖土。本发明制备得到的腐殖土，质轻疏松，多空隙，可用于作物栽培、土壤改良等。

Description

一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土
技术领域
本发明涉及一种腐熟剂，特别是涉及一种微生物腐熟剂以及采用本发明所述的微生物腐熟剂制备腐殖土的方法，以及制备得到的腐殖土的应用。
背景技术
随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，日常饮食、消费生活产生了大量的生活垃圾。人口的增多也带来了城市的繁荣和发展，城市的不断壮大，使得每年产生的城市垃圾数量惊人，以北京为例，2014年，北京日产餐厨垃圾2600多吨，根据环保部发布的《2016年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》显示，2015年246个大中城市生活垃圾产生量为18564万吨，北京生活垃圾年产量为790万吨。
我国城市污泥年产量约3500万吨(含水量80％)，而农田秸秆类每年的产量约9亿吨，约25％未经任何处理。
废弃物对人类环境的危害主要表现为以下五个方面：(1)侵占土地。废弃物产生以后，需要占地堆放，堆积的量越大，侵占的土地越多。根据计算，每堆积1×104吨垃圾约占地1亩。随着生产的发展和人民消费水平的提高，垃圾产量的增加，垃圾侵占土地的矛盾将日益尖锐。(2)污染土壤。废弃物随意堆放，其中的有害组分容易污染土壤。若直接利用来自医院、生物制品厂、肉类联合厂的废渣作为肥料施入农田，其中的病菌、寄生虫等就会使土壤污染。当污染的土壤中病原微生物与其他有害物质随天然降水径流或渗流进入水体就可能进一步危害人的健康。有害的物质进入土壤后，在土壤中发生积累，对作物生长带来危害。(3)污染水体。生活垃圾未经过无害化处理随意堆放，已经造成许多地下水污染。(4)污染大气。城市生活垃圾在适宜的温度和湿度下，其有机废物被微生物分解能释放出有害气体，其中释放的甲烷气体发生燃烧，又极容易引起火灾和发生爆炸，并向空气中排放有害气体。采用焚烧法处理废弃物也已经成为一些国家大气污染的主要污染源之一。(5)影响环境卫生。我国废弃物的综合利用和清运能力不高，无害化处理率也很低，部分垃圾堆放在城市的一些死角，严重影响城市面貌和环境卫生，对人的健康也构成潜在的威胁。
从党的“十八大”到“十三五”规划，再到“土十条”的发布，国家对土壤修复越来越重视，对城市污染地块、耕地污染、矿山污染等土壤修复问题提出了明确的目标和计划。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土和应用，所要解决的技术问题是，将现有的大量的生活垃圾、园林废弃物、农业废弃物、污泥等经腐熟处理，变为可以再次利用的植被栽培土等，从而更加适于实用和对环境的保护。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
依据本发明提出的一种微生物腐熟剂，所述的微生物腐熟剂中包含的微生物为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热链球菌、嗜热侧孢霉、绿色木霉、康宁木霉；所述的微生物腐熟剂中微生物的载体为膨润土、麦饭石、沸石粉中的一种或两种以上的组合。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的一种微生物腐熟剂，其中所述的微生物腐熟剂为所述微生物的粉剂的混合物，所述的混合物中各微生物粉剂的质量份数为，
优选的，前述的一种微生物腐熟剂，其中所述的枯草芽孢杆菌和/或所述的解淀粉芽孢杆菌的剂型为悬浮剂。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。
依据本发明提出的一种腐殖土的制备方法，向废弃物中加入水，酸或碱，得到前驱体，所述的前驱体的水分的质量百分含量为40-60％，碳氮比为20-40∶1，pH为5-8，温度为10-50℃；将得到的前驱体堆积成堆体、覆膜，发酵20-40天，即得到腐殖土。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，向所述的废弃物中加入前述的微生物腐熟剂，以质量百分含量计，所述的微生物腐熟剂的添加量为废弃物的0.1-5％。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的废弃物包含生活垃圾。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的废弃物还包含污泥、农林废弃物、粪便、工业废弃物中的一种或两种以上的组合。