CN110078576A - 屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法 - Google Patents

屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法，属于有机肥制备技术领域。该方法是将屠宰和养殖场的废弃物污水及病死畜等原料杀菌消毒后与乳清粉、红糖和玉米面复配，然后加入角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶酶解，接种乳杆菌和酵母菌发酵，再接种地衣芽胞杆菌和胶冻样芽孢杆菌发酵，发酵完成后过滤得上清液即为液态生物有机肥，沉渣与粉碎秸秆和粪便或沼渣等进行复配堆肥发酵后与秸秆碳粉末复配制成固态生物有机肥。本发明液态微生物有机肥和固态有机肥能够给土壤有益微生物提供宿主和持续营养支持，具有对盐碱地中的盐碱硝进行中和、降解和转化作用，能够提高盐碱地土壤生态活力。

Description

屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐 碱地固液态生物有机肥的方法
技术领域
本发明涉及屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法，属于有机肥制备技术领域。
背景技术
屠宰场历来是食品加工行业污染最严重的，屠宰废弃物血液蹄角毛发碎屑杂骨以及含血污水，包括拉运过程的病死畜禽以及养殖场的病死畜禽，如果处理不当就会造成及其严重的环境问题以及病原菌扩散风险，可这恰恰又是作物有机质最丰富的来源，只要经过高温或超高温消毒杀菌以后，再接入土壤有益微生物，就能生产出适合盐碱地以及盐渍化土壤改良的优质肥料，施用到任何地方都是安全可靠的。
根据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷，其中我国为9913万公顷，占到全世界盐碱地面积的10.39％。我国碱化土壤的形成，大部分与土壤中易溶盐类的累积有关，含有较多水溶性盐或碱性物质。土壤多以板结成块、渗水性差为主，主要表现为湿时黏、干时硬，透气性差；由于盐分多、碱性大，土壤中腐殖酸及有益菌含量及其低下；因而严重的盐碱土壤地区，植物几乎不能生存。盐碱地改良关系到国家战略物资粮食供给的关键，世界各地都在不断探索。
传统改良盐碱地的方法是排盐、洗盐、降低土壤盐分含量，再种植耐盐碱的植物，借以培肥土壤，最后种植作物。但是如此巨大面积的盐碱地，如果都采取灌溉排盐、用大量水资源洗盐的治理方法，即浪费和破坏了水资源，又弄脏了河渠。虽然当季治理了盐碱地，然而随着秋季水位下降，春季水位上升，又会出现返碱现象，就是说每年都要用大量水洗盐。众所周知，过水量越大，土壤盐渍化越严重，土壤养分流失越多，形成恶性循环。如此治标不治本的办法，是得不偿失的。
最近几十年以来，果蔬温室大棚种植给农民带来可观的经济效益，也丰富了市民餐桌，但是土壤却不堪重负，大水漫灌式的方式，已经让温室大棚的土壤出现严重的盐渍化。
发明内容
为解决传统改良盐碱地的方法需要大量的水进行排盐，将盐碱地中的盐碱冲到河渠中，该方法既浪费水资源又容易出现返碱现象，过水量大，土壤盐渍化越严重，土壤养分流失，形成恶性循环的问题。鉴于此，本发明致力于研发环境治理的环保型工艺，解决屠宰场和养殖场环境污染的同时，将农牧废弃物污水经过严格杀菌处理以后转化的复合微生物肥料应用到盐碱地、盐渍化土壤治理，相得益彰，一举多得。本发明提供了一种屠宰废弃物废水及病死畜禽秸秆粪便沼渣沼液综合利用生产固、液态生物有机肥的方法，采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种屠宰废弃物废水及病死畜禽秸秆粪便沼渣沼液综合利用生产固、液态生物有机肥的方法，包括如下步骤：
步骤一：将屠宰废弃物废水分类成五个处理单元，其中将畜禽蹄角、畜禽骨骼和整头病害畜禽合并为第一处理单元；畜禽内脏和畜禽脚皮碎屑合并为第二处理单元，将畜禽毛发作为第三处理单元，将沼液或从畜禽粪便中固液分离出来的尿液、以及畜禽血液和含血污水合并为第四处理单元；将屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离后与长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆合并为第五处理单元；将第一处理单元至第四处理单元分别进行高温高压杀菌消毒处理，然后将第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元分别进行粉碎处理至20目-60目；第四处理单元直接进行搅拌混合处理；
步骤二：将经步骤一处理后的第一处理单元至第四处理单元的物料与乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面共同作为发酵原料进行复配，搅拌均匀后输送至经过灭菌处理的发酵罐中，调温至酶解温度并加入由角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶进行酶解，酶解完成后降温至第一次兼氧发酵的发酵温度，然后接种乳杆菌和酵母菌进行第一次兼氧发酵，发酵完成后降温至第二次有氧发酵的发酵温度，接种地衣芽胞杆菌和胶冻样芽孢杆菌进行第二次有氧发酵，第二次有氧发酵完成后经过滤得上清液即为液态生物有机肥成品，沉渣用于生产固态生物有机肥的添加剂；
步骤三：将步骤二获得的沉渣经压滤后与第五处理单元复配成发酵原料，并添加腐熟菌种，进行有氧混合发酵后即得固态生物有机肥半成品；
步骤四：将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末一起混拌均匀直接作为固态生物有机肥的粉末状成品或将混拌后的物料进行造粒后作为固态生物有机肥的颗粒状成品，或将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末分别包装并在施用时现场混拌。该固态生物有机肥成品符合国家农业部颁标准的生物有机肥，可粉末状态直接施用，也可以混合造粒后施用，还可以现用现配，以防止存放期间秸秆碳会造成生物有机肥中氮源损失。
