CN109627056A - 一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，属于有机肥技术领域。其包括以下步骤：将降解有机质酶加入造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥，降解有机质酶与造纸污泥的质量比为0.5‑1:1000；将发酵菌剂、蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料，发酵菌剂与造纸污泥的质量比为0.1‑0.5:1000；将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1‑1.2m，然后在温度30‑40℃、空气湿度50‑70％的条件下发酵25‑30d；将发酵后的原料在60‑80℃条件下烘干得生物有机肥，方法简单、制得的生物有机肥没有恶臭味且含有丰富有机质、氮、磷、钾等。

Description

一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法
技术领域
本发明属于有机肥的技术领域，具体地说，涉及一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法。
背景技术
近些年，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。随着造纸工业的快速发展，其生产过程中的污染物数量也在迅速的增加。造纸污泥是造纸厂的二次污染，目前的造纸污泥处理方式主要有填埋、堆放、焚烧等，这些方式存在着不能真正资源化利用、易造成二次污染、处理成本高等的问题。随着环保意识的加强、力度的加大，造纸污泥必须另寻处理出路。
造纸污泥含有大量的纤维类有机质及丰富的氮、磷、钾等植物营养成分，是可供开发利用的优质资源。近年来，利用造纸废渣生产有机肥受到越来越多的关注，这种方式能够有效的利用其资源，实现废物再利用，且安全环保。但是在现有技术的处理过程中由于污泥有机质含量高，很多微生物不能够直接利用，且造纸污泥紧密度高，透气性差，易导致厌氧发酵，使得堆肥过程中产生恶臭，这种情况必须采取密封措施，同时厌氧发酵使得发酵的周期延长投资成本高。
因此，发明一种能够解决上述问题的造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，方法简单、制得的生物有机肥没有恶臭味且含有丰富有机质、氮、磷、钾等。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤：
将降解有机质酶加入造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥，降解有机质酶与造纸污泥的质量比为0.5-1:1000；
将发酵菌剂、蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料，发酵菌剂与造纸污泥的质量比为0.1-0.5:1000；
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1-1.2m，然后在温度30-40℃、空气湿度50-70％的条件下发酵25-30d；
将发酵后的原料在60-80℃条件下烘干得生物有机肥。
本发明提供的造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法的有益效果是，首先通过降解有机质酶对造纸污泥中的有机质进行降解，生成能够被微生物直接利用的物质，不仅能够加快反应的进程，缩短整个反应时间，同时也可以使发酵更彻底；然后通过发酵菌剂的加入能够将造纸污泥中的纤维等难分解物质降解成简单的、可被酵母及细菌直接利用的物质，同时能够促进污泥中营养物质的释放，增加有机肥中的粗蛋白，微量元素及氨基酸等营养物质的含量；在发酵过程中通过增氧剂产生的氧气来提供发酵过程中的好氧环境，发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包，这种方式操作简便，无须人工或机器的翻动来达到增氧的目的，节约了成本；整个制作方法简单、制得的生物有机肥没有恶臭味且含有丰富有机质、氮、磷、钾等，成本低。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法进行具体说明。
本发明实施例提高一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤：
将降解有机质酶加入造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥，降解有机质酶与造纸污泥的质量比为0.5-1:1000。
其中，降解有机质酶的加入能够对造纸污泥中的有机质进行降解，生成能够被微生物直接利用的物质，不仅能够加快反应的进程，缩短整个反应时间，同时也能够使发酵更彻底。
优选的，降解有机质酶包括纤维素酶和甲壳素酶酶中的至少一种，纤维素酶(β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶，纤维素酶的添加可以增加原料的利用率。
其中，降解有机质酶的加入量不能太少不然不能将造纸污泥中的有机质进行彻底的降解，也不能太多不然不仅会影响后面发酵的效果同时还增加了成本，造成了资源的浪费，因此，降解有机质酶与造纸污泥的质量比为0.5-1:1000,即1000g造纸污泥中加入0.5-1g降解有机质酶。