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的废弃物包括生活垃圾和污泥；或者，所述的废弃物包括生活垃圾、污泥和农林废弃物；或者，所述的废弃物包括生活垃圾、污泥、农林废弃物和粪便；或者，所述的废弃物包括生活垃圾、污泥、农林废弃物、粪便和工业废弃物。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的生活垃圾为餐厨垃圾；或者，所述的农林废弃物包括农业废弃物和园林废弃物，其中，所述的农业废弃物包括农田和果园残留物、农产品加工废物中的一种或两种以上的组合，所述的园林废弃物包括枝叶；或者，所述的工业废弃物包括冶金废渣、采矿废渣或燃料废渣中的一种或两种以上的组合。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，以质量百分含量计，所述的废弃物包括，餐厨垃圾80-90％，污泥10-20％；或者，所述的废弃物包括，餐厨垃圾70-85％，污泥10-20％，农林废弃物5-10％；或者，所述的废弃物包括，餐厨垃圾20-65％，污泥10-20％，农林废弃物5-10％，粪便20-50％；或者，所述的废弃物包括，餐厨垃圾20-55％，污泥10-20％，农林废弃物5-10％，粪便20-50％，工业废弃物5-10％。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，当所述的前驱体的温度高于60℃时，翻动所述的前驱体，至温度为10-50℃，或者，当所述的前驱体的水分的质量百分含量低于30％时，喷淋清水，至水分的质量百分含量为40-60％。优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的堆体的高为0.8-1.2m、宽为2-25m。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的堆体的堆积时间为20-40天，水分低于30％时，进行喷淋并混匀，同时在整个过程物料堆积地方有防渗膜或其他防渗措施，物料在发酵过程中可进行覆盖，防治水分挥发和臭味弥漫。
优选的，前述的一种腐殖土的制备方法，其中所述的废弃物的粒径为1-5mm。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。
依据本发明提出的一种腐殖土的应用，所述的腐殖土为前述的腐殖土的制备方法制得，所述的腐殖土用于作物栽培、土壤改良等。
借由上述技术方案，本发明一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土和应用，至少具有下列优点：
1、本发明提供了一种新型的微生物腐熟剂。
本发明利用微生物的广泛适应性和多功能性，提供了一种由枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热链球菌、嗜热侧孢霉、绿色木霉、康宁木霉组成的、可以降解有机物的新型微生物腐熟剂。
2、本发明提供了一种利用上述微生物腐熟剂制备腐殖土的方法。
腐殖土(humus soil)是由腐烂的植物物质，如森林表层树叶、园林废弃物以及各类有机垃圾(如厨余)组成的一层混合物，可用于盆栽、育苗、菇类种植等。直接利用生活垃圾或污泥做原料制作腐殖土，会有重金属超标的隐患。
本发明提供了一种将生活、生产中最为常见的生活垃圾、农林废弃物、矿业废弃物和污泥，利用本发明提供的微生物腐熟剂腐熟、降解，进而得到可再次利用的腐殖土的方法。(1)先将上述废弃物经过筛选，将其中的塑料、体积较大的石块、混凝土等不易被分解的物质去除；(2)再将筛选后得到的废弃物粉碎；(3)加入本发明所述的微生物腐熟剂进行腐熟，即得到所述的腐殖土。
本发明制备得到的腐殖土具有至少以下优点：(1)质轻疏松，透水通气性能好，且保水保肥能力强；(2)多孔隙，长期施用不板结，易被植物吸收。与其他土壤混用，能改良土壤，提高土壤肥力；(3)富含有机质、腐殖酸和少量维生素、生长素、微量元素等，能促进植物的生长发育；(4)分解发酵中的高温能杀死其中的病菌、虫卵和杂草种子等，减少病虫、杂草危害。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种微生物腐熟剂及其制备的腐殖土和应用，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本发明提供一种微生物腐熟剂。
本发明提供的微生物腐熟剂中包含的微生物有枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热链球菌、嗜热侧孢霉、绿色木霉、康宁木霉。