优选地，步骤一中第一处理单元是在160℃以上，1.3MPa的条件下进行超高温高压杀菌消毒处理1h以上；第二处理单元是在121℃以上，0.15MPa以上的条件下进行高温高压杀菌消毒处理0.5h以下；第三处理单元是在200℃以上，0.3MPa以上的条件下进行杀菌消毒处理30s-60s；第四处理单元是在121℃以上、0.15MPa以上的条件下杀菌8s-15s。更优选地，步骤一中第一处理单元是在160℃～194℃，1.3MPa的条件下进行超高温高压杀菌消毒处理1h以上；第二处理单元是在121℃～135℃，0.15MPa～0.2MPa的条件下进行高温高压杀菌消毒处理0.5h以下；第三处理单元是在200℃～300℃，0.2MPa～0.4MPa的条件下进行杀菌消毒处理30s-60s；第四处理单元是在121℃～127℃、0.15MPa的条件下杀菌8s-15s。
优选地，步骤二中第一处理单元至第四处理单元、乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面按照如下重量份数进行复配：第一处理单元5份-30份，第二处理单元5份-20份，第三处理单元5份-20份，第四处理单元30份-80份，乳清粉2份-5份，红糖2-10份或糖蜜5份-20份，玉米面2份-10份。
优选地，步骤二所述复合酶的总添加质量为发酵罐内发酵原料总重量的0.1％-1.0％；所述复合酶中角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶按照如下重量份数进行复配：角蛋白酶5份-30份，木瓜蛋白酶5份-30份，碱性蛋白酶5份-30份，脂肪酶5份-30份。
优选地，步骤二所述酶解的条件为：酶解温度为45℃-55℃，酶解时间为2h-6h，且在酶解期间每隔15min搅拌15min。
优选地，步骤二所述第一次兼氧发酵的发酵温度为40±2℃，发酵时间为17h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min；所述第二次有氧发酵的发酵温度为34±2℃，发酵时间为48h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min。
优选地，步骤二中乳杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的总接种量为发酵罐内发酵原料总重量的0.1％～1％；其中各菌接种量占总接种量的百分比分别为：乳杆菌10％～60％，酵母菌10％～50％，地衣芽孢杆菌10％～50％，胶冻样芽孢杆菌10％～50％。
更优选地，所述乳杆菌为鼠李糖乳杆菌；所述酵母菌为杰丁毕赤酵母菌。
优选地，步骤三种各组分按照如下重量份数复配：压滤后的沉渣10份-30份；屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离并混合后的混合物30份-70份；长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆30-70份。
优选地，步骤三所述腐熟菌种由秸秆腐熟菌40％-60％(质量)和粪便腐熟菌40％-60％(质量)组成；所述腐熟菌种的总添加量为：每立方米发酵原料中添加1kg-2kg腐熟菌种；所述有氧混合发酵的条件为：温度为20℃-70℃，发酵时间为15天～45天，有氧混合发酵过程中当温度升至50℃以后每间隔2-3天翻堆一次。
优选地，步骤四中生物有机肥半成品和秸秆碳粉末按照如下重量百分比配置生物有机肥半成品70％-95％，秸秆碳粉末5％-30％。
本发明有机肥所用原料的特点：
氮源及其衍生营养：屠宰场废弃物和病死畜发酵沉渣由原料决定其含有高氮、氨基酸和血红素铁、钙磷等常量元素以及铁锌硒等微量元素乃至微微量元素，甚至还含有痕量元素、促进生长因子等，所有涉及能够维持生命活动的物质齐全而且丰富。
碳源及其衍生营养：秸秆高糖、碳水化合物、有机质以及微量元素；秸秆碳灰含量最多的是碳酸钾(K2CO3)一般含钾6～12％，其中90％以上是水溶性；含磷1.5～3％；还含有钙、镁、硅、硫和铁、锰、铜、锌、硼、钼等微量营养元素；
有机质及其衍生营养：粪便除含有蛋白质、无机物、脂肪、未消化的食物纤维、消化液残余、以及从肠道脱落的细胞和死掉的细菌，还有维生素K、维生素B微量元素以外，主要是高有机物。
养殖场刮板式干清粪获得的动物粪便中尿液不多，含水量大约50-80％左右，配料时可直接按一定比例与粉碎后的秸秆等其它辅料配伍。如若是水泡粪，则需要进行固液分离，液态进入屠宰场废水杀菌系统一起处理；固态与屠宰场废弃物发酵沉渣、秸秆等经过前处理的原料配伍发酵生产固态生物有机肥。
本发明液态复合微生物肥料符合中华人民共和国农业行业标准NY/T798-2015；固态生物有机肥符合农业行业标准(NY 884-2012)。在实际使用过程中可以根据测土数据，按土壤短板和当季作物品种需求，在配方范围内适当调整。
本发明有机肥可按中重度盐碱地配方全营养有机肥，轻度盐碱地或盐渍化土地采用测土配方施肥时，可充分考虑到这些原料的特性，根据作物需要，复配出适宜的优质生物有机肥。
本发明有益效果：
