CN109796228A - 一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法 - Google Patents
一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法。利用原物料破碎、高温灭除原物料杂菌、植入多元复合酶作为催化剂进行“前驱反应”,再通过复合菌剂发酵,将有机废弃物以简约、快速、高效的方式处理成安全无毒的高碳有机质肥料。本发明能够实现有机废弃物的就地、快速、高效处理,有机废弃物中的碳物质得到更好的保留、储存,并且在生产过程中无污水、毒素和气味排放,达到消除污染、节省成本的目的。产品还能补充农作物所需养分及土壤微生物繁殖的碳源,有效提升地力,改良土壤,最终达到改善生态环境、促进生态平衡的目标。
Description
技术领域
本发明属于肥料制备技术领域,主要是一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法。
背景技术
现代社会集约化和规模化的发展,造成城市、工业和农业等各个领域有机废弃物产生量日益增长。仅2015年我国生活垃圾达2.48亿吨,其中农业废弃物中的农作物秸秆突破8000万吨,禽畜废弃物达38亿吨,城市生活垃圾中的餐厨垃圾产生量超过8000万吨,市政淤泥产生量接近3500万吨,目前有机废弃物仍以每年8-10%的速度递增。这些有机废弃物如未经无害化处理,随意丢弃、裸露堆置,将会对环境造成严重的污染。传统的有机废弃物处理的方法一般是填埋、焚烧、好氧或厌氧消化,但这些方法都存在着各种缺陷,并不能避免对环境的污染。
有机废弃物是一种潜在的资源,如农作物秸秆,已经成为世界上继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源。其资源化利用不但能解决自身对环境的污染问题,而且对减少碳排放、应对气候变化也发挥着重要作用。其中肥料化利用是有机废弃物资源化的一项重要手段。
现已有多种公开有机废弃物肥料化利用的技术,如:
CN108383556A公开了“一种有机废弃物快速无害化处理方法”。将禽畜粪便等有机废弃物进行无害化处理后,再通过加入生物菌剂和升温加热方式,生产出合格的有机堆肥。此方法无害化处理后还需1-2天的处理周期,且在生产过程中会排出二氧化碳和甲烷等气体。
CN107721770A公开了“一种组合微生物处理有机废弃物”。将禽畜粪污进行预处理后,利用符合微生物菌剂,进行二次发酵,最终获得由农业有机废弃物制成的微生物有机肥。此过程持续7-10天,有机质达60%以上。
现有的有机废弃物肥料化利用多通过引入微生物进行发酵处理的技术,生产出微生物有机肥料。其趋势由应用单一菌种向复合菌种、单纯生物菌剂向复合生物菌剂、单一剂型向多元剂型发展。然而此技术还是存在着一些不足:(1)处理周期较长。目前有机废弃物制肥最快也需2天左右;(2)环保问题。在生产过程中,存在二氧化碳和甲烷等的排放,造成环境的污染;(3)处理对象不广谱。现有技术应用对象大都是禽畜、粪污、稻草、秸秆等有机废弃物,城市、工业等领域的有机废弃物没包含在内;(4)有机碳损失大。不管是传统的堆肥,还是快速发酵通过微生物分解有机物质,二氧化碳和甲烷会在熟成的过程中被释放,因此碳含量大量损失(约50-60%)。由于植物的呼吸作用和新陈代谢时时刻刻都在用碳,植物所需的碳远远大于其所积累的碳,如果土壤不能有效地向作物提供有效碳,农作物就会得“缺碳病”。现有的生物碳肥的制备均是将生物炭源与肥料混合制备,属于生物炭基肥。如CN107200666A公开的“一种生物炭基肥料及制备方法”,该方法利用磷酸使得秸秆低温碳化,并保留了有机质,利用尿素使得秸秆微粉具有可热塑加工型,从而生产生物炭基肥料。而“缺碳病”所需要的是含有高含量有机碳肥料,不同于炭基肥。
基于以上原因,亟需寻求一种快速、高效、碳含量损失少的有机废弃物肥料化技术。
发明内容
本发明针对现有机废弃物肥料化利用中存在的不足及为了更好的留存有机废弃物中的碳物质,提供一种利用复合酶和中高温微生物族群的多元组合,处理多种类型的有机废弃物,快速制备有机肥的技术,是一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,针对废弃物成分的不同,分为三种生物催化剂的配方。以下的复合酶及复合菌剂配方包括但不局限于这几种酶和这几种菌,根据原物料情况,在实际生产过程当中,在配方中酌情添加其他酶、菌。所述的有机废弃物包括但不局限于禽畜粪便、动物尸体、生活垃圾、秸秆任何种类的有机废弃物。具体包括以下步骤:
