CN115745668A - 一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用 - Google Patents
一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115745668A CN115745668A CN202211384863.4A CN202211384863A CN115745668A CN 115745668 A CN115745668 A CN 115745668A CN 202211384863 A CN202211384863 A CN 202211384863A CN 115745668 A CN115745668 A CN 115745668A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- wormcast
- fermentation
- domestic sludge
- sludge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 126
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 99
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 99
- 241001233061 earthworms Species 0.000 claims abstract description 34
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 29
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 19
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 16
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 15
- 235000010855 food raising agent Nutrition 0.000 claims description 15
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 13
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- 239000002364 soil amendment Substances 0.000 claims description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims description 9
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 8
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 8
- 241000361919 Metaphire sieboldi Species 0.000 claims description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 6
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims description 6
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 5
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 5
- 240000006024 Lactobacillus plantarum Species 0.000 claims description 4
- 235000013965 Lactobacillus plantarum Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 4
- 229940072205 lactobacillus plantarum Drugs 0.000 claims description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000589614 Pseudomonas stutzeri Species 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 claims description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 claims description 3
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims description 3
- 241001052560 Thallis Species 0.000 claims description 2
- 241001313536 Thermothelomyces thermophila Species 0.000 claims description 2
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 abstract description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009395 breeding Methods 0.000 abstract 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 15
