CN114380639A - 一种生物有机肥的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机肥技术领域，尤其是一种生物有机肥的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1原料准备；S2将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20‑30份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；S3将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8‑12份、三元复混无机肥10‑18份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥；本发明中的生物有机肥的制备方法，采用经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便作为原料，去除了溶于水的其他杂质，同时也去除了重金属离子，提高了有机肥的肥效以外，降低了可能存在的重金属离子对土壤造成的污染。
Description
技术领域
本发明涉及有机肥技术领域，尤其是一种生物有机肥的制备方法。
背景技术
生物有机肥以其特有的吸附矿物养分和改善生态环境的能力已成为国内外研究的热点，且多集中在对生物有机肥的应用效果研究和示范开发方面。
传统的有机肥生产工艺存在着发酵时间长，环保投入高，占用大量土地、发酵性能不佳，功能菌种品种单一，风化煤等腐殖酸类原料利用不充分，共同发酵技术影响功能菌性能等缺陷，严重制约了有机肥行业的发展。
现有的生物有机肥的生产存在以下问题：
装置规模小，管理较差，品种少，技术含量低。
工艺落后，设备专业化，自动化程度低。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种生物有机肥的制备方法，该制备方法实现了规模大、占品种丰富、设备自动话程度高的有益效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种生物有机肥的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
S1 原料准备：经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20-30份、腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8-12份、复合微生物菌剂，有机肥中有效活菌数≥1.20亿/g；
S2 将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20-30份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；
S3 将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8-12份、三元复混无机肥10-18份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥。
进一步的，所述禽畜粪便的厌氧发酵及脱除发酵液采用以下方法制得：
将禽畜粪便加入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵的温度为42~75℃，pH为6.8~7.8，发酵体系的氧化还原电位为-400~-150mV，厌氧发酵过程中营养元素中的C:N:P的比例为100:5:1，且添加硒、锰、锌、铁和矾，硒、锰、锌、铁和矾的添加量为营养物质总质量的0.01-0.05%，发酵周期为7-14d，发酵完成后添加有机肥总质量的5-10%的甲壳素-壳聚糖，搅拌1-5h后，进行压滤得到脱除发酵废液的禽畜粪便块，干燥粉碎备用。
进一步的，所述发酵罐包括罐体，所述罐体的顶部装有压滤机构，所述罐体的侧面设置有进出物料罐门，所述罐体内部接近底部的位置设置有压滤网，所述罐体的底部设置有发酵废液出液管，所述罐体的侧面还设置有加料口，所述加料管上连接有加料管，所述罐体上还连接有压力表、氧气浓度表、二氧化碳浓度表、温度表和pH计和放空阀。
进一步的，所述压滤机构包括螺母、与螺母相配合的丝杆和丝杆步进电机，所述螺母与丝杆之间设置有丝杆密封组件，所述丝杆的底部连接有压滤板，压滤板上设有透气孔，所述丝杆步进电机安装在安装座上，所述安装座位于罐体的顶部，所述丝杆的罐体之间通过螺栓连接，且丝杆与罐体之间还连接有密封垫。
进一步的，所述丝杆密封组件包括位于螺母内壁上的具有与丝杆螺纹相匹配的两道密封圈。
进一步的，所述罐体的顶部设置有加料管，所述加料管上连接有加料泵，所述加料管与罐体顶部之间设置有密封套。
进一步的，所述罐体的内壁上连接有过滤板固定环，过滤板固定环与罐体的内壁之间通过焊接连接，所述过滤板固定环与过滤板之间通过螺栓连接。
进一步的，罐体底部为圆锥形，所述出液管位于罐体底部的中心。
进一步的，所述罐体的侧面上开有物料进口，所述罐门的一条边与罐体之间通过销轴连接，其余三边有一圈密封边，所述密封边的厚度为罐体厚度的一半，所述进料口与密封边的相应位置设置有密封边抵接边，所述密封边的内侧面上设置有一圈密封垫。