将发酵菌剂、蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料，发酵菌剂与造纸污泥的质量比为0.1-0.5:1000。
其中，发酵菌剂的加入能够将造纸污泥中的纤维等难分解物质降解成简单的、可被酵母及细菌直接利用的物质，同时能够促进污泥中营养物质的释放，增加有机肥中的粗蛋白，微量元素及氨基酸等营养物质的含量。
具体的，发酵菌剂包括酿酒酵母菌、假丝酵母菌、绿色木霉菌、毛霉菌和解淀粉芽孢杆菌，其中，毛霉菌是接合菌亚门接合菌纲毛霉目毛霉科真菌中的一个大属，以孢囊孢子和接合孢子繁殖，本发明实施例中加入绿色木霉、毛霉菌能够将造纸污泥中的纤维等难分解物质降解成简单的、可被酵母及细菌直接利用的物质；酿酒酵母菌属于酵母菌科，是一种单细胞生物，成卵圆型或球型，酿酒酵母菌和假丝酵母菌的加入能够增加制得的有机肥中的粗蛋白、微量元素及氨基酸等营养物质的含量，有助于原料的转化和蛋白的积累；解淀粉芽孢杆菌用于实验和科研检测用，属于菌株类，本发明实施例中加入解淀粉芽孢杆菌能够产生丰富的酶，促进污泥中营养物质的释放，同时其繁殖快，占据空间优势，能够抑制有害菌的生长繁殖。优选的，酿酒酵母菌、假丝酵母菌、绿色木霉菌、毛霉菌和解淀粉芽孢杆菌的质量比为1:1:1:1:1，在配比下，各菌种发挥的效果最佳。
其中，发酵菌剂的加入量不能太少不然不能起到作用，不能有效的提高有机肥中有机质等的含量，也不能太多不然不仅会影响后面发酵的效果同时还增加了成本，造成了资源的浪费，因此，发酵菌剂与造纸污泥的质量比为0.1-0.5:1000，即1000g造纸污泥中加入0.1-0.5g发酵菌剂。
进一步的，蒸馏水与造纸污泥的质量比为400-500:1000，目的是为了保证造纸污泥的含水量，使发酵达到更好的效果。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1-1.2m，然后在温度30-40℃、空气湿度50-70％的条件下发酵25-30d，优选的，按每平米发酵原料的堆面面积加入2-4包增氧剂包，本发明实施例中发酵在发酵池中进行，即将发酵原料堆入发酵池中，每堆高0.2m的高度在按发酵原料最上面的面积加入2-4包增氧剂，直到发酵原料的堆高高度为1-1.2m停止加入发酵原料。本发明实施例在温度30-40℃、空气湿度50-70％的条件下进行发酵，目的是为了在适宜的温度及湿度下能够保证发酵更加彻底，避免发酵不充分，影响发酵的效果。
其中，增氧剂包由无纺布袋包裹90-120g增氧剂制得，即每包增氧剂包包含90-120g增氧剂，无纺布袋的规格为13*18cm，优选的，增氧剂包括过氧化钙和过氧化镁中的至少一种，通过过氧化钙过氧化镁遇水反应产生的氧气来提供发酵过程中的好氧环境，这种方式操作简便，无须人工或机器的翻动来达到增氧的目的避免发酵过程中产生恶臭。
将发酵后的原料在60-80℃条件下烘干得生物有机肥，烘干的温度不能太低不然烘干时间较长且不彻底，也不能太高不然会使制得的生物有机肥中的营养物质流失。
实施例1
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.5g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.02g酿酒酵母菌、0.02g假丝酵母菌、0.02g绿色木霉菌、0.02g毛霉菌和0.02g解淀粉芽孢杆菌、400g蒸馏子水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度30℃、空气湿度50％的条件下发酵25d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入2包增氧剂包，增氧剂为过氧化钙。
将发酵后的原料在60℃条件下烘干得生物有机肥。
实施例2
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.6g甲壳素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.04g酿酒酵母菌、0.04g假丝酵母菌、0.04g绿色木霉菌、0.04g毛霉菌和0.04g解淀粉芽孢杆菌、450g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1.2m，然后在温度32℃、空气湿度54％的条件下发酵26d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入3包增氧剂包，增氧剂为过氧化镁。
将发酵后的原料在65℃条件下烘干得生物有机肥。
实施例3
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.35g纤维素酶、0.35g甲壳素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.06g酿酒酵母菌、0.06g假丝酵母菌、0.06g绿色木霉菌、0.06g毛霉菌和0.06g解淀粉芽孢杆菌、500g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度34℃、空气湿度58％的条件下发酵27d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入4包所述增氧剂包，增氧剂为过氧化钙和过氧化镁。