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 240000008436 Ipomoea aquatica Species 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 235000019004 Ipomoea aquatica Nutrition 0.000 description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 2
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 102000045595 Phosphoprotein Phosphatases Human genes 0.000 description 1
- 108700019535 Phosphoprotein Phosphatases Proteins 0.000 description 1
- 101710184309 Probable sucrose-6-phosphate hydrolase Proteins 0.000 description 1
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 1
- 102100037486 Reverse transcriptase/ribonuclease H Human genes 0.000 description 1
- 241000235342 Saccharomycetes Species 0.000 description 1
- 241001085826 Sporotrichum Species 0.000 description 1
- 102400000472 Sucrase Human genes 0.000 description 1
- 101710112652 Sucrose-6-phosphate hydrolase Proteins 0.000 description 1
- 108010046334 Urease Proteins 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 102000038379 digestive enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108091007734 digestive enzymes Proteins 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 235000011073 invertase Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 231100000957 no side effect Toxicity 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015816 nutrient absorption Nutrition 0.000 description 1
- 230000009965 odorless effect Effects 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002881 soil fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Abstract
本发明公开了一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用,包括如下步骤:S1:污泥预处理,S2:发酵处理,S3:粉碎处理,S4:生产蚯蚓粪土壤改良剂,本发明利用生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂,高效利用废弃物,产品的成本较低,并能够资源回收利用、保护环境;通过二次发酵生活污泥,使生活污泥中的污染物质经发酵形成营养组分,生活污泥发酵完全以便于培育蚯蚓;使得生产得到的蚯蚓粪土壤改良剂产品兼具微土壤改良、生物肥料、有机肥料的效果。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域,具体是涉及一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用。
背景技术
城市产生的垃圾越来越多,城市污水的排放量也越来越大。城市生活垃圾如生活污泥由于其粘性大,有机质以及有害物质多等特征,十分难以处理。我国的土壤退化问题日益严重,土壤改良剂的研究与应用对防治土壤退化具有重要意义。市场现有的土壤改良剂可分为天然改良剂、合成改良剂、天然与合成共聚物改良剂、生物改良剂四大类。但实际被农民接受的多是以天然材料,特别是工农业废弃物,为原料研制的新型多功能土壤改良剂。这些改良剂具有价格便宜、原料广泛、可提供较多有机物等特点,对于解决土壤贫瘠、缓解土壤盐碱危害、调节土壤酸碱平衡增强土壤保肥保水问题具有一定意义。