进一步的，所述发酵废液出液管与废液处理池连接。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
本发明中的生物有机肥的制备方法，采用经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便作为原料，去除了溶于水的其他杂质，同时也去除了重金属离子，提高了有机肥的肥效以外，降低了可能存在的重金属离子对土壤造成的污染。
本发明中的生物有机肥的制备方法，禽畜粪便所采用的发酵工艺以及发酵罐，一方面提高了发酵效果，另一方面提高了发酵脱除有机发酵废液的速度，便于后续有机肥的制备也减少了发酵废液对环境的污染，整个过程更为环保高效。
附图说明
图1为本发明中的发酵罐的结构示意图。
图中：1罐体，2压滤网，3压滤板，4透气孔，5进出物料罐门，6放空阀，7丝杆，8电机，9加料管，10发酵废液出液管，11废液处理池。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
本实例中的生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
S1 原料准备：经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20份、腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8份、复合微生物菌剂，有机肥中有效活菌数≥1.20亿/g；
S2 将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；
S3 将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8份、三元复混无机肥10份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥。
上述禽畜粪便的厌氧发酵及脱除发酵液采用以下方法制得：
将禽畜粪便加入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵的温度为42~75℃，pH为6.8~7.8，发酵体系的氧化还原电位为-400~-150mV，厌氧发酵过程中营养元素中的C:N:P的比例为100:5:1，且添加硒、锰、锌、铁和矾，硒、锰、锌、铁和矾的添加量为营养物质总质量的0.01%，发酵周期为7-14d，发酵完成后添加有机肥总质量的5%的甲壳素-壳聚糖，搅拌1-5h后，进行压滤得到脱除发酵废液的禽畜粪便块，干燥粉碎备用。
实施例2
本实例中的生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
S1 原料准备：经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣25份、腐殖酸和氨基酸的混合水溶液10份、复合微生物菌剂，有机肥中有效活菌数≥1.20亿/g；
S2 将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣25份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；
S3 将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液10份、三元复混无机肥15份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥。
上述禽畜粪便的厌氧发酵及脱除发酵液采用以下方法制得：
将禽畜粪便加入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵的温度为42~75℃，pH为6.8~7.8，发酵体系的氧化还原电位为-400~-150mV，厌氧发酵过程中营养元素中的C:N:P的比例为100:5:1，且添加硒、锰、锌、铁和矾，硒、锰、锌、铁和矾的添加量为营养物质总质量的0.03%，发酵周期为7-14d，发酵完成后添加有机肥总质量的8%的甲壳素-壳聚糖，搅拌1-5h后，进行压滤得到脱除发酵废液的禽畜粪便块，干燥粉碎备用。
实施例3
本实例中的生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：
S1 原料准备：经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣30份、腐殖酸和氨基酸的混合水溶液12份、复合微生物菌剂，有机肥中有效活菌数≥1.20亿/g；
S2 将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣30份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；
S3 将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液12份、三元复混无机肥18份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥。