本发明根据盐碱地现有物质的特性，以屠宰和养殖场有机废弃物为原料，利用畜禽蹄角、杂骨、皮毛、废弃内脏、血液及含血污水、养殖场粪尿、沼渣沼液、病死畜、作物秸秆，加工了一种能够改良修复盐碱地的固态和液态生物有机肥。制备的液态生物有机肥用作追肥、固态有机肥做为底肥，采用就地中和的方法治理盐碱地，其改良盐碱地的原理并不是像传统方法将盐、碱、硝从土地中排出赶走，而是给土壤有益微生物提供宿主和持续营养支持，使盐碱地中的盐、碱、硝参与到微生物的活动中，具有对盐碱地成分中不利于作物生长的主要因素盐碱硝进行中和、降解、转化的作用。具体原理是：由于液态有机肥和固态有机肥中含有大量的营养物质，如蛋白质、氨基酸、矿物元素、微生物、脂肪和碳水化合物、微生物等，当将液、固态有机肥施到盐碱地中，盐碱地中的大量盐会使蛋白质分子处于高渗透压状态，使蛋白质外周水化膜被破坏，同时盐的离子中和了蛋白质分子的电荷，致使蛋白质的稳定性遭到破坏，为碱和硝进一步降解蛋白质提供条件。而碱会降解脂肪和蛋白质，硝也有分解角质蛋白的特定作用，这样使得盐、碱、硝参与到蛋白质和脂肪的降解过程中并被消耗，而蛋白质被降解后则更容易被微生物利用，使得微生物生长繁殖更快、给微生物提供持续营养。并且在本发明有机肥中还添加了胶冻样芽孢杆菌(硅酸盐菌类中的一种)，在生长繁殖过程中会产生大量代谢产物，分解释放出可溶的磷钾元素及钙、硫、镁、铁、锌、钼、锰等中微量元素，既增进了土壤肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素，使得土壤结构改善，培肥地力。本发明有机肥中还富含大量有机质，能够改善盐碱地的土壤团粒结构，改善土壤中的碳氮比，并且大量营养物质的存在使微生物活跃、耕作层通透保水，使土壤更具备农作物耕种条件，更适合作物生长，逐渐改善成为高产良田，从根本上解决盐碱地板结贫瘠(瘦到不长草的程度)、不蓄水(遇大雨便横向径流)、几乎没有微生物，这三个致使盐碱地寸草不生或生长不良的关键问题，避免了年年治理，却年年返盐碱和硝的现象。
本发明工艺中将原料分类后进厂第一道工序就进行杀菌消毒处理，扼制病原菌扩散传播，切断空气扩散和接触性扩散途径，高温或超高温高压物理方法处理屠宰废弃物和病死畜禽，杜绝化学处理方法产生的残留物质危害。保障所生产的产品使用到任何地方都是安全的。通过酶解发酵同步法，降解蛋白质大分子链至多肽和氨基酸，成为作物能够吸收利用的营养物质，提高了肥效。
附图说明
图1为实验二中单元一水稻长势照片；
图2为实验二中单元二水稻长势照片；
图3为实验二中单元三水稻长势照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
以下实施例中所用所有原料(包括菌株)都可以通过商业途径购买获得。
实施例1
本实施例提供了一种屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法，该工艺过程按照如下步骤进行：
步骤一：将屠宰废弃物废水分类成五个处理单元，其中将畜禽蹄角、畜禽骨骼和整头病害畜禽合并为第一处理单元；畜禽内脏和畜禽脚皮碎屑合并为第二处理单元，将畜禽毛发作为第三处理单元，将沼液或从畜禽粪便中固液分离出来的尿液、以及畜禽血液和含血污水合并为第四处理单元；将屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离后与长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆合并为第五处理单元；将第一处理单元至第四处理单元分别进行高温高压杀菌消毒处理，然后将第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元分别进行粉碎处理至20目-60目；第四处理单元直接进行搅拌混合处理；其中：步骤一中第一处理单元是在194℃，1.3MPa的条件下进行超高温高压杀菌消毒处理1h；第二处理单元是在121℃，0.15MPa的条件下进行高温高压杀菌消毒处理0.5h；第三处理单元是在200℃，0.2MPa的条件下进行杀菌消毒处理30s；第四处理单元是在121℃、0.15MPa的条件下杀菌8s；
步骤二：将经步骤一处理后的第一处理单元至第四处理单元的物料与乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面共同作为发酵原料进行复配，搅拌均匀后输送至经过灭菌处理的发酵罐中，调温至酶解温度45℃并加入由角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶在45℃下酶解2h，且在酶解期间每隔15min搅拌15min，酶解完成后降温至第一次兼氧发酵的发酵温度40±2℃，然后接种二级活化复壮的发酵菌类：乳杆菌和酵母菌(乳杆菌采用鼠李糖乳杆菌，酵母菌采用杰丁毕赤酵母菌)，并在40±2℃下进行第一次兼氧发酵17h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min，发酵完成后降温至第二次有氧发酵的发酵温度34±2℃，接种二级活化复壮的功能菌类：地衣芽胞杆菌和胶冻样芽孢杆菌，并在34±2℃下进行第二次有氧发酵48h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min，第二次有氧发酵完成后经过滤得上清液即为液态生物有机肥成品，沉渣用于生产固态生物有机肥的添加剂；其中：第一处理单元至第四处理处理单元、乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面按照如下重量份数进行复配：第一处理单元5份，第二处理单元5份，第三处理单元5份，第四处理单元30份，乳清粉2份，红糖2份或糖蜜5份，玉米面2份；复合酶的总添加质量为发酵罐内发酵原料总重量的0.1％，复合酶中角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶按照如下重量份数进行复配：角蛋白酶5份，木瓜蛋白酶5份，碱性蛋白酶5份，脂肪酶5份；乳杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的总接种量为发酵罐内发酵原料总重量的0.1％，各菌接种量占总接种量的百分比分别为：乳杆菌25％，酵母菌25％，地衣芽孢杆菌25％，胶冻样芽孢杆菌25％；