(1)将植物类废弃物、动物类废弃物或混合类有机废弃物置入粉碎机中进行粉碎;如物料为超干物料,粉碎后需进行加湿处理;如物料含水量高,需要用搅拌槽液化。
(2)将粉碎后的物料进行混匀搅拌;
(3)将混匀搅拌后的物料进行高温处理,灭除原物料杂菌,通过蒸汽或热风设备,温度85-400℃,时间5-30min;
(4)针对有机废弃物的成分,在混匀后的物料中加入相应的PA复合酶、AA复合酶或IA复合酶,酶解时间<3h;
(5)如酶解后的物料含水量高于75%,通过固液分离装置将物料进行固液分离,分别得到固态物料和液态物料,如有机废弃物为超干物料,则不需此步骤;
固态物料后续步骤:
(1)将分离后得到的固态物料移入发酵罐中,加入复合菌剂,并通气进行发酵,发酵温度30-80℃,时间1.5-5h;
(2)将发酵后的物料移入烘干装置中烘干,烘干温度180-350℃;
(3)将烘干后的物料置入冷却釜中冷却至室温;
(4)如最终产品有特殊用途需求时,可添加所需的复配营养剂;
(5)将冷却至室温的固态物料混拌,即得成品有机肥;
液态物料后续步骤
(1)将分离后得到的液态物料移入发酵罐中,加入复合菌剂,并通气,进行发酵,发酵温度30-80℃,时间1.5-5h;
(2)终止发酵;
(3)如最终产品有特殊用途需求时,可添加所需的复配营养剂;
(4)将液态物料进行过滤,即得成品液态微生物胺基酸有机肥。
与现有技术相比,本发明的优势在于:
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍:
有机废弃物包括城市的生活垃圾,食品加工提取后的各类有机废弃物,禽畜粪便及尸体,腥臭腐烂的鱼、虾、贝壳,以及稻草、蔬果等等,根据有机废弃物成分的特性,将有机废弃物分为植物类废弃物、动物类废弃物及混合类有机废弃物。
如图1所示,一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,具体包括以下步骤:
将植物类废弃物、动物类废弃物或混合类有机废弃物置入粉碎机中进行粉碎;如物料为超干物料,粉碎后需进行加湿处理;如物料含水量高,需要用搅拌槽液化。
将粉碎后的物料进行混匀搅拌;
将混匀搅拌后的物料进行高温处理,灭除原物料杂菌,通过蒸汽或热风设备,温度85-400℃,时间5-30min;
针对有机废弃物的成分,在混匀后的物料中加入相应的PA复合酶、AA复合酶或IA复合酶,酶解时间<3h;
如酶解后的物料含水量高于75%,通过固液分离装置将物料进行固液分离,分别得到固态物料和液态物料,如有机废弃物为超干物料,则不需此步骤;
固态物料后续步骤:
(1)将分离后得到的固态物料移入发酵罐中,加入复合菌剂,并通气进行发酵,发酵温度30-80℃,时间1.5-5h;
(2)将发酵后的物料移入烘干装置中烘干,烘干温度180-350℃;
(3)将烘干后的物料置入冷却釜中冷却至室温;
(4)如最终产品有特殊用途需求时,可添加所需的复配营养剂;
(5)将冷却至室温的固态物料混拌,即得成品有机肥;
液态物料后续步骤
(1)将分离后得到的液态物料移入发酵罐中,加入复合菌剂,并通气,进行发酵,发酵温度30-80℃,时间1.5-5h;
(2)终止发酵;
(3)如最终产品有特殊用途需求时,可添加所需的复配营养剂;
(4)将液态物料进行过滤,即得成品液态微生物胺基酸有机肥。
在酶解和发酵之前,物料先进行高温灭菌处理。可通过蒸汽或热风设备,温度85-400℃,时间5-30min;
先进行高温灭菌优势如下:
PA复合配方(处理植物类废弃物):
A、复合酶配方:
B、复合菌剂配方:
(2)AA复合配方(处理动物类废弃物):
A、复合酶配方:
B、复合菌剂配方:
(3)IA复合配方(处理混合类有机废弃物):
A、复合酶剂配方:
B、复合菌剂配方:
(4)后期复配微生物配方:
实施例1
一种有机废弃物制备的有机肥,所述的原料包括:玉米秸秆100kg,稻草100kg。