上述禽畜粪便的厌氧发酵及脱除发酵液采用以下方法制得：
将禽畜粪便加入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵的温度为42~75℃，pH为6.8~7.8，发酵体系的氧化还原电位为-400~-150mV，厌氧发酵过程中营养元素中的C:N:P的比例为100:5:1，且添加硒、锰、锌、铁和矾，硒、锰、锌、铁和矾的添加量为营养物质总质量的0.05%，发酵周期为7-14d，发酵完成后添加有机肥总质量的10%的甲壳素-壳聚糖，搅拌1-5h后，进行压滤得到脱除发酵废液的禽畜粪便块，干燥粉碎备用。
实施例1-3中的复合微生物菌剂采用西安中晟化工的JT复合菌种；腐殖酸和氨基酸的混合水溶液的质量分数为30%，其中腐殖酸和氨基酸的质量比为3:1；三元复混无机肥为氮肥CO(NH2)2，磷肥NH4H2PO4，钾肥KCl，其质量比为1:1:1。
对比例1
S1 原料准备：经厌氧发酵的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣25份、腐殖酸和氨基酸的混合水溶液10份、复合微生物菌剂，有机肥中有效活菌数≥1.20亿/g；
S2 将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣25份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；
S3 将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液10份、三元复混无机肥15份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥。
上述禽畜粪便的厌氧发酵采用以下方法制得：
将禽畜粪便加入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵的温度为42~75℃，pH为6.8~7.8，发酵体系的氧化还原电位为-400~-150mV，厌氧发酵过程中营养元素中的C:N:P的比例为100:5:1，发酵周期为7-14d，发酵完成后进行压滤得到脱除发酵废液的禽畜粪便块，干燥粉碎备用。
现场实验设计：
供试土壤来源于南京溧水半山园果园的土壤，其土壤含氮2.01mg/kg，磷96.8mg/kg，钾361.21mg/kg。
（一）测试指标为氨挥发实验和土壤的氮磷钾淋溶实验。
氨挥发实验：设5个处理:（1）对照（氮肥CO(NH2)2，磷肥NH4H2PO4，钾肥KCl分别0.5g），（2）实施例1中的生物有机肥0.5g，（3）实施例2中的生物有机肥0.5g，（4）实施例4中的生物有机肥0.5g，（5）对比例1中的生物有机肥0.5g。每个处理重复3次，称取5mm过筛的风干土50g，与上述肥料混匀后放入培养皿中，加入50ml水，含水量达到田间持水量的65%，连续30℃恒温箱培养。分别于试验的第5/10/15/20天取土测定土壤中氮含量。
挥发损失率（%）=（培养前总氮量-培养后总氮量）/培养前总氮量*100%。
实施例1至实施例3中的氨挥发损失率分别为55.4%、53.1%、52.8%。
对比例1中的氨挥发损失率为65.1%，对比例2中的氨挥发损失率为63.3%。
（二）采用土柱淋溶法，用滤布封底口，并在滤布上垫有少量砂子的塑料管中装入500g土和上述2个对比例，3个实施例:（1）对照（氮肥CO(NH2)2，磷肥NH4H2PO4，钾肥KCl分别5g），（2）实施例1中的生物有机肥5g，（3）实施例2中的生物有机肥5g，（4）实施例4中的生物有机肥5g，（5）对比例1中的生物有机肥5g。每个重复处理3次，第一次加入200ml水使土壤水分接近饱和，培养1d后再以200ml水加入淋溶水柱，收集淋溶液。淋溶结束后，以刺有小孔的塑料薄膜封闭塑料管上口，室温下培养5d后，用200ml水进行第2次淋溶，以后各次按同样操作进行，共进行5次，在培养第1/5/1015/20挺进行淋溶，淋溶后收集淋溶液，分析淋溶液中的氮磷钾含量。
淋失率=淋失养分量/淋失前养分量*100%。
氮含量弄浓硫酸消煮，凯氏定氮法测定，磷含量用硝酸、高氯酸消煮，钼锑抗比色法测定，钾含量用硝酸、高氯酸消煮，原子吸收光谱法测定。
实施例1至实施例3中的淋失率分别为15.8%、14.9%和14.2%。
对比例1中的淋失率21.5%，对比例3中的淋失率为18.2%。
请参阅图1 ，实施例1-3中禽畜粪便加入厌氧发酵所采用的发酵罐包括罐体1，罐体1的顶部装有压滤机构，罐体1的侧面设置有进出物料罐门5，罐体1内部接近底部的位置设置有压滤网2，罐体1的底部设置有发酵废液出液管10，罐体1的侧面还设置有加料口，加料管9上连接有加料管9，罐体1上还连接有压力表、氧气浓度表、二氧化碳浓度表、温度表和pH计和放空阀6，采用此结构设置，便于知晓发酵罐内的各种发酵参数，便于调节，使用更方便也更安全。
压滤机构包括螺母、与螺母相配合的丝杆7和丝杆步进电机8，螺母与丝杆7之间设置有丝杆密封组件，丝杆7的底部连接有压滤板3，压滤板3上设有透气孔4，丝杆步进电机8安装在安装座上，安装座位于罐体1的顶部，丝杆7的罐体1之间通过螺栓连接，且丝杆7与罐体1之间还连接有密封垫采用此结构设计，便于发酵工艺完成后，最发酵物进行固液分离，显著提高了固液分离效率，且可以处理大量的禽畜粪便。
