CN112552097A - 一种利用食品废料发酵制备肥料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用食品废料发酵制备肥料的方法，包括以下步骤：(1)原料破碎；(2)加入粪便，调节含水率，得混合液；(3)调节pH值至7.3～7.8，厌氧发酵；厌氧发酵2～3天后，混合液的温度升温至65℃以上时，开启发酵池底部的通风管道送风供氧，通风18～24小时后，关闭通风管道，再重复厌氧发酵和送风供氧2次，得发酵后的肥料。本发明发酵速度快；不需要另行添加微生物，特别适于农村家庭自行操作；本发明的原料使用范围广，可以充分利用农村的秸秆或废弃作物资源进行资源化处理，可以有效实现蔬菜秸秆废弃物的减量化、无害化利用，大幅度降低对环境的危害。
Description
技术领域
本发明涉及肥料的制备技术领域，特别地，涉及一种利用食品废料发酵制备肥料的方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，农业现代化水平日趋提高，各种特色养殖业、种植业在全国各地蓬勃兴起，不但丰富了日益扩大的市场需求，而且大大带动了广大农民收入水平的提高。蔬菜种植、肉牛、奶牛养殖等农牧业在部分省市地区已形成相对完备的产业结构，形成了从种、养到产后初加工、产品深加工、高附加值产品提取、国内国际贸易等的一整套产业体系。
然而值得注意的是，我国农村地区仍然存在着能源结构不合理、环保问题日益严峻等问题，需要予以足够重视和解决。随着蔬菜种植面积的增加，蔬菜种植技术的提高，蔬菜种植带来的副产品如马铃薯秸秆、黄瓜藤蔓、蔬菜废弃老叶等日益增加，由于木质纤维素含量较高，质地较为坚韧，含水率较高，往往被废弃在田间地头、晒干烧掉、在房前屋后、棚头路边堆起来或扔垃圾坑里，有的甚至扔到河道里，上述处理方法都会造成对环境的污染和病原菌的传播，点火焚烧则污染大气，随意堆放则容易滋生病虫害，成为病原物赖以生存的寄主、病害的重要传播源，再加上蔬菜秸秆数量巨大，缺乏有效的快速处理方式；禽畜养殖产生的动物粪便，虽然可以直接施用肥田、或者经好氧堆肥生产肥料，但是也存在露天散发异味、滋生蚊蝇、污染生活环境等问题。利用农业废弃物进行沼气厌氧发酵，不但可以有效消纳秸秆、禽畜粪便等固体废弃物，而且在产生清洁能源沼气的同时，产出的沼渣沼液还可以生产固态肥、叶面肥等优质有机肥。沼气发酵的处理过程为厌氧发酵，在封闭的发酵设备内进行，杜绝了异味气体溢出，避免了好氧堆肥的弊端。可见，利用农业废弃物生产沼气具有十分显著的经济和环境效益。
CN102925493A公开了一种秸秆厌氧发酵产沼气促进剂，该促进剂由微量元素铁、钴等及膨润土、粉煤灰等组成，由于该复合物中含有的物质兼具促有利产酸微生物和产甲烷菌生长的能力，可使得秸秆干物质的产气量提高15～25％。但其主要是采用农作物秸秆生产沼气，对于其沼渣能否用作肥料并没有记载。
CN101734961A公开了一种蔬菜秸秆废弃物的微生物处理方法，属资源与环境的技术领域。本发明通过对蔬菜秸秆废弃物的组成、性状的研究，提供一种将蔬菜秸秆废弃物集中堆置接种复合微生物发酵进行无害化处理方法，在由枯草芽孢杆菌、木霉菌和黑曲霉菌组成的复合微生作用下蔬菜秸秆废弃物持续发酵升温，杀灭有害病原体的同时，使蔬菜秸秆废弃物充分分解后腐熟，得到优质的有机肥料。该方法工艺简单，使废弃物得到资源化循环利用，但是该方法发酵处理时间长(发酵时间15天以上)，效率慢，其配料搅拌后需要将物料转移至发酵罐中进行发酵反应，操作不便。堆置发酵产生的有害气体污染环境，造成资源的浪费，同时发酵采用复合微生物，造成处理成本的增加。
发明内容