一种有机废弃物快速制备有机肥的方法,包括以下步骤:将100kg玉米秸秆和100kg稻草置入粉碎机,将其粉碎后,喷淋80kg水;混匀搅拌;在100℃下处理搅拌后的物料5min;然后在物料中加入PA复合酶0.5kg(其中碱性蛋白酶、中性蛋白酶、嗜热菌蛋白酶加酶量为2000U/g,α-淀粉酶、糖化酶、内切-β-l,4-D-葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、β-甘露聚糖酶、β-1,4-木聚糖酶、漆酶加酶量500U/g),酶解1h;将酶解后的物料移入发酵罐,在物料中加入PA复合菌剂0.3kg(其中乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、黑曲霉、米根霉加入2%左右,绿色木霉、米曲霉、黑曲霉、纤维放线菌加入7%左右),在50-80℃下变温增氧酵2h后,将物料移入旋转热风干燥机中烘干,烘干温度190℃,烘干时间15min;将烘干后的物料置入冷却釜中冷却至室温,充分搅拌混匀后所得产品即为有机碳含量约为76~90%有机肥。
实施例2
一种有机废弃物制备的有机肥,所述的原料包括:病死猪100头。
一种有机废弃物快速制备有机肥的方法,包括以下步骤:将100头死猪冷冻后,置入粉碎机粉碎,加入250kg锯木粉吸湿;混匀搅拌;在250℃下处理粉碎后的物料30min;然后在物料中加AA复合酶3.5kg(其中以碱性蛋白酶、中性蛋白酶、嗜热菌蛋白酶加酶量为4000U/g,脂肪分解酶、非钙依赖磷脂酶、脂蛋白脂酶(LPL)、三酰甘油水解酶、无花果蛋白酶加酶量为5%)酶解3h;将酶解后的物料移入发酵罐,在物料中加入AA复合菌剂1.5kg(其中乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、黑曲霉、米根霉加入量为4%左右,戊糖片球菌、木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌、清酒乳杆菌、酵母菌加入量为1%左右),在50-80℃下变温增氧发酵5h后,将物料移入旋转热风干燥机中烘干,烘干温度为280℃,烘干时间30min;将烘干后的物料置入冷却釜中冷却至室温,充分搅拌混匀后所得产品即为有机碳含量约为80~92%有机肥。
实施例3
一种有机废弃物制备的有机肥,所述的原料包括:禽畜粪便200kg,餐厨垃圾100kg。
一种微生物碳基肥的制作方法,包括以下步骤:将200kg禽畜粪便和100kg餐厨垃圾,置入搅拌槽液化;混匀搅拌;在220℃下处理液化后的物料25min;然后在物料中加入IA复合酶1kg(其中碱性蛋白酶、中性蛋白酶、嗜热菌蛋白酶加酶量为3000U/g,α-淀粉酶、糖化酶、内切-β-l,4-D-葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、β-甘露聚糖酶、β-1,4-木聚糖酶、漆酶加酶量为200U/g,脂肪分解酶、非钙依赖磷脂酶、脂蛋白脂酶(LPL)、三酰甘油水解酶、无花果蛋白酶加酶量为4%),酶解2.5h;将酶解后的物料用固液分离装置进行分离后获得固态物料和液态物料;将固态物料移入发酵装置,并加入IA复合菌剂1kg(其中乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、黑曲霉、米根霉加入量为3%,绿色木霉、米曲霉、黑曲霉、纤维放线菌加入量为3%,戊糖片球菌、木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌、清酒乳杆菌、酵母菌加入量为0.5%),在50-80℃下变温增氧发酵3h。将发酵后的固态物料烘干,烘干温度为300℃,烘干时间20min;将烘干后的固态物料置入冷却釜中冷却至室温,充分搅拌混匀后所得产品即为有机碳含量约为80~92%的有机肥。
将分离后获得的液态物料移入发酵装置,加入AA复合菌剂2kg(其中乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、黑曲霉、米根霉加入量为3%,戊糖片球菌、木糖葡萄球菌、肉葡萄球菌、清酒乳杆菌、酵母菌加入量为0.8%),并在30℃下增氧发酵5h后,冷却终止发酵;过滤后所得产品即为有机碳含量约为55~60%液态微生物胺基酸有机肥。
以上仅示出和描述了本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书上所述原理、步骤等进行等效变换,或直接或间接运用在其它相关技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
(1)将植物类废弃物、动物类废弃物或混合类有机废弃物置入粉碎机中进行粉碎;