为了保证发酵罐的密封性，本实施例中的丝杆密封组件包括位于螺母内壁上的具有与丝杆7螺纹相匹配的两道密封圈，密封圈采用耐老化橡胶。
罐体1的顶部设置有加料管9，加料管9上连接有加料泵，加料管9与罐体1顶部之间设置有密封套，采用此结构设计，液体物料添加便利，且可以确保发酵罐内的密封性。
本实施例中的罐体1的内壁上连接有过滤板固定环，过滤板固定环与罐体1的内壁之间通过焊接连接，过滤板固定环与过滤板之间通过螺栓连接，采用此结构设计，压滤板3的安装拆卸效率高，便于更换，且压滤板3的固定更稳定，可以承受压滤的压力。
本实施例中的罐体1底部为圆锥形，出液管位于罐体1底部的中心，这样可以将发酵滤液彻底排出。
本实施例中的罐体1的侧面上开有物料进口，罐门的一条边与罐体1之间通过销轴连接，其余三边有一圈密封边，密封边的厚度为罐体1厚度的一半，进料口与密封边的相应位置设置有密封边抵接边，密封边的内侧面上设置有一圈密封垫，采用此机构设计，进一步的确保了罐体1的整体密封性。
为了对发酵废液进行及时处理，确保排出的发酵废液对环境无污染，本实施例中的发酵废液出液管10与废液处理池11连接。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的权利方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
S1 原料准备：经厌氧发酵且脱除发酵废液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20-30份、腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8-12份、复合微生物菌剂，有机肥中有效活菌数≥1.20亿/g；
S2 将经厌氧发酵且脱除发酵液的禽畜粪便100份、经微生物发酵后的菌菇渣20-30份干燥灭菌，粉碎至100目得到有机肥载体备用；
S3 将腐殖酸和氨基酸的混合水溶液8-12份、三元复混无机肥10-18份加入有机肥载体内，并接种复合微生物菌剂，发酵一段时间，然后制粒得到成品生物有机肥。
2.根据权利要求1所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述禽畜粪便的厌氧发酵及脱除发酵液采用以下方法制得：
将禽畜粪便加入厌氧发酵罐中进行厌氧发酵，厌氧发酵的温度为42~75℃，pH为6.8~7.8，发酵体系的氧化还原电位为-400~-150mV，厌氧发酵过程中营养元素中的C:N:P的比例为100:5:1，且添加硒、锰、锌、铁和矾，硒、锰、锌、铁和矾的添加量为营养物质总质量的0.01-0.05%，发酵周期为7-14d，发酵完成后添加有机肥总质量的5-10%的甲壳素-壳聚糖，搅拌1-5h后，进行压滤得到脱除发酵废液的禽畜粪便块，干燥粉碎备用。
3.根据权利要求2所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述发酵罐包括罐体，所述罐体的顶部装有压滤机构，所述罐体的侧面设置有进出物料罐门，所述罐体内部接近底部的位置设置有压滤网，所述罐体的底部设置有发酵废液出液管，所述罐体的侧面还设置有加料口，所述加料管上连接有加料管，所述罐体上还连接有压力表、氧气浓度表、二氧化碳浓度表、温度表和pH计和放空阀。
4.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述压滤机构包括螺母、与螺母相配合的丝杆和丝杆步进电机，所述螺母与丝杆之间设置有丝杆密封组件，所述丝杆的底部连接有压滤板，压滤板上设有透气孔，所述丝杆步进电机安装在安装座上，所述安装座位于罐体的顶部，所述丝杆的罐体之间通过螺栓连接，且丝杆与罐体之间还连接有密封垫。
5.根据权利要求4所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述丝杆密封组件包括位于螺母内壁上的具有与丝杆螺纹相匹配的两道密封圈。
6.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述罐体的顶部设置有加料管，所述加料管上连接有加料泵，所述加料管与罐体顶部之间设置有密封套。
7.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述罐体的内壁上连接有过滤板固定环，过滤板固定环与罐体的内壁之间通过焊接连接，所述过滤板固定环与过滤板之间通过螺栓连接。
8.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：罐体底部为圆锥形，所述出液管位于罐体底部的中心。
9.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述罐体的侧面上开有物料进口，所述罐门的一条边与罐体之间通过销轴连接，其余三边有一圈密封边，所述密封边的厚度为罐体厚度的一半，所述进料口与密封边的相应位置设置有密封边抵接边，所述密封边的内侧面上设置有一圈密封垫。
10.根据权利要求3所述的一种生物有机肥的制备方法，其特征在于：所述发酵废液出液管与废液处理池连接。
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