本发明提供了一种利用食品废料发酵制备肥料的方法，以解决现有技术食品废料处理不当对环境造成污染的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种利用食品废料发酵制备肥料的方法，加快发酵处理的速度，提高效率和便利性，降低成本。
本发明之利用食品废料发酵制备肥料的方法，包括以下步骤：
(1)将原料进行破碎，得破碎后的原料；
进一步，原料包括秸秆、易腐蔬菜瓜果等中的至少一种。
易腐蔬菜瓜果，包括容易腐烂的蔬菜如大白菜、莴笋、包菜等的茎、叶，以及容易腐烂的废弃水果及果皮如苹果、香蕉、桔子、梨等。
秸秆包括蔬菜秸秆、稻草秸秆等，蔬菜秸秆为马铃薯秸秆、黄瓜藤蔓、南瓜藤蔓、丝瓜藤蔓、辣椒秸秆、西红柿秸秆、茄子秸秆中的至少一种。
进一步，破碎至长度、宽度小于5cm。
原则上来说，原料破碎至尺寸越小，越容易发酵，但破碎的程度越高，成本越高。因此，本发明破碎至尺寸小于5cm。
(2)将经步骤(1)破碎后的原料加入底部设有通风管道的发酵池中，再加入相当于破碎后原料重量10％～50％的粪便，调节含水率为45～48％，得混合液；
所述粪便为人畜粪便，包括人的粪便、牛粪、羊粪、鸡粪等。
进一步，本步骤中调节含水率为45～48％，含水率过低，不利于发酵的进行，含水率过高，后续肥料的干燥需要时间过长，出肥效率低。
进一步，混合液中加入相当于混合液总重量0.005～0.008％的硒酸钾，得含硒混合液。混合液中加入一定量的硒酸钾，可以提高肥料中硒的含量，进而提高作物或作物果实中硒的含量，可得到富硒农产品。
进一步，所述储池可密封。
(3)调节发酵池中混合液的pH值至7.3～7.8，密封发酵池，混合液进行厌氧发酵；厌氧发酵2～3天后，混合液的温度升温至65℃以上时，开启发酵池底部的通风管道送风供氧(供氧的同时培育菌种)，通风18～24小时后，关闭通风管道，再重复厌氧发酵和送风供氧2次，得发酵后的肥料。
进一步，发酵池的密封盖可采用透明盖，以方便混合液吸收太阳光，在密封的情况下，加速升温，加快发酵的速度，提高发酵效率。
步骤(3)中发酵后的肥料可直接使用。
步骤(3)中，有机肥在厌氧发酵的过程中温度升高，可以杀菌消毒，但温度不能过高，否则菌群被杀灭，无法进一步发酵，因此温度升到高一定程度后，需要供氧降温、培育菌种，以利于后续发酵。
(4)将步骤(3)发酵后的肥料晒干或烘干，即得干肥料，使用时可兑水使用。
进一步，发酵池中产生的沼气可通入池外加以利用。
进一步，干肥料中，放入蚯蚓苗，养蚯蚓，蚯蚓产生的蚯蚓粪是极好的肥料，成品蚯蚓可以喂鸡、鸭、鹅，得饲养蚯蚓后的肥料。
本发明有以下有益效果：
1、本发明总的发酵时间为10天左右，发酵速度快；
2、本发明配料搅拌和发酵反应都在同一个发酵池中进行，避免了置换容易的繁琐；
3、本发明不需要另行添加微生物，特别适于农村家庭自行操作；
4、本发明的原料使用范围广，可以充分利用农村的秸秆或废弃作物资源进行资源化处理，可以有效实现蔬菜秸秆废弃物的减量化、无害化利用，大幅度降低对环境的危害；
5、本发明加入一定量的硒酸钾，经过微生物发酵之后，硒以游离的形式存在，可以提高肥料中游离硒的含量，有利于农作物对硒的吸收，进而提高作物或作物果实中硒的含量，可得到富硒农产品；
6、本发明的发酵池可密封进行封闭式的厌氧发酵，能防止气体外泄造成环境污染，所得气体为沼气，可通通入池外加以利用；
7、本发明采用先厌氧发酵再有氧发酵的方式来生产有机肥，使得菌群的活性更高，发酵更充分，所得有机肥对作物的促生作用更好；