只要含有上述的六种微生物，即为本发明所述的微生物腐熟剂的保护范围，无论微生物在腐熟剂中的比例为多少，或者，将所述的微生物进一步加工成何种制剂，如，可湿性粉剂、悬浮剂等，均是本发明的保护范围。
进一步的，所述的微生物腐熟剂为所述微生物的粉剂的混合物，所述的混合物中各微生物粉剂的质量份数为，
进一步的，本发明将所述的微生物腐熟剂限定为由上述粉剂状态的微生物组合而成的混合物。将所述的微生物制备成粉剂，一方面便于施用，另一方面，有利于微生物腐熟剂的长期保持。
本发明提供了一种腐殖土的制备方法。
采用前述的微生物腐熟剂，将所述的微生物腐熟剂加入到废弃物中，混合均匀，得到第一中间体，向所述的第一中间体中加入水，酸或碱，得到前驱体，所述的前驱体的水分的质量百分含量为40-60％，碳氮比为20-40∶1，pH为5-8，温度为10-50℃；以质量百分含量计，所述的微生物腐熟剂的加入量为废弃物的0.1-5％，将得到的前驱体堆积、覆膜，发酵20-40天，即得到腐殖土。
本发明提供的利用六种微生物将废弃物制备成腐殖土的方法中，需在一定的碳氮比、温度、pH、水分含量等条件下进行。
废弃物中的碳元素和氮元素是微生物生存的必备条件。因此，本发明的中的废弃物，一方面被降解成后续的腐殖土，另一方面，在降解过程中为微生物提供碳源和氮源。
前驱体中的pH值，在发酵过程中，呈现不断变化的状态。一方面，温度的变化会引起pH值的变化，另一方面，微生物分解废弃物中的有机物产生有机酸，有机酸的出现也会导致pH值的变化。因此，需时刻检测前驱体的pH，并通过额外添加酸或碱的形式，使前驱体的pH维持在5-8。此处额外添加的酸或碱为现有技术中，用于调节微生物生存环境的酸碱度所用的酸性或碱性物质。
在堆肥过程中，温度控制的目标是极大地使堆肥无害化(高温有利于堆肥无害化)和稳定化(高温抑制堆肥稳定化)。因此，适当的堆肥温度范围以及维持的高温时间是非常重要的。本发明将前驱体的温度限定为为10-50℃
进一步的，所述的废弃物包括生活垃圾和污泥；或者，所述的废弃物包括生活垃圾、污泥和农林废弃物；或者，所述的废弃物包括生活垃圾、污泥、农林废弃物和粪便；或者，所述的废弃物包括生活垃圾、污泥、农林废弃物、粪便和工业废弃物。
本发明进一步限定了废弃物的种类。
污泥中含有一定量的有机物和水分，为微生物提供良好的生存环境；并且，污泥的粒径较小，可以提高制成的腐殖土的品质。
农林废弃物为中含有大量的纤维素，易被降解成更有利于植物和土壤中微生物利用的小分子物质；另外，纤维物质具有特有的、稳定的骨架结构，更加有利于制备疏松的腐殖土。
本发明提供了一种腐殖土的应用。
本发明制备得到的腐殖土可用于育苗培育土、矿山植被耕层土、盐渍地、荒漠化土地等改良等，还可与田土、赤泥土等混合，作为育苗土、矿山耕层土等；并且，由于本发明制备得到的腐殖土具有水透过性好、质地疏松及微生物代谢物丰富的特点，因此，本发明腐殖土还可用于矿山植被恢复、盐渍化、荒漠化土壤修复等。
实施例1
以质量百分含量计，本实施例中的废弃物物料包括：餐厨垃圾30％、废纸30％、城市污泥20％、园林废弃物20％，废弃物的总质量为5吨，经检测，其含水量为60％，碳氮比为35∶1。
物料中加入50kg微生物腐熟剂，本实施例中微生物腐熟剂的微生物组分以及各组分的质量份数为，枯草芽孢杆菌2×1011CFU/g 1份、解淀粉杆菌1×1011CFU/g 1份、嗜热链球菌5×109CFU/g 3份、嗜热侧孢霉2×109CFU/g2份、绿色木霉3×109CFU/g 1份、康宁木霉1×109CFU/g 2份，添加量占原料总重的1％。
原料经预处理流程，筛分、粉碎后，按照比例混合，混合均匀，将微生物菌剂利用喷雾或者水稀释后均匀加入到物料中，翻拌均匀，堆垛90cm高，宽度1.8米，物料发酵槽或堆积物料地面采用防渗膜或采取防渗措施，物料表面用毡布或薄膜覆盖。
物料发酵到第5天温度升至60℃，均匀翻料根据含水量喷淋补水5％，继续发酵，至第11天继续翻料1次，最终堆积腐熟时间为25天。
表1实施例1制得的腐殖土的物理性质
将本发明实施例1得到的腐殖土与赤泥土按照重量比1∶1比例混合后，按照40cm的厚度铺在矿山表层，并利用土工布进行固定措施，结合矿山本身的防渗措施，可以对矿山进行绿色植被修复，并通过植物富集方法对腐殖土中重金属进行富集，实现固废、重金属去除和矿山植被的多重目标。
除实施例1中所述的微生物腐熟剂中各微生物的质量份数外，使用本发明说明书中指出的：枯草芽孢杆菌2×1011CFU/g0.5-3份、解淀粉杆菌1×1011CFU/g 0.3-2份、嗜热链球菌5×109CFU/g 0.1-3份、嗜热侧孢霉2×109CFU/g 0.1-2份、绿色木霉3×109CFU/g 0.2-1.5份、康宁木霉1×109CFU/g 0.3-2.5份制得的腐殖土的物理性质与表1相近，也可以用于矿山绿色植被修复。
实施例2
原料餐厨垃圾60％、园林废弃物20％、秸秆20％，总共10吨混合后，含水量约55％，碳氮比约30∶1。
微生物菌剂添加量为0.5％，微生物菌剂的成分和规格与实施例1相同。
餐厨垃圾经过筛分流程与粉碎后的园林废弃物和农用秸秆混合后，将微生物菌剂利用喷雾或施撒的方式加入到物料中，翻拌均匀后，堆垛高度80cm，宽度为2.0米。发酵槽或堆积物料地面采取防渗措施或防渗膜，物料表面用毡布或薄膜覆盖。
物料发酵到第4天温度升至60℃，均匀翻料，根据含水量喷淋补水10％，继续发酵，至第10天继续翻料1次，最终堆积腐熟时间为20天。
表2实施例2制得的腐殖土的物理性质
将发酵得到的高品质腐殖土与田土按照1∶4比例配合，可做育苗土，同时与蛭石、田土按照1∶1∶1组合可得到优质培育土，种植盆栽、花草等。腐殖土经高温发酵，病害虫卵等被消除，用来培育土，不但营养丰富，而且健康、绿色、环保，也实现了碳循环。
实施例3
将原料按照城市污泥30％、餐厨垃圾20％，园林废弃物30％、废纸等易降解物质20％比例混合，含水量约50％，碳氮比约40∶1。
将物料混合完毕后，不再加入微生物菌剂，直接堆置，堆置方法可与实施例1和实施例2相仿，堆制腐殖土场所也须有防渗措施或防渗膜。物料表面用毡布或薄膜覆盖。
物料发酵到第10天温度升至55℃，均匀翻料，根据含水量喷淋补水5％，继续发酵，至第20天继续翻料1次，最终堆积腐熟时间为40天，前后翻料3次，补水两次。
表3实施例3制得的腐殖土的物理性质
将获得的腐殖土用于荒漠化治理，按照腐殖土2kg/m2添加量进行添加至沙化土壤里，并适当翻耕10-20cm，腐殖土加入土壤后可增加土层养分和保水能力，同时腐殖土的疏水性避免雨水冲刷，同时腐殖土本身结构可对土壤有一定程度的吸附和成团作用，对荒漠化土壤修复有一定的作用。
本发明中所述的数值范围包括此范围内所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值组成的范围值。例如，“所述的废弃物的粒径为1-5mm”，此数值范围包括1-5之间所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值(例如：2、4)组成的范围值(2-4)；本发明所有实施例中出现的同一指标的不同数值，可以任意组合，组成范围值。
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种微生物腐熟剂，其特征在于：
所述的微生物腐熟剂中包含的微生物为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、嗜热链球菌、嗜热侧孢霉、绿色木霉、康宁木霉，
所述的微生物腐熟剂中微生物的载体为膨润土、麦饭石、沸石粉中的一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的一种微生物腐熟剂，其特征在于：
所述的微生物腐熟剂为所述微生物的粉剂的混合物，所述的混合物中各微生物粉剂的质量份数为，
3.一种腐殖土的制备方法，其特征在于：
向废弃物中加入水，酸或碱，得到前驱体，所述的前驱体的水分的质量百分含量为40-60％，碳氮比为20-40∶1，pH为5-8，温度为10-50℃；
将得到的前驱体堆积成堆体、覆膜，发酵20-40天，即得到腐殖土。
4.根据权利要求3所述的一种腐殖土的制备方法，其特征在于：
向所述的废弃物中加入权利要求1-2中任一项所述的微生物腐熟剂，以质量百分含量计，所述的微生物腐熟剂的添加量为废弃物的0.1-5％。
5.根据权利要求3或4所述的一种腐殖土的制备方法，其特征在于：
所述的废弃物包含生活垃圾。
6.根据权利要求5所述的一种腐殖土的制备方法，其特征在于：
所述的废弃物还包含污泥、农林废弃物、粪便、工业废弃物中的一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求6所述的一种腐殖土的制备方法，其特征在于：
所述的生活垃圾为餐厨垃圾；或者，
所述的农林废弃物包括农业废弃物和园林废弃物，其中，所述的农业废弃物包括农田和果园残留物、农产品加工废物中的一种或两种以上的组合，所述的园林废弃物包括枝叶；或者，
所述的工业废弃物包括冶金废渣、采矿废渣或燃料废渣中的一种或两种以上的组合。
8.根据权利要求3所述的一种腐殖土的制备方法，其特征在于：
所述的废弃物的粒径为1-5mm。
9.一种腐殖土的应用，其特征在于：
根据权利要求3-8中任一项所述的腐殖土的制备方法制备得到的腐殖土，所述的腐殖土用于作物栽培、土壤改良。
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