将发酵后的原料在70℃条件下烘干得生物有机肥。
实施例4
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.8g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.08g酿酒酵母菌、0.08g假丝酵母菌、0.08g绿色木霉菌、0.08g毛霉菌和0.08g解淀粉芽孢杆菌、450g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1.2m，然后在温度36℃、空气湿度62％的条件下发酵28d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入3包所述增氧剂包，增氧剂为过氧化钙。
将发酵后的原料在75℃条件下烘干得生物有机肥。
实施例5
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.9g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.1g酿酒酵母菌、0.1g假丝酵母菌、0.1g绿色木霉菌、0.1g毛霉菌和0.1g解淀粉芽孢杆菌、500g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度38℃、空气湿度66％的条件下发酵29d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入3包所述增氧剂包，增氧剂为过氧化钙。
将发酵后的原料在80℃条件下烘干得生物有机肥。
实施例6
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将1g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.05g酿酒酵母菌、0.05g假丝酵母菌、0.05g绿色木霉菌、0.05g毛霉菌和0.05g解淀粉芽孢杆菌、440g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度40℃、空气湿度70％的条件下发酵30d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入3包所述增氧剂包，增氧剂为过氧化镁。
将发酵后的原料在75℃条件下烘干得生物有机肥。
实施例7
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.7g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.07g酿酒酵母菌、0.07g假丝酵母菌、0.07g绿色木霉菌、0.07g毛霉菌和0.07g解淀粉芽孢杆菌、500g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度35℃、空气湿度50％的条件下发酵28d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入3包增氧剂包，增氧剂为过氧化钙。
将发酵后的原料在65℃条件下烘干得生物有机肥。
对比例1
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.02g酿酒酵母菌、0.02g假丝酵母菌、0.02g绿色木霉菌、0.02g毛霉菌和0.02g解淀粉芽孢杆菌、500g蒸馏水加入造纸污泥中制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度30℃、空气湿度50％的条件下发酵25d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入2包增氧剂包，增氧剂为过氧化钙。
将发酵后的原料在60℃条件下烘干得生物有机肥。
对比例2
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.5g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得发酵原料。
将发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至发酵原料的堆高为1m，然后在温度30℃、空气湿度50％的条件下发酵25d,其中按每平米发酵原料的堆面面积加入2包增氧剂包，增氧剂为过氧化钙。
将发酵后的原料在60℃条件下烘干得生物有机肥。
对比例3
一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，包括以下步骤。
将0.5g纤维素酶加入1000g造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥。
将0.02g酿酒酵母菌、0.02g假丝酵母菌、0.02g绿色木霉菌、0.02g毛霉菌和0.02g解淀粉芽孢杆菌、500g蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料。
将发酵原料在温度30℃、空气湿度50％的条件下发酵25d。
将发酵后的原料在60℃条件下烘干得生物有机肥。
实验例1