步骤三：将步骤二获得的沉渣经压滤后与第五处理单元复配成发酵原料，并添加腐熟菌种，进行有氧混合发酵后即得固态生物有机肥半成品；其中：步骤三中各组分按照如下重量份数复配：压滤至含水量为50％～90％的沉渣10份；屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离至含水量为50％～90％并混合后的混合物30份；长度在1厘米以下的且含水量为15％～30％的作物粉碎秸秆30份；腐熟菌种由秸秆腐熟菌40％(质量)和粪便腐熟菌60％(质量)组成；腐熟菌种的总添加量为：每立方米发酵原料中添加1kg腐熟菌种；有氧混合发酵的条件为：温度为20℃-70℃，发酵时间为15天～45天，有氧混合发酵过程中当温度升至50℃以后每间隔2-3天翻堆一次；待秸秆颜色变黑，一触即断；粪便无臭味，抽检微生物指标符合生物有机肥标准规定，即完成腐熟，腐熟完成后即得固态生物有机肥半成品；
步骤四：将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末一起混拌均匀直接作为固态生物有机肥的粉末状成品或将混拌后的物料进行造粒后作为固态生物有机肥的颗粒状成品，或将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末分别包装并在施用时现场混拌；其中：生物有机肥半成品和秸秆碳粉末按照如下重量百分比配置生物有机肥半成品70％，秸秆碳粉末30％。该固态生物有机肥成品符合国家农业部颁标准的固态生物有机肥，可粉末状态直接施用，也可以混合造粒后施用，还可以现用现配以防止存放期间秸秆碳粉末会造成生物有机肥中氮源损失。
步骤三中有氧混合发酵可以采用堆肥发酵的方式，也可以采用发酵槽发酵的方式，堆肥发酵可以在做过防渗处理的地面堆肥发酵，堆高1.5-2米，堆宽3-5米，以利于履带式或轮胎式翻抛机或铲车作业方便为准；或建设槽式联排发酵池和防雨棚，槽宽6-8米或根据翻堆机跨度设定，槽高1-1.5米；槽底斜坡5度；并列埋入防渗层3-10根密布小孔的PVC材质管道直径150-200mm为宜，孔径5mm，低端堵头外延10cm可拆卸排污；外接大功率鼓风机和热风炉，可供氧可供热；间隔2-3天翻堆一次，15-45天完成一个发酵周期。
实施例2
本实施例提供了屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法，按照如下步骤进行：
步骤一：将屠宰废弃物废水分类成五个处理单元，其中将畜禽蹄角、畜禽骨骼和整头病害畜禽合并为第一处理单元；畜禽内脏和畜禽脚皮碎屑合并为第二处理单元，将畜禽毛发作为第三处理单元，将沼液或从畜禽粪便中固液分离出来的尿液、以及畜禽血液和含血污水合并为第四处理单元；将屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离后与长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆合并为第五处理单元；将第一处理单元至第四处理单元分别进行高温高压杀菌消毒处理，然后将第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元分别进行粉碎处理至20目-60目；第四处理单元直接进行搅拌混合处理；其中：步骤一中第一处理单元是在160℃，1.3MPa的条件下进行超高温高压杀菌消毒处理2h；第二处理单元是在135℃，0.2MPa的条件下进行高温高压杀菌消毒处理0.5h；第三处理单元是在300℃，0.4MPa的条件下进行杀菌消毒处理60s；第四处理单元是在127℃、0.15MPa的条件下杀菌15s；
步骤二：将经步骤一处理后的第一处理单元至第四处理单元的物料与乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面共同作为发酵原料进行复配，搅拌均匀后输送至经过灭菌处理的发酵罐中，调温至酶解温度55℃并加入由角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶在55℃下酶解6h，且在酶解期间每隔15min搅拌15min，酶解完成后降温至第一次兼氧发酵的发酵温度40±2℃，然后接种二级活化复壮的发酵菌类：乳杆菌和酵母菌(乳杆菌采用鼠李糖乳杆菌，酵母菌采用杰丁毕赤酵母菌)，并在40±2℃下进行第一次兼氧发酵17h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min，发酵完成后降温至第二次有氧发酵的发酵温度34±2℃，接种二级活化复壮的功能菌类：地衣芽胞杆菌和胶冻样芽孢杆菌，并在34±2℃下进行第二次有氧发酵48h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min，第二次有氧发酵完成后经过滤得上清液即为液态生物有机肥成品，沉渣用于生产固态生物有机肥的添加剂；其中：第一处理单元至第四处理处理单元、乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面按照如下重量份数进行复配：第一处理单元30份，第二处理单元20份，第三处理单元20份，第四处理单元80份，乳清粉5份，红糖10份或糖蜜20份，玉米面10份；复合酶的总添加质量为发酵罐内发酵原料总重量的1.0％，复合酶中角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶按照如下重量份数进行复配：角蛋白酶30份，木瓜蛋白酶30份，碱性蛋白酶30份，脂肪酶30份；乳杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的总接种量为发酵罐内发酵原料总重量的1％，各菌接种量占总接种量的百分比分别为：乳杆菌25％，酵母菌25％，地衣芽孢杆菌25％，胶冻样芽孢杆菌25％；