近年来,蚯蚓养殖规模一直呈直线上升的趋势,很多污水处理厂及造纸厂的污泥通过养殖蚯蚓进行无害化处理,也产生了大量的蚯蚓粪资源。蚯蚓排出的粪粒无毒、无臭、干净卫生,富含腐植酸,能调节土壤酸碱度;蚯蚓粪有机肥腐质酸含量在21%~40%之间,并且含有多种消化酶和中和土壤酸碱度的菌体物质,能提高土壤中性磷酸酶、蛋白酶、脲酶和蔗糖酶的活性,从而提高土壤的供肥能力,改善土壤结构和平衡酸碱度;另外,施用蚯蚓粪可改变土壤物理性能,使粘土疏松,使砂土凝结,并可加速微生物及土壤动物的繁殖、增加土壤孔隙度、提高土壤的综合性能。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用。
本发明的技术方案是:
一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,包括以下步骤:
S1:污泥预处理
将生活污泥破碎、脱水,形成污水与污渣,然后将污渣与重金属钝化剂、土壤膨松剂混合均匀,得到混合物料;用含2%糖蜜的水溶液调整混合物料水分至41~45%;形成预处理料;
S2:发酵处理
以预处理料:发酵菌剂A质量比为150~220:1,在步骤S1中的预处理料中添加发酵菌剂A进行一次发酵,发酵温度为50~70℃,发酵时间为10~12天,得到一次发酵产物,将得到的一次发酵产物中以质量比为200~280:1加入发酵菌剂B进行二次发酵,发酵温度为30~50℃,发酵时间为3~5天;得到腐熟原料;
S3:粉碎处理
对步骤S2得到的腐熟原料进行粉碎,粉碎细度为25~30目,随后用pH调节剂调节pH至6.5~7.5,得到基础土料;
S4:生产蚯蚓粪土壤改良剂
取步骤S3得到基础土料质量的70%,引入蚯蚓在25~30℃温度下饲养,并定期喷洒水,每隔10~14天收集蚯蚓粪,同时添加步骤S3得到基础土料质量的10%,至基础土料添加完之后,再持续饲养蚯蚓4~6天,然后分离蚯蚓和蚯蚓粪;将收集得到的蚯蚓粪进行造粒、出料、烘干;得到蚯蚓粪土壤改良剂。
说明:本发明通过发酵生活污泥,使生活污泥中的污染物质经发酵形成营养组分,使得污泥能被回收再利用,通过添加重金属钝化剂与土壤膨松剂,可以钝化污泥中的重金属同时增加土壤疏松效果;通过二次发酵,可以使得生活污泥腐熟快速且充分,可有效减缓发酵时间,且使得生活污泥发酵完全以便于培育蚯蚓;通过调节基础土料的pH使得基础土料更加适宜蚯蚓生存,从而使得生产得到的蚯蚓粪土壤改良剂产品兼具微土壤改良、生物肥料、有机肥料的效果。
进一步地,步骤S1中,重金属钝化剂为生物炭和/或硅藻土,土壤膨松剂选自秸秆、食用菌渣、草炭土中的任意一种或两种及以上按任意比的混合物;
说明:通过重金属钝化剂以及土壤膨松剂的设定,可以对含有胞间结合水的紧密的污泥颗粒中的重金属进行进一步脱水和钝化,提高了钝化效果,同时,增加生活污泥的孔隙以及土质结构。
进一步地,步骤S1中,按重量份数计,以污渣70~80份、重金属钝化剂10~20份、土壤膨松剂20~30份为比例进行混合。
说明:通过上述比例配置原料较为合适,有利于提高下一步中蚯蚓的生存环境。
进一步地,,步骤S2中的发酵菌剂A为复合好氧菌剂,发酵菌剂B为厌氧菌剂中的植物乳杆菌或酵母菌。
说明:通过分别加入两种发酵剂进行发酵,可以使发酵更加充分。
进一步地,所述复合好氧菌剂的制备方法为,
S2-1、菌种活化:将枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉菌、施氏假单胞菌三种菌株分别接种于三个固体培养基表面,在50℃下培养24h;
S2-2、混合菌种:分别用无菌水洗下三个固体培养基表面菌体作为预处理菌液,将三种预处理菌液混合,形成混合液,按照混合液:固体培养基为5~10:100的体积比,将混合液加入到固体培养基中,在60℃摇床转速150rpm下培养10h,菌量为0.5×107CFU/mL时即获得复合好氧菌剂;
步骤S2-1、步骤S2-2中的固体培养基是由蒸馏水、步骤S1所得污水、葡萄糖、脱脂大豆粉、琼脂、氯化钠以900mL:100mL:20g:15g:10g:2g的比例制成。
说明:通过上述制备方法得到的发酵菌剂A,通过高温快速发酵,可以进一步提升对污泥的发酵分解效率和效果,实现了物质的充分再利用。
进一步地,步骤S2中一次发酵过程为:当温度上升到50℃后,进行翻料通风,通风量为0.15m3空气/min·m3,且温度每升高5℃,进行一次翻料并将通风量增加0.1m3空气/min·m3;二次发酵的过程为:将温度保持恒定并堆积放置,得到腐熟原料,腐熟原料含水量为35%。
说明:通过上述方法的设置,根据发酵菌剂的状态进行通气加氧,能够使发酵过程更加科学,减少发酵时间,增强发酵效果。
进一步地,步骤S3中的pH调节剂为生石灰或腐殖酸。
说明:生石灰或腐殖酸都可以改善土壤pH且对土壤的后续处理无副作用。
进一步地,步骤S4中的引入蚯蚓量为80~100g每平方米基础土料,基础土料的厚度为15~20cm,定期喷洒水为每隔3~5天加入50ml/m2的水。
说明:通过上述方法引入蚯蚓,可以更加适宜蚯蚓的生存以及代谢。
一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂用于改良贫瘠土壤或盐渍土。
进一步地,蚯蚓粪土壤改良剂的应用方法为:
1)对待改良土壤进行加水并翻料,控制待改良土壤的含水率在50~60%;
2)将蚯蚓粪土壤改良剂与污染土壤混合,蚯蚓粪土壤改良剂占污染土壤体积的15~30%,维持水分含量不变,恒温放置,间隔5天翻堆1次,20天后得到经蚯蚓粪土壤改良剂处理的改良土壤;
3)分别测定步骤1)中待改良土壤与步骤2)中的改良土壤中的有机质与氮、磷、钾的含量,得到有机质与氮、磷、钾的含量变化;使用改良土壤种植农作物,计算改良土壤生产农作物的增产率,根据有机质与氮、磷、钾的含量变化以及农作物的增产率评估改良效果。