(2)将粉碎后的物料进行混匀搅拌;
(3)将混匀搅拌后的物料进行高温处理,灭除原物料杂菌,通过蒸汽或热风设备,温度85-400℃,时间5-30min;
(4)针对有机废弃物的成分,在混匀后的物料中加入相应的PA复合酶、AA复合酶或IA复合酶,酶解时间<3h;
(5)如酶解后的物料含水量高于75%,通过固液分离装置将物料进行固液分离,分别得到固态物料和液态物料,如有机废弃物为超干物料,则不需此步骤;
固态物料后续步骤:
(1)将分离后得到的固态物料移入发酵罐中,加入复合菌剂,并通气进行发酵,发酵温度30-80℃,时间1.5-5h;
(2)将发酵后的物料移入烘干装置中烘干,烘干温度180-350℃;
(3)将烘干后的物料置入冷却釜中冷却至室温;
(4)如最终产品有特殊用途需求时,可添加所需的复配营养剂;
(5)将冷却至室温的固态物料混拌,即得成品有机肥;
液态物料后续步骤
(1)将分离后得到的液态物料移入发酵罐中,加入复合菌剂,并通气,进行发酵,发酵温度30-80℃,时间1.5-5h;
(2)终止发酵;
(3)如最终产品有特殊用途需求时,可添加所需的复配营养剂;
(4)将液态物料进行过滤,即得成品液态微生物胺基酸有机肥。
2.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:如物料为超干物料,粉碎后需进行加湿处理;如物料含水量高,需要用搅拌槽液化。
3.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:所述的有机废弃物包括但不局限于禽畜粪便、动物尸体、生活垃圾、秸秆任何种类的有机废弃物。
4.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:植物类废弃物用PA复合酶,主要配方如下:
除以上酶之外,在实际使用时,根据原物料的情况,在配方中再酌情添加其他酶。
5.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:动物类废弃物用AA复合酶,配方如下:
除以上酶之外,在实际使用时,根据原物料的情况,在配方中再酌情添加其他酶。
6.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:混合类废弃物用IA复合酶,配方如下:
除以上酶之外,在实际使用时,根据原物料的情况,在配方中再酌情添加其他酶。
7.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:植物类废弃物用PA复合菌剂,配方如下:
除以上菌之外,在实际使用时,根据原物料的情况,在配方中再酌情添加其他菌。
8.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:动物类废弃物用AA复合菌剂,配方如下:
除以上菌之外,在实际使用时,根据原物料的情况,在配方中再酌情添加其他菌。
9.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:混合类废弃物用IA复合菌剂,配方如下:
除以上菌之外,在实际使用时,根据原物料的情况,在配方中再酌情添加其他菌。
10.根据权利要求1所述的快速处理有机废弃物制备有机肥的方法,其特征在于:还可复配其它微生物,配方如下:
(1)固氮菌[1.5023](Rhodobacter azotoformans)、胶冻样芽胞杆菌(Bacillusmucilaginosus)、木霉菌(Trichoderma)、侧孢芽孢杆菌(Strain Number AS1.864)、丛枝菌根菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)、链霉菌(Streptomyces spp.)、纤维素分解细菌0.1-0.5%
(2)蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)
0.01-0.5%
(3)戈登氏菌属(Gordonia sp)
0.1-0.25%。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20190524 |
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