步骤三：将步骤二获得的沉渣经压滤后与第五处理单元复配成发酵原料，并添加腐熟菌种，进行有氧混合发酵后即得固态生物有机肥半成品其中：步骤三中各组分按照如下重量份数复配：压滤至含水量为50％～90％的沉渣30份；屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离至含水量为50％～90％并混合后的混合物70份；长度在1厘米以下的且含水量为15％～30％的作物粉碎秸秆70份；腐熟菌种由秸秆腐熟菌60％(质量)和粪便腐熟菌40％(质量)组成；腐熟菌种的总添加量为：每立方米发酵原料中添加2kg腐熟菌种；有氧混合发酵的条件为：温度为20℃-70℃，发酵时间为15天～45天，有氧混合发酵过程中当温度升至50℃以后每间隔2-3天翻堆一次；待秸秆颜色变黑，一触即断；粪便无臭味，抽检微生物指标符合生物有机肥标准规定，即完成腐熟；腐熟完成后即得固态生物有机肥半成品；
步骤四：将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末一起混拌均匀直接作为固态生物有机肥的粉末状成品或将混拌后的物料进行造粒后作为固态生物有机肥的颗粒状成品，或将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末分别包装并在施用时现场混拌；其中：生物有机肥半成品和秸秆碳粉末按照如下重量百分比配置生物有机肥半成品95％，秸秆碳粉末5％。该固态生物有机肥成品符合国家农业部颁标准的固态生物有机肥，可粉末状态直接施用，也可以混合造粒后施用，还可以现用现配以防止存放期间秸秆碳粉末会造成生物有机肥中氮源损失。
实施例3
本实施例提供了屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法，该工艺过程按照如下步骤进行：
步骤一：将屠宰废弃物废水分类成五个处理单元，其中将畜禽蹄角、畜禽骨骼和整头病害畜禽合并为第一处理单元；畜禽内脏和畜禽脚皮碎屑合并为第二处理单元，将畜禽毛发作为第三处理单元，将沼液或从畜禽粪便中固液分离出来的尿液、以及畜禽血液和含血污水合并为第四处理单元；将屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离后与长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆合并为第五处理单元；将第一处理单元至第四处理单元分别进行高温高压杀菌消毒处理，然后将第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元分别进行粉碎处理至20目-60目；第四处理单元直接进行搅拌混合处理；其中：步骤一中第一处理单元是在192℃，1.3MPa的条件下进行超高温高压杀菌消毒处理1h；第二处理单元是在127℃，0.18MPa的条件下进行高温高压杀菌消毒处理0.5h；第三处理单元是在280℃，0.3MPa的条件下进行杀菌消毒处理30s；第四处理单元是在125℃、0.15MPa的条件下杀菌10s；
步骤二：将经步骤一处理后的第一处理单元至第四处理单元的物料与乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面共同作为发酵原料进行复配，搅拌均匀后输送至经过灭菌处理的发酵罐中，调温至酶解温度50℃并加入由角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶在50℃下酶解5h，且在酶解期间每隔15min搅拌15min，酶解完成后降温至第一次兼氧发酵的发酵温度40±2℃，然后接种二级活化复壮的发酵菌类：乳杆菌和酵母菌(乳杆菌采用鼠李糖乳杆菌，酵母菌采用杰丁毕赤酵母菌)，并在40±2℃下进行第一次兼氧发酵17h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min，发酵完成后降温至第二次有氧发酵的发酵温度34±2℃，接种二级活化复壮的功能菌类：地衣芽胞杆菌和胶冻样芽孢杆菌，并在34±2℃下进行第二次有氧发酵48h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min，第二次有氧发酵完成后经过滤得上清液即为液态生物有机肥成品，沉渣用于生产固态生物有机肥的添加剂；其中：第一处理单元至第四处理处理单元、乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面按照如下重量份数进行复配：第一处理单元10份，第二处理单元10份，第三处理单元10份，第四处理单元50份，乳清粉4份，红糖6份或糖蜜12份，玉米面6份；复合酶的总添加质量为发酵罐内发酵原料总重量的0.6％，复合酶中角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶按照如下重量份数进行复配：角蛋白酶15份，木瓜蛋白酶15份，碱性蛋白酶15份，脂肪酶20份；乳杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的总接种量为发酵罐内发酵原料总重量的0.6％，各菌接种量占总接种量的百分比分别为：乳杆菌25％，酵母菌25％，地衣芽孢杆菌25％，胶冻样芽孢杆菌25％；
步骤三：将步骤二获得的沉渣经压滤后与第五处理单元复配成发酵原料，并添加腐熟菌种，进行有氧混合发酵后即得固态生物有机肥半成品其中：步骤三中各组分按照如下重量份数复配：压滤至含水量为50％～90％的沉渣20份；屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离至含水量为50％～90％并混合后的混合物60份；长度在1厘米以下的且含水量为15％～30％的作物粉碎秸秆60份；腐熟菌种的总添加量为：每立方米发酵原料中添加1.8kg腐熟菌种；有氧混合发酵的条件为：温度为20℃-70℃，发酵时间为15天～45天，有氧混合发酵过程中当温度升至50℃以后每间隔2-3天翻堆一次；待秸秆颜色变黑，一触即断；粪便无臭味，抽检微生物指标符合生物有机肥标准规定，即完成腐熟；腐熟完成后即得固态生物有机肥半成品；