说明:通过上述应用方法,可以使蚯蚓粪土壤改良剂在改良土壤时更加高效。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的方法通过利用生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂,高效利用废弃物,产品的成本较低,并能够变废为宝、保护环境;通过发酵生活污泥,使生活污泥中的污染物质经发酵形成营养组分,使得污泥能被回收再利用,通过添加重金属钝化剂与土壤膨松剂,对含有胞间结合水的紧密的污泥颗粒中的重金属进行进一步脱水和钝化,提高了钝化效果,同时,增加生活污泥的孔隙以及土质结构。
(2)本发明通过通过二次发酵,可以使得生活污泥腐熟快速且充分,可有效减缓发酵时间,且使得生活污泥发酵完全以便于培育蚯蚓;通过调节基础土料的pH使得基础土料更加适宜蚯蚓生存,从而使得生产得到的蚯蚓粪土壤改良剂产品兼具微土壤改良、生物肥料、有机肥料的效果;且含有较多的有益菌群,还能促进作物对养分的吸收,促进土壤中微生物的生长,增加作物的抗逆性,对于土壤肥力的保持、土壤理化性状的改善具有显著的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明,以更好地体现本发明的优势。
实施例1
一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,包括以下步骤:
S1:污泥预处理
将呈碱性的生活污泥破碎、脱水,形成污水与污渣,按重量份数计,以污渣75份,重金属钝化剂15份,土壤膨松剂25份混合均匀,得到混合物料,用含2%糖蜜的水溶液调整混合物料水分至43%;形成预处理料;
重金属钝化剂为生物炭:硅藻土质量比为1:1的混合物,土壤膨松剂为秸秆:食用菌渣:草炭土质量比为10:3:2的混合物;
S2:发酵处理
以预处理料:发酵菌剂A质量比为200:1,在步骤S1中的预处理料中添加发酵菌剂A进行一次发酵,发酵温度为60℃,发酵时间为11天,得到一次发酵产物,将得到的一次发酵产物中以质量比为220:1加入发酵菌剂B进行二次发酵,发酵温度为42℃,发酵时间为4天;得到腐熟原料;
一次发酵的过程为,当温度上升到50℃后,进行翻料通风,通风量为0.15m3空气/min·m3,且温度每升高5℃,进行一次翻料并将通风量增加0.1m3空气/min·m3;二次发酵的过程为,将温度保持恒定并堆积放置,得到腐熟原料,腐熟原料含水量为35%;
发酵菌剂A为复合好氧菌剂,发酵菌剂B为厌氧菌剂中的植物乳杆菌;复合好氧菌剂的制备方法为,S2-1、菌种活化:将枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉菌、施氏假单胞菌三种菌株分别接种于三个固体培养基表面,在50℃下培养24h;S2-2、混合菌种:分别用无菌水洗下固体培养基表面菌体作为预处理菌液,将三种预处理菌液混合,形成混合液,按照混合液:固体培养基的体积比为5:100将混合液加入到固体培养基中,在60℃摇床转速150rpm下培养10h,菌量为0.5×107CFU/mL时即复合好氧菌剂;固体培养基由蒸馏水、步骤S1所得污水、葡萄糖、脱脂大豆粉、琼脂、氯化钠,以900mL:100mL:20g:15g:10g:2g的比例制成;
S3:粉碎处理
对步骤S2得到的腐熟原料进行粉碎,粉碎细度为25~30目,随后用pH调节剂调节pH至7,得到基础土料;步骤S3中的调节剂为腐殖酸;
S4:生产蚯蚓粪土壤改良剂
取步骤S3得到基础土料质量的70%,引入蚯蚓在28℃温度下饲养,并定期喷洒水,每隔12天收集蚯蚓粪,同时添加步骤S3得到基础土料质量的10%,至基础土料添加完之后,再持续饲养蚯蚓5天,然后分离蚯蚓和蚯蚓粪;将收集得到的蚯蚓粪进行造粒、出料、烘干;得到蚯蚓粪土壤改良剂;步骤S4中的引入蚯蚓量为90g每平方米基础土料,基础土料的厚度为18cm,定期喷洒水为每隔4天加入50ml/m2的水。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S1条件参数不同,具体为,将生活污泥破碎、脱水,形成污水与污渣,按重量份数计,以污渣70份,重金属钝化剂20份,土壤膨松剂30份为比例混合均匀,用含2%糖蜜的水溶液调整水分至45%。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S1条件参数不同,具体为,将生活污泥破碎、脱水,形成污水与污渣,按重量份数计,以污渣80份,重金属钝化剂10份,土壤膨松剂20份为比例混合均匀,用含2%糖蜜的水溶液调整水分至41%。
实施例4
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S3调节pH不同,具体为,用pH调节剂调节pH至6.5,得到基础土料。
实施例5
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S3调节pH不同,具体为,用pH调节剂调节pH至7.5,得到基础土料。
实施例6
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S2中的发酵菌剂加入量不同,具体为,发酵菌剂A质量比为150:1进行一次发酵,以质量比为280:1加入发酵菌剂B进行二次发酵,发酵菌剂A的制备方法步骤S2-2中按照混合液:固体培养基的体积比为5:100将混合液加入到固体培养基中。
实施例7
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S2中的发酵菌剂加入量不同,具体为,发酵菌剂A质量比为220:1进行一次发酵,以质量比为200:1加入发酵菌剂B进行二次发酵,发酵菌剂A的制备方法步骤S2-2中按照混合液:固体培养基的体积比为10:100将混合液加入到固体培养基中。
实施例8
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S2中的发酵时间不同,具体为,一次发酵时间为10天,二次发酵发酵时间为5天。