8、本发明不需要人工翻堆，直接采用发酵池底部通入气体的方式，达到降温和培育菌种的目的。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下结合对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
本实施例之利用食品废料发酵制备肥料的方法，包括以下步骤：
(1)将原料进行破碎，得破碎后的原料；
原料包括秸秆、易腐蔬菜瓜果。
易腐蔬菜瓜果，包括容易腐烂的蔬菜大白菜、莴笋、包菜等的茎、叶，以及容易腐烂的废弃水果及果皮如苹果、香蕉、桔子、梨等。
秸秆包括辣椒秸秆、西红柿秸秆。
进一步，破碎至长度、宽度小于5cm。
原则上来说，原料破碎至尺寸越小，越容易发酵，但破碎的程度越高，成本越高。因此，本发明破碎至尺寸小于5cm。
(2)将经步骤(1)破碎后的原料加入底部设有通风管道的发酵池中，再加入相当于破碎后原料重量10％～50％的粪便，调节含水率为45～48％，得混合液；
所述粪便为人畜粪便，包括人的粪便、牛粪、羊粪、鸡粪等。
进一步，本步骤中调节含水率为45～48％，含水率过低，不利于发酵的进行，含水率过高，后续肥料的干燥需要时间过长，出肥效率低。
进一步，混合液中加入相当于混合液总重量0.005～0.008％的硒酸钾，得含硒混合液。混合液中加入一定量的硒酸钾，可以提高肥料中硒的含量，进而提高作物或作物果实中硒的含量，可得到富硒农产品。
进一步，所述储池可密封。
(3)调节发酵池中混合液的pH值至7.3～7.8，密封发酵池，混合液进行厌氧发酵；厌氧发酵2天后，混合液的温度升温至65℃以上时，开启发酵池底部的通风管道送风供氧(供氧的同时培育菌种)，通风24小时后，关闭通风管道，再重复厌氧发酵和送风供氧2次，得发酵后的肥料。
进一步，发酵池的密封盖可采用透明盖，以方便混合液吸收太阳光，在密封的情况下，加速升温，加快发酵的速度，提高发酵效率。
步骤(3)中发酵后的肥料可直接使用。
步骤(3)中，有机肥在厌氧发酵的过程中温度升高，可以杀菌消毒，但温度不能过高，否则菌群被杀灭，无法进一步发酵，因此温度升到高一定程度后，需要供氧降温、培育菌种，以利于后续发酵。
(4)将步骤(3)发酵后的肥料晒干或烘干，即得干肥料，使用时可兑水使用。
进一步，发酵池中产生的沼气可通入池外加以利用。
进一步，干肥料中，放入蚯蚓苗，养蚯蚓，蚯蚓产生的蚯蚓粪是极好的肥料，成品蚯蚓可以喂鸡、鸭、鹅，得饲养蚯蚓后的肥料。
实施例2
本发明之利用食品废料发酵制备肥料的方法，包括以下步骤：
(1)将原料进行破碎至长度、宽度小于5cm，得破碎后的原料；
进一步，原料包括秸秆、易腐蔬菜瓜果等中的至少一种。
易腐蔬菜瓜果，包括容易腐烂的蔬菜如大白菜、莴笋、包菜等的茎、叶，以及容易腐烂的废弃水果及果皮如苹果、香蕉、桔子、梨等。
秸秆包括蔬菜秸秆、稻草秸秆等，蔬菜秸秆为马铃薯秸秆、黄瓜藤蔓、南瓜藤蔓、丝瓜藤蔓、辣椒秸秆、西红柿秸秆、茄子秸秆中的至少一种。
原则上来说，原料破碎至尺寸越小，越容易发酵，但破碎的程度越高，成本越高。因此，本发明破碎至尺寸小于5cm。
(2)将经步骤(1)破碎后的原料加入底部设有通风管道的发酵池中，再加入相当于破碎后原料重量30％的粪便，调节含水率为48％，得混合液；
所述粪便为牛粪。
本步骤中调节含水率为48％，含水率过低，不利于发酵的进行，含水率过高，后续肥料的干燥需要时间过长，出肥效率低。
混合液中加入相当于混合液总重量0.005％的硒酸钾，得含硒混合液。混合液中加入一定量的硒酸钾，可以提高肥料中硒的含量，进而提高作物或作物果实中硒的含量，可得到富硒农产品。
进一步，所述储池可密封。
(3)调节发酵池中混合液的pH值至7.3～7.8，密封发酵池，混合液进行厌氧发酵；厌氧发酵2天后，混合液的温度升温至65℃时，开启发酵池底部的通风管道送风供氧(供氧的同时培育菌种)，通风24小时后，关闭通风管道，再重复厌氧发酵和送风供氧2次，得发酵后的肥料。
发酵池的密封盖可采用透明盖，以方便混合液吸收太阳光，在密封的情况下，加速升温，加快发酵的速度，提高发酵效率。
步骤(3)中发酵后的肥料可直接使用。
步骤(3)中，有机肥在厌氧发酵的过程中温度升高，可以杀菌消毒，但温度不能过高，否则菌群被杀灭，无法进一步发酵，因此温度升到高一定程度后，需要供氧降温、培育菌种，以利于后续发酵。
(4)将步骤(3)发酵后的肥料晒干或烘干，即得干肥料，使用时可兑水使用。
发酵池中产生的沼气可通入池外加以利用。
干肥料中，放入蚯蚓苗，养蚯蚓，蚯蚓产生的蚯蚓粪是极好的肥料，成品蚯蚓可以喂鸡、鸭、鹅，得饲养蚯蚓后的肥料。
实施例3
本实施例之利用食品废料发酵制备肥料的方法，包括以下步骤：
(1)将原料进行破碎，得破碎后的原料；
原料为易腐蔬菜瓜果。易腐蔬菜瓜果，包括容易腐烂的蔬菜大白菜、莴笋、包菜等的茎、叶，以及容易腐烂的废弃水果及果皮苹果、香蕉、桔子、梨。
破碎至长度、宽度小于5cm。
原则上来说，原料破碎至尺寸越小，越容易发酵，但破碎的程度越高，成本越高。因此，本发明破碎至尺寸小于5cm。
(2)将经步骤(1)破碎后的原料加入底部设有通风管道的发酵池中，再加入相当于破碎后原料重量40％的粪便，调节含水率为45％，得混合液；
所述粪便为人的粪便。
混合液中加入相当于混合液总重量0.008％的硒酸钾，得含硒混合液。混合液中加入一定量的硒酸钾，可以提高肥料中硒的含量，进而提高作物或作物果实中硒的含量，可得到富硒农产品。
所述储池可密封。
(3)调节发酵池中混合液的pH值至7.3～7.8，密封发酵池，混合液进行厌氧发酵；厌氧发酵3天后，混合液的温度升温至65℃时，开启发酵池底部的通风管道送风供氧(供氧的同时培育菌种)，通风18小时后，关闭通风管道，再重复厌氧发酵和送风供氧2次，得发酵后的肥料。
发酵池的密封盖采用透明盖，以方便混合液吸收太阳光，在密封的情况下，加速升温，加快发酵的速度，提高发酵效率。
步骤(3)中发酵后的肥料直接使用。
步骤(3)中，有机肥在厌氧发酵的过程中温度升高，可以杀菌消毒，但温度不能过高，否则菌群被杀灭，无法进一步发酵，因此温度升到高一定程度后，需要供氧降温、培育菌种，以利于后续发酵。
(4)将步骤(3)发酵后的肥料晒干或烘干，即得干肥料，使用时可兑水使用。
进一步，发酵池中产生的沼气可通入池外加以利用。
进一步，干肥料中，放入蚯蚓苗，养蚯蚓，蚯蚓产生的蚯蚓粪是极好的肥料，成品蚯蚓可以喂鸡、鸭、鹅，得饲养蚯蚓后的肥料。
对比例1
除发酵池中未设置通风管道通风外，其他操作与步骤与实施例1相同。
对比例2
除未添加硒酸钾以外，其他操作与步骤与实施例1相同。
对比例3
步骤(3)中进行一次氧发酵6天后再进行有氧发酵3天，其他操作与步骤与实施例1相同。
对比例4
除干肥料中不放入蚯蚓苗以外，其他操作与步骤与实施例1相同。
实施例1～3、对比例1～4所得肥料的肥效试验
在相同的试验条件下，种植水稻，试验用的水稻品种为嘉58
另设对照组：在稻田土壤上基肥施用复合肥(N:P:K＝15:15:15)每亩40kg和穗肥施用46％尿素每亩10kg。
实施例1～3、对比例1～4在稻田土壤上基肥施用每亩40kg和穗肥施用每亩4.6kg。
进行水稻田间种植试验。一个水稻生育期试验结束后，检测施用不同肥料的糙米产量及硒含量。结果见表1。
表1各实施例及对比例所得稻谷产量及糙米硒含量结果数据
| 稻谷产量(kg/亩) | 糙米硒含量(mg/kg) | |