步骤四：将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末一起混拌均匀直接作为固态生物有机肥的粉末状成品或将混拌后的物料进行造粒后作为固态生物有机肥的颗粒状成品，或将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末分别包装并在施用时现场混拌；其中：生物有机肥半成品和秸秆碳粉末按照如下重量百分比配置生物有机肥半成品80％，秸秆碳粉末20％。该固态生物有机肥成品符合国家农业部颁标准的固态生物有机肥，可粉末状态直接施用，也可以混合造粒后施用，还可以现用现配以防止存放期间秸秆碳粉末会造成生物有机肥中氮源损失。
为说明本发明制备的液态有机肥和固态有机肥所能够取得的改良盐碱地的效果，进行了如下实验：
为说明本发明方法的治理效果，进行了如下实验：
实验一、重度盐碱地种植玉米实验
1、实验地块：施用本发明改良盐碱地的固态生物有机肥和液态生物有机肥的实验地块位于黑龙江省肇源县大兴乡盐碱地(大庆采油七场界内典型白浆土)，已经开荒种植玉米二年，株细矮黄，结棒短小或弯棒，弓背有粒，弯窝不结粒，秃尖严重，有的植株不结棒，土地板结泛白。经鉴定为重度盐碱地(符合重度盐碱地的指标：含盐量超过千分之六，出苗率低于50％，重度盐碱地pH值为9.5以上)。
2、试验材料：
玉米品种：威育2号；
底肥：本发明制备的用于改良盐碱地的液态生物有机肥和固态生物有机肥；化肥二铵，硫酸钾，具体施用量如下：处理地块1-4：底肥施用液态生物有机肥100kg/亩和固态生物有机肥7立方米/亩；处理地块5做为对照：底肥施用化肥二铵50公斤/亩，硫酸钾15公斤/亩。
追肥：处理地块1-2不追尿素，处理3-5追尿素20kg/亩，液态生物有机肥一次0.25kg/亩；
液态生物有机肥稀释方法：施肥前现用现兑水稀释300倍液后再施用。
3、试验方法：
按照如下方法改良盐碱地：
(1)建立网格治理模块：将待改良盐碱地划分网格，每个网格尺寸为宽400m，每个网格尺寸长度可以延长至地势变化到不适合继续延长为止，网格之间预留3米宽作业道，根据地形设置排水沟渠，对于待改良盐碱地的面积超过1万亩的地块，在待改良盐碱地的最低洼处设置蓄水池用于排涝。
(2)秸秆还田：待秋季收割后于在施底肥和改土肥之前，将秸秆在田间全部粉碎直接抛洒还田，均匀撒于地表，然后等待秋施肥后深层翻耙；
(3)施底肥和改土肥：秋季待地气下降且秸秆还田以后，向待改良盐碱地施用固态有机肥和液态生物有机肥，深层翻耙入土层且不起垄，深层翻耙的深度为30cm-40cm，该深度超过耕作层(通常为25cm)更利于增加盐碱地通透性和蓄水保墒能力，反复耙地直至将土壤和肥料的颗粒大多数耙至10cm以下，并秸秆全部翻扣进土壤；其中：每亩待改良盐碱地施用7m3～20m3的固态生物有机肥且覆盖厚度不低于1厘米，每亩待改良盐碱地的地表面施用20kg～100kg的液态生物有机肥；
(4)播种和追肥：待春季地气上升以后，采用坐水种栽培模式边播种边跟随播种机将液态生物有机肥稀释后浇灌到种穴，或采用非坐水种栽培模式先向待改良盐碱地的地表面施用液态生物有机肥再起垄或平播作物种子；待出苗后以叶面喷施或浇灌的方式追施液态生物有机肥；其中：坐水种栽培模式时每亩待改良盐碱地浇灌3.5kg～6kg的液态生物有机肥，非坐水种栽培模式时每亩待改良盐碱地地表面施用7kg～12kg的液态生物有机肥，出苗后每次叶面喷施或浇灌追施0.25kg/亩-1.0kg/亩的液态生物有机肥；作物种子为牧草、玉米、水稻和高粱中的任意一种或多种，牧草选自碱蓬、苜蓿、羊草和燕麦中的任意一种或多种，作物种子为玉米或高粱时，于拔节期和喇叭口期各进行叶面喷施或浇灌追施利用屠宰废弃物和废水生产的液态生物有机肥；步骤(4)所述作物种子为牧草时，待生长到20-50cm期间开始进行第一次叶面喷施，间隔20天进行第二次叶面喷施，生长期叶面喷施3-4次，一年多次收割品种在每次收割后再追施叶面肥一次；可以采用单独种植、间作、轮作和套种中的任意一种种植方式或多种种植方式共同使用；
(5)重复步骤(1)至步骤(4)连续不间断耕种治理3年-5年。
试验设五个处理地块，采用大区对比随机排列，按照上述改良盐碱地方法处理五个地块，且各处理组中具体参数如下：
处理一、底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+液态生物有机肥100公斤/亩，拔节期6月22日叶面喷施一次液态生物有机肥0.25kg/亩，生育期内不追尿素；
处理二、底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+液态生物有机肥100公斤/亩，拔节期6月25日+大喇叭口期7月11日分别于叶面喷施液态生物有机肥0.25kg/亩/次，生育期共二次喷施液态生物有机肥，生育期内不追尿素，其余按照上述改良方法处理；
处理三、底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+液态生物有机肥100公斤/亩，拔节期6月25日+大喇叭口期7月11日分别于叶面喷施液态生物有机肥0.25kg/亩共二次+生育期内6月18日追尿素20公斤/亩，其余按照上述改良方法处理；
处理四、按照实施例3的方法处理，其中：底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+液态生物有机肥100公斤/亩，常规施追肥生育期内6月18日追尿素20公斤/亩，不喷施液态生物有机肥，其余按照上述改良方法处理；
处理五、对照底肥施用化肥二铵50公斤/亩，硫酸钾15公斤/亩，常规施追肥生育期内6月18日追尿素20公斤/亩，不施用固态生物有机肥和液态生物有机肥。
4月28日播种，播种同时按照处理一至处理四施用固态生物有机肥7立方米/亩+液态生物有机肥100公斤/亩；处理五施用化肥二铵50公斤/亩+硫酸钾15公斤/亩，5月24日出苗，生育期内化学灭草一次，中耕管理三遍。田间管理技术措施同大田生产。
1.2试验结果与分析：
1.2.1生育期田间调查结果与分析:
表1各处理玉米生育进程及相关生物性状调查表
6月28日调查施用制备的固液肥与化肥对比，叶龄进程差异、株高均比对照明显增加；收获期各处理地下、地上部干重情况调查结果：底肥施用制备的固液态生物有机肥条件下，追肥施用液态生物有机肥，处理三喷施二次+追尿素，地下根部平均干重1.34公斤/10株，处理二喷施二次液态生物有机肥，地下根部平均干重1.29公斤/10株，分别比对照增加56.6％、54.5％，表明喷施液态生物有机肥二次能够促进玉米根系生长。同时处理二、三茎杆及果穗干重也明显大于对照五。
整体玉米生物产量处理三＞处理二＞处理四＞处理一＞处理五，表明底肥施用制备的固液态生物有机肥、追肥又施用制备的液肥二次，能够增加根量提供作物吸水吸肥能力，促进作物生长，产量提高幅度大。对比处理二与处理三，底肥相同情况下，处理三比处理二每亩多追施尿素20公斤，但处理三产量仅比处理二高出1.7公斤，并没有明显增加，说明没有必要施用尿素，可节省成本，又提高了作物品质，同时保护土地减少化肥污染。
1.2.2、产量结果与分析
产量形状调查结果见下表2。
表2产量性状调查
1.2.3实验总结
经田间产量性状调查及室内考种结果表明：喷施液态生物有机肥二次的处理二、三的穗长、穗粗增加，秃尖减小，弯棒几乎没有，穗粒数增加，百粒重有所增加，处理二、三产量比对照处理五(施用固态生物有机肥和液态生物有机肥与化肥对照)理论产量增加58.3％-58.2％、实际产量增加42.7-42.6％；增产效果显著；说明施用利用屠宰废弃物废水制备的固、液态生物有机肥按照本发明方法施用综合改良盐碱地是成功的。
实验二、重度盐碱地种植水稻实验
1、种植水稻实验地块，位于黑龙江省肇源县大兴乡盐碱地(大庆采油七场界内典型白浆土)，经鉴定为重度盐碱地(符合重度盐碱地的指标：含盐量超过千分之六，出苗率低于50％，重度盐碱地pH值为9.5以上)。
2、试验材料：
水稻品种：绥粳稻18；
本发明制备的用于改良盐碱地的液态生物有机肥和固态生物有机肥；田间管理措施和技术参照上述改良方法，其他措施同一般水稻种植方法。
施肥量：于5月4日耙地打浆，放水后第1-2单元底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+硅肥(粉煤灰)50公斤/亩+液态生物有机肥100公斤；苗床期、分蘖期、抽穗期分别施用液态生物有机肥0.5公斤/亩追肥，晒根期泼施液态生物有机肥5公斤/亩。对照地地块第3单元，底肥施用化肥磷酸二铵50公斤/亩+硫酸钾15公斤/亩+硅肥(粉煤灰)50公斤/亩，追肥施用尿素25公斤/亩。
液态生物有机肥稀释方法：施肥前现用现兑水稀释300倍液后再施用。
3、试验方法：
试验设三个实验单元，采用大区对比随机排列，各实验单元分别为3亩地。
单元一、按照实施例3方法处理，其中底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+硅肥(粉煤灰，用于抗倒伏)50公斤/亩+液态生物有机肥100公斤；苗床期4月15-20日两叶一心叶面喷施一次，间隔15天第二次；移栽定植后缓苗分蘖期叶面喷施一次、抽穗期叶面喷施一次、液态肥使用量为每次0.25公斤/亩，稀释250倍液，8-9月份放水晒根，泼施液态有机肥5公斤/亩。不追施尿素；
单元二、底肥施用固态生物有机肥7立方米/亩+硅肥(粉煤灰，用于抗倒伏)50公斤/亩+液态生物有机肥100公斤；苗床期4月15-20日两叶一心叶面喷施一次，间隔15天第二次；移栽定植后缓苗分蘖期叶面喷施一次、抽穗期叶面喷施一次。液态生物有机肥使用量为每次0.25公斤/亩，稀释250倍液，8-9月份晒跟但不泼施液态有机肥，而是在生育期内追施尿素15公斤，其余按照实施例3进行；
单元三、底肥施用化肥磷酸二铵50公斤/亩+硫酸钾15公斤/亩+硅肥(粉煤灰，用于抗倒伏)50公斤/亩，追肥施用尿素25公斤/亩，其余按照实施例3进行。
4月3日温室播种育苗，4月10日出全苗，5月10日开始插秧至月底插完。其它田间管理技术措施同水稻一般生产。
1.2试验结果：
1.2.1生长期田间调查7月20日
表3各单元水稻生长进程及相关生物性状调查表
7月20日调查施用本发明制备的用于改良盐碱地的液态生物有机肥和固态生物有机肥与化肥对比，水面以上株高差异大、叶片数无差异；分蘖数差异明显，茎粗及根系对比，施用固液态生物有机肥而不施用尿素追肥的单元一＞使用了尿素的单元二＞全化肥的单元三＞，表明底肥施用本发明固液态生物有机肥、追肥又施用本发明液态有机肥二次+晒根泼施一次，能够增加茎粗和根量，提高作物吸水吸肥能力，促进作物生长。使用了尿素追肥反而根系不发达。单元一至单元三水稻长势图如图1至图3所示。
1.2.2产量结果与分析9月20日：
表4收割期前产量性状调查
对照 株高cm 穗长cm 百粒重g 穗尖瘪粒率％ 实际产量kg/亩
单元一 77 15.7 21 0.3 578.5
单元二 78 14.9 19 1.6 520.2
单元三 59 11.5 13.2 3.4 367.7
1.2.3实验总结
施用改良盐碱地固液态生物有机肥，有活化盐碱地土壤的作用，水稻分蘖多，根系发达。单元一与单元二的株高、穗长、百粒重、穗尖瘪粒率均明显好于全部施用化肥的单元三；产量比对照单元三高出63.56-70.68％；说明施用利用屠宰废弃物废水制备的固态生物有机肥和液态生物有机肥按照本发明方法施用具有综合改良盐碱地的显著效果。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

Claims (10)