实施例9
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S2中的发酵时间不同,具体为,一次发酵时间为12天,二次发酵发酵时间为3天。
实施例10
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S2中的发酵温度不同,具体为,一次发酵的发酵温度为50℃;二次发酵的发酵温度为30℃。
实施例11
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S2中的发酵温度不同,具体为,一次发酵的发酵温度为70℃;二次发酵的发酵温度为50℃。
实施例12
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S4中时间参数不同,具体为,每隔10天收集蚯蚓粪,至基础土料添加完之后,再持续饲养蚯蚓4天,然后分离蚯蚓和蚯蚓粪;定期喷洒水为每隔5天加入50ml/m2的水。
实施例13
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S4中时间参数不同,具体为,每隔14天收集蚯蚓粪,至基础土料添加完之后,再持续饲养蚯蚓6天,然后分离蚯蚓和蚯蚓粪;定期喷洒水为每隔3天加入50ml/m2的水。
实施例14
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S4中的引入蚯蚓量不同,具体为,引入蚯蚓量80g每平方米基础土料,基础土料的厚度为15cm。
实施例15
本实施例与实施例1不同之处在于,步骤S4中的引入蚯蚓量不同,具体为,引入蚯蚓量100g每平方米基础土料,基础土料的厚度为20cm。
实验例
取榆林黄土高原的土壤作为待改良土壤,利用实施例1~15制备得到的蚯蚓粪土壤改良剂进行改良,对待改良土壤进行加水并翻料,控制待改良土壤的含水率在50%;按30%的体积比,将蚯蚓粪土壤改良剂与混合,维持水分含量不变,恒温放置,间隔5天翻堆1次,20天后得到经蚯蚓粪土壤改良剂处理的改良土壤;
一、测定混合土样的有机质与氮、磷、钾的含量变化;
1、探究不同组分配比的蚯蚓粪土壤改良剂对改良土壤营养含量的影响;
对照例1:与实施例1不同之处在于,步骤S1不加入重金属钝化剂与土壤膨松剂,记作对照例1;
以实施例1、实施例2、实施例3作为实验对比,
结果如下表1所示:
表1不同组分配比的蚯蚓粪土壤改良剂改良土壤后成分增加率
从表1中可以看出,对比实施例1与对照例1,实施例1中加入重金属钝化剂与土壤膨松剂得到的蚯蚓粪土壤改良剂能进一步贫瘠土壤的的理化性质,对比实施例1,实施例2、实施例3的组分配比的变化对改善贫瘠土壤的的理化性质有一定的影响,其中实施例1的土壤改良剂最优选。
2、探究不同发酵参数以及pH调节生成的蚯蚓粪土壤改良剂对改良土壤营养含量的影响;
对照例2:与实施例1不同之处在于,步骤S2用枯草芽孢杆菌与植物乳杆菌在40℃下一次发酵15天,记作对照例2;
对照例3:与实施例1不同之处在于,步骤S2以枯草芽孢杆菌当作发酵菌剂A,记作对照例3;
对照例4:与实施例1不同之处在于,一次发酵中当温度上升到50℃后,进行翻料通风,通风量为0.15m3空气/min·m3保持不变,记作对照例4;
以实施例1、实施例4~11、对照例2~4作为实验对比,结果如下表2所示:
表2不同发酵参数以及pH调节生成的蚯蚓粪土壤改良剂改良土壤后成分增加率
从表2中可以看出,实施例1与对照例2、对照例3、对照例4相比,各项值均是实施例1为最优,说明了实施例1中的二次发酵方法对比而言为最优选;对比实施例1、实施例4与实施例5,可以得出,不同pH对各项成分均有所影响,实施例1为优选;对比实施例1、实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10以及实施例11可以看出,发酵菌剂加入量、发酵温度、发酵时间均对发酵效果有所影响,进而影响到改良后土壤的成分,经对比可得,实施例1为最优;
3、探究不同条件下引入蚯蚓生成的蚯蚓粪土壤改良剂对改良土壤营养含量的影响;
以实施例1、实施例12与实施例13、实施例14与实施例15、作为实验对比,结果如下表3所示:
表3不同条件下引入蚯蚓生成的蚯蚓粪土壤改良剂改良土壤后成分增加率
从表3中可以看出,对比实施例1实施例12、实施例13,可以得出蚯蚓的饲养时间对改良后土壤的成分有所影响,实施例1为最优;对比实施例1实施例14、实施例15,可以看出,引入蚯蚓的量对改良后土壤的成分有所影响,且随着蚯蚓量的增多,对应成分数值增大,但增加至实施例15时,有机质与碱解氮增加较小,速效磷与速效钾开始减少,因此,综合考虑实施例1为最优。
二、使用改良土壤种植农作物,比较改良土壤生产农作物的产量;
用实施例1蚯蚓粪土壤改良剂进行上述方法对待改良土壤进行改良;
对照例5:采用市售蚯蚓粪有机肥进行上述方法对待改良土壤进行改良,记作对照例5;
利用经实施例1、对照例5改良后的土壤种植空心菜;每盆播种10种子;待种子出苗7天后间苗,每盆留取长势比较一致的空心菜苗5棵,每盆植株栽培条件与管理方式完全相同,种子出苗后30天后测量空心菜植株株高并采收空心菜,采收空心菜时,将每棵植株连根拔出,洗净叶片及根部的泥土,测定质量;
表4不同土壤改良剂改良后土壤种植表现
参数 | 平均株高(cm) | 平均产量(g/株) |
实施例1 | 31.1 | 3.56 |
对照例5 | 22.3 | 2.24 |
从表4中可以看出,对照例5与实施例1相比,株高差距较大,产量也有所差距,可以得出,实施例1使用土壤更有利于作物的生长发育。
Claims (10)