将实施例1-7，对比例1-3制得的生物有机肥分别进行检测，检测结果如表1所示。
表1
由表1可以看出，本发明实施例1-7制得的生物有机肥无恶臭味，其中粗蛋白含量在20％-25％，氨基酸的总含量较发酵之前增加了37-41％，微量元素含量增加了8-10％，氮、磷、钾等元素分别增加了9-11％、11-13％和17-20％制得的有机肥含有丰富有机质、氮、磷、钾等。其中，对比例1缺少将降解有机质酶加入造纸污泥中混合搅拌均匀的步骤，对比例2缺少将发酵菌剂、蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料的步骤，对比例3缺少加入增氧剂的步骤，因此，对比例1-3制得的生物有机肥有机质、氮、磷、钾等含量较实施例1-7差很多，同时对比例1制得的生物有机肥伴有轻微的恶臭，对比例2及对比例3制得的生物有机肥伴有严重的恶臭。
实验例2
将实施例1-7，对比例1-3制得的生物有机肥以及一般肥料分别对相同面积的小白菜进行施肥，按一亩小白菜地施用50kg生物有机肥，其他养护条件一样(加水量等)，分别记录没有施用生物有机肥及一般肥料(即不添加任何肥料)的小白菜叶片平均面积及株高以及施用生物有机肥及一般肥料一个星期后小白菜叶片平均面积及株高，计算小白菜叶片对比未施用生物有机肥及一般肥料的增加的平均面积及株高，结果如表2所示。
表2
由表2可知，施用实施例1-7制得的生物有机肥的小白菜与未加任何肥料的小白菜相比，加有生物有机肥的小白菜叶片平均面积增大了8％-10％，株高增长了4％-5％，同时小白菜的抗病性也得到增强，具有很好的应用前景，其中，对比例1缺少将降解有机质酶加入造纸污泥中混合搅拌均匀的步骤，对比例2缺少将发酵菌剂、蒸馏水加入降解污泥中制得发酵原料的步骤，对比例3缺少加入增氧剂的步骤，因此，施用对比例1-3制得的生物有机肥的小白菜叶片平均面积增大了3％-5％，株高增长了1％-2％，远远低于施用实施例1-7制得的生物有机肥的小白菜。
综上所述，本发明实施例提供的造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法首先通过降解有机质酶对造纸污泥中的有机质进行降解，生成能够被微生物直接利用的物质，不仅能够加快反应的进程，缩短整个反应时间，同时也可以使发酵更彻底；然后通过发酵菌剂的加入能够将造纸污泥中的纤维等难分解物质降解成简单的、可被酵母及细菌直接利用的物质，同时能够促进污泥中营养物质的释放，增加有机肥中的粗蛋白，微量元素及氨基酸等营养物质的含量；在发酵过程中通过增氧剂产生的氧气来提供发酵过程中的好氧环境，发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包，这种方式操作简便，无须人工或机器的翻动来达到增氧的目的，节约了成本；整个制作方法简单、制得的生物有机肥没有恶臭味且含有丰富有机质、氮、磷、钾等，成本低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种造纸污泥快速发酵生产生物有机肥的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
将降解有机质酶加入造纸污泥中混合搅拌均匀制得降解污泥，所述降解有机质酶与所述造纸污泥的质量比为0.5-1:1000；
将发酵菌剂、蒸馏水加入所述降解污泥中制得发酵原料，所述发酵菌剂与所述造纸污泥的质量比为0.1-0.5:1000；
将所述发酵原料每堆0.2m的高度时加入增氧剂包直至所述发酵原料的堆高为1-1.2m，然后在温度30-40℃、空气湿度50-70％的条件下发酵25-30d；
将发酵后的原料在60-80℃条件下烘干得所述生物有机肥。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述降解有机质酶包括纤维素酶和甲壳素酶中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述发酵菌剂包括酿酒酵母菌、假丝酵母菌、绿色木霉菌、毛霉菌和解淀粉芽孢杆菌。
4.根据权利要求3所述的制作方法，其特征在于：所述酿酒酵母菌、所述假丝酵母菌、所述绿色木霉菌、所述毛霉菌和所述解淀粉芽孢杆菌的质量比为1:1:1:1:1。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：在发酵步骤中按每平米所述发酵原料的堆面面积加入2-4包所述增氧剂包。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述增氧剂包由无纺布袋包裹90-120g增氧剂制得。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述增氧剂包括过氧化钙和过氧化镁中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于：所述无纺布袋的规格为13*18cm。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述蒸馏水与所述造纸污泥的质量比为400-500:1000。
10.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述发酵在发酵池中进行。
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