1.屠宰和养殖废弃物污水及病死畜禽秸秆沼渣沼液生产改良盐碱地固液态生物有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将屠宰废弃物废水分类成五个处理单元，其中将畜禽蹄角、畜禽骨骼和整头病害畜禽合并为第一处理单元；畜禽内脏和畜禽脚皮碎屑合并为第二处理单元，将畜禽毛发作为第三处理单元，将沼液或从畜禽粪便中固液分离出来的尿液、以及畜禽血液和含血污水合并为第四处理单元；将屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离后与长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆合并为第五处理单元；将第一处理单元至第四处理单元分别进行高温高压杀菌消毒处理，然后将第一处理单元、第二处理单元、第三处理单元分别进行粉碎处理至20目-60目；第四处理单元直接进行搅拌混合处理；
步骤二：将经步骤一处理后的第一处理单元至第四处理单元的物料与乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面共同作为发酵原料进行复配，搅拌均匀后输送至经过灭菌处理的发酵罐中，调温至酶解温度并加入由角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶组成的复合酶进行酶解，酶解完成后降温至第一次兼氧发酵的发酵温度，然后接种乳杆菌和酵母菌进行第一次兼氧发酵，发酵完成后降温至第二次有氧发酵的发酵温度，接种地衣芽胞杆菌和胶冻样芽孢杆菌进行第二次有氧发酵，第二次有氧发酵完成后经过滤得上清液即为液态生物有机肥成品，沉渣用于生产固态生物有机肥的添加剂；
步骤三：将步骤二获得的沉渣经压滤后与第五处理单元复配成发酵原料，并添加腐熟菌种，进行有氧混合发酵后即得固态生物有机肥半成品；
步骤四：将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末一起混拌均匀直接作为固态生物有机肥的粉末状成品或将混拌后的物料进行造粒后作为固态生物有机肥的颗粒状成品，或将步骤三获得的生物有机肥半成品与秸秆碳粉末分别包装并在施用时现场混拌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中第一处理单元是在160℃以上，1.3MPa的条件下进行超高温高压杀菌消毒处理1h以上；第二处理单元是在121℃以上，0.15MPa以上的条件下进行高温高压杀菌消毒处理0.5h以下；第三处理单元是在200℃以上，0.3MPa以上的条件下进行杀菌消毒处理30s-60s；第四处理单元是在121℃以上、0.15MPa以上的条件下杀菌8s-15s。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中第一处理单元至第四处理单元、乳清粉、红糖或糖蜜、以及玉米面按照如下重量份数进行复配：第一处理单元5份-30份，第二处理单元5份-20份，第三处理单元5份-20份，第四处理单元30份-80份，乳清粉2份-5份，红糖2-10份或糖蜜5份-20份，玉米面2份-10份。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所述复合酶的总添加质量为发酵罐内发酵原料总重量的0.1％-1.0％；所述复合酶中角蛋白酶、木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶和脂肪酶按照如下重量份数进行复配：角蛋白酶5份-30份，木瓜蛋白酶5份-30份，碱性蛋白酶5份-30份，脂肪酶5份-30份。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所述酶解的条件为：酶解温度为45℃-55℃，酶解时间为2h-6h，且在酶解期间每隔15min搅拌15min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二所述第一次兼氧发酵的发酵温度为40±2℃，发酵时间为17h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min；所述第二次有氧发酵的发酵温度为34±2℃，发酵时间为48h，发酵期间每隔2h-3h搅拌15min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中乳杆菌、酵母菌、地衣芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的总接种量为发酵罐内发酵原料总重量的0.1％～1％；其中各菌接种量占总接种量的百分比分别为：乳杆菌10％～60％，酵母菌10％～50％，地衣芽孢杆菌10％～50％，胶冻样芽孢杆菌10％～50％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中各组分按照如下重量份数复配：压滤后的沉渣10份-30份；屠宰车间翻肠肚出来的肚粪、沼渣和粪便中的任意一种或多种分别进行固液分离并混合后的混合物30份-70份；长度在1厘米以下的作物粉碎秸秆30-70份。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三所述腐熟菌种由秸秆腐熟菌40％-60％(质量)和粪便腐熟菌40％-60％(质量)组成；所述腐熟菌种的总添加量为：每立方米发酵原料中添加1kg-2kg腐熟菌种；所述有氧混合发酵的条件为：温度为20℃-70℃，发酵时间为15天～45天，有氧混合发酵过程中当温度升至50℃以后每间隔2-3天翻堆一次。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤四中生物有机肥半成品和秸秆碳粉末按照如下重量百分比配置生物有机肥半成品70％-95％，秸秆碳粉末5％-30％。
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