1.一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:污泥预处理
将生活污泥破碎、脱水,形成污水与污渣,然后将污渣与重金属钝化剂、土壤膨松剂混合均匀,得到混合物料;用含2%糖蜜的水溶液调整混合物料水分至41~45%;形成预处理料;
S2:发酵处理
以预处理料:发酵菌剂A质量比为150~220:1,在步骤S1中的预处理料中添加发酵菌剂A进行一次发酵,发酵温度为50~70℃,发酵时间为10~12天,得到一次发酵产物,将得到的一次发酵产物中以质量比为200~280:1加入发酵菌剂B进行二次发酵,发酵温度为30~50℃,发酵时间为3~5天;得到腐熟原料;
S3:粉碎处理
对步骤S2得到的腐熟原料进行粉碎,粉碎细度为25~30目,随后用pH调节剂调节pH至6.5~7.5,得到基础土料;
S4:生产蚯蚓粪土壤改良剂
取步骤S3得到基础土料质量的70%,引入蚯蚓在25~30℃温度下饲养,并定期喷洒水,每隔10~14天收集蚯蚓粪,同时添加步骤S3得到基础土料质量的10%,至基础土料添加完之后,再持续饲养蚯蚓4~6天,然后分离蚯蚓和蚯蚓粪;将收集得到的蚯蚓粪进行造粒、出料、烘干;得到蚯蚓粪土壤改良剂。
2.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,步骤S1中,重金属钝化剂为生物炭和/或硅藻土,土壤膨松剂选自秸秆、食用菌渣、草炭土中的任意一种或两种及以上按任意比的混合物。
3.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,步骤S1中,按重量份数计,以污渣70~80份、重金属钝化剂10~20份、土壤膨松剂20~30份为比例进行混合。
4.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,步骤S2中的发酵菌剂A为复合好氧菌剂,发酵菌剂B为厌氧菌剂中的植物乳杆菌或酵母菌。
5.如权利要求4所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,所述复合好氧菌剂的制备方法为,
S2-1、菌种活化:将枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉菌、施氏假单胞菌三种菌株分别接种于三个固体培养基表面,在50℃下培养24h;
S2-2、混合菌种:分别用无菌水洗下三个固体培养基表面菌体作为预处理菌液,将三种预处理菌液混合,形成混合液,按照混合液:固体培养基为5~10:100的体积比,将混合液加入到固体培养基中,在60℃摇床转速150rpm下培养10h,菌量为0.5×107CFU/mL时即获得复合好氧菌剂;
步骤S2-1、步骤S2-2中的固体培养基是由蒸馏水、步骤S1所得污水、葡萄糖、脱脂大豆粉、琼脂、氯化钠以900mL:100mL:20g:15g:10g:2g的比例制成。
6.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,步骤S2中一次发酵过程为:当温度上升到50℃后,进行翻料通风,通风量为0.15m3空气/min·m3,且温度每升高5℃,进行一次翻料并将通风量增加0.1m3空气/min·m3;二次发酵的过程为:将温度保持恒定并堆积放置,得到腐熟原料,腐熟原料含水量为35%。
7.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,步骤S3中的pH调节剂为生石灰或腐殖酸。
8.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法,其特征在于,步骤S4中的引入蚯蚓量为80~100g每平方米基础土料,基础土料的厚度为15~20cm,定期喷洒水为每隔3~5天加入50ml/m2的水。
9.如权利要求1所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的应用,其特征在于,将其应用于改良贫瘠土壤或盐渍土。
10.如权利要求9所述的一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的应用,其特征在于,应用方法为:
1)对待改良土壤进行加水并翻料,控制待改良土壤的含水率在50~60%;
2)将蚯蚓粪土壤改良剂与污染土壤混合,蚯蚓粪土壤改良剂占污染土壤体积的15~30%,维持水分含量不变,恒温放置,间隔5天翻堆1次,20天后得到经蚯蚓粪土壤改良剂处理的改良土壤;
3)分别测定步骤1)中待改良土壤与步骤2)中的改良土壤中的有机质与氮、磷、钾的含量,计算得到有机质与氮、磷、钾的含量变化;使用改良土壤种植农作物,计算改良土壤生产农作物的增产率,根据有机质与氮、磷、钾的含量变化以及农作物的增产率评估改良效果。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211384863.4A CN115745668A (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211384863.4A CN115745668A (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115745668A true CN115745668A (zh) | 2023-03-07 |
Family