| 实施例1肥料 | 509 | 0.31 |
| 实施例2肥料 | 505 | 0.30 |
| 实施例3肥料 | 502 | 0.29 |
| 对比例1肥料 | 460 | 0.17 |
| 对比例2肥料 | 490 | 0.028 |
| 对比例3肥料 | 465 | 0.18 |
| 对比例4肥料 | 485 | 0.22 |
| 对照组肥料 | 435 | 0.029 |
由表1说明本发明制备的肥料能够有效增加稻米中硒的含量，且增产效果显著。
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)
1.一种利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将原料进行破碎，得破碎后的原料；
(2)将经步骤(1)破碎后的原料加入底部设有通风管道的发酵池中，再加入相当于破碎后原料重量10％～50％的粪便，调节含水率为45～48％，得混合液；
(3)调节发酵池中混合液的pH值至7.3～7.8，密封发酵池，混合液进行厌氧发酵；厌氧发酵2～3天后，混合液的温度升温至65℃以上时，开启发酵池底部的通风管道送风供氧，通风18～24小时后，关闭通风管道，再重复厌氧发酵和送风供氧2次，得发酵后的肥料。
2.根据权利要求1所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(1)中，原料包括秸秆、易腐蔬菜瓜果中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(1)中，易腐蔬菜瓜果，包括容易腐烂的蔬菜的茎、叶，以及容易腐烂的废弃水果及果皮；
秸秆包括蔬菜秸秆、稻草秸秆，蔬菜秸秆为马铃薯秸秆、黄瓜藤蔓、南瓜藤蔓、丝瓜藤蔓、辣椒秸秆、西红柿秸秆、茄子秸秆中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(1)中，破碎至长度、宽度小于5cm。
5.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述粪便为人畜粪便，包括人的粪便、牛粪、羊粪或/和鸡粪。
6.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(2)中，混合液中加入相当于混合液总重量0.005～0.008％的硒酸钾，得含硒混合液。
7.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(3)中，发酵池的密封盖采用透明盖。
8.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(3)中，将步骤(3)发酵后的肥料晒干或烘干，即得干肥料。
9.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(3)中，发酵池中产生的沼气通入池外加以利用。
10.根据权利要求1或2所述的利用食品废料发酵制备肥料的方法，其特征在于，步骤(3)中，干肥料中，放入蚯蚓苗，养蚯蚓，成品蚯蚓喂鸡、鸭、鹅，得饲养蚯蚓后的肥料。
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- 2020-12-08 CN CN202011447304.4A patent/CN112552097A/zh active Pending
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