ID=85356981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211384863.4A Pending CN115745668A (zh) | 2022-11-07 | 2022-11-07 | 一种基于发酵生活污泥生产蚯蚓粪土壤改良剂的方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115745668A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101857346A (zh) * | 2010-05-24 | 2010-10-13 | 北京龙威昌生物科技有限公司 | 城市污泥的蚯蚓生物处理技术方法 |
CN106336873A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-18 | 董晓 | 一种利用蚯蚓处理城市污泥制备土壤改良剂的方法 |
CN111264472A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 孔团信 | 一体化环保生态循环种植养殖处置污泥系统及其使用方法 |
CN112266298A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-26 | 重庆市浩骞农业发展有限责任公司 | 生物方式处理污泥的方法 |
CN114716285A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-08 | 茅台学院 | 一种蚯蚓处理酱酒污泥的方法 |
-
2022
- 2022-11-07 CN CN202211384863.4A patent/CN115745668A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101857346A (zh) * | 2010-05-24 | 2010-10-13 | 北京龙威昌生物科技有限公司 | 城市污泥的蚯蚓生物处理技术方法 |
CN106336873A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-18 | 董晓 | 一种利用蚯蚓处理城市污泥制备土壤改良剂的方法 |
CN111264472A (zh) * | 2020-02-18 | 2020-06-12 | 孔团信 | 一体化环保生态循环种植养殖处置污泥系统及其使用方法 |
CN112266298A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-26 | 重庆市浩骞农业发展有限责任公司 | 生物方式处理污泥的方法 |
CN114716285A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-08 | 茅台学院 | 一种蚯蚓处理酱酒污泥的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100509709C (zh) | 用垃圾和污泥混合二次发酵生产微生物菌肥的方法 | |
US20190300407A1 (en) | Biological Floc and Uses Thereof, for example, in Sludge Innocent Treatment and Industrial Water Purification Treatment | |
CN106754461B (zh) | 一种生物絮团及其制备方法和应用 | |
CN104003804B (zh) | 一种保水固氮的复合微生物肥料及其制备方法 | |
CN110156516A (zh) | 一种盐碱地土壤改良剂、制备方法及其应用 | |
CN109022327B (zh) | 一种微生物混合菌剂的制备方法及在高温堆肥中的应用 | |
CN106083264A (zh) | 一种资源化利用小麦秸秆制备生物有机肥的新工艺 | |
CN101863692A (zh) | 利用城市生活污泥制备生物有机肥的方法 | |
CN101817702A (zh) | 桃专用生物有机肥及其制备方法 | |
CN103695317B (zh) | 具有耐受重金属特性的高效解磷草酸青霉菌剂的生产方法 | |
CN104446683A (zh) | 一种城市生活污泥综合处理工艺 | |
CN111073839B (zh) | 暹罗芽孢杆菌、菌剂及其应用 | |
CN106946630A (zh) | 一种以污泥为原料的有机菌肥及其制备方法 | |
CN104496592A (zh) | 蚯蚓粪有机生物菌肥 | |
CN103642703B (zh) | 具有耐受重金属特性的高效解磷日本曲霉菌剂的生产方法 | |
CN109851450A (zh) | 一种煤炭废弃物的微生物降解方法和应用 | |
CN102180737A (zh) | 一种利用农业有机废弃物发酵生产有机复合肥料的方法 | |
CN107080042A (zh) | 一种养猪粪污资源化利用方法 | |
CN1974490A (zh) | 农副产品加工废料发酵生产生化黄腐酸菌肥方法 | |
CN109134008A (zh) | 一种利用微生物分解猪粪制备有机肥的方法 | |
CN101215532B (zh) | 一种巨大芽孢杆菌及其在酵素菌中的应用和应用方法 | |
CN106916756B (zh) | 真菌菌株,微生物菌剂,秸秆土壤修复剂及其应用 | |
CN105859363A (zh) | 包含氨基酸发酵废液的复混肥的制备方法 | |
CN108101706A (zh) | 一种生物有机肥及其制备方法 | |
CN113582769A (zh) | 一种利用厨余垃圾制备有机肥的方法、有机肥及应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |