CN102219572B

CN102219572B - 一种生物有机肥料及其制备方法

Info

Publication number: CN102219572B
Application number: CN2011101030142A
Authority: CN
Inventors: 亢福仁; 朱铭强; 艾海舰; 王富刚; 尚爱军; 张楠; 张恒; 王俊浩; 高飞
Original assignee: Yulin University
Current assignee: Yulin University
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2031-04-25
Also published as: CN102219572A

Abstract

本发明涉及一种微生物发酵的生物有机肥料及其制备方法，其方法是先将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮按重量配比混匀，然后加入一定浓度的生物活性水，搅拌均匀，同时将pH调至6.9～8.9开始发酵，堆放后每隔2～7天翻堆(堆内温度达到55℃时)，再集中堆放进行再发酵，直至发酵熟化完成(总时间为7～15天)，即温度不再升高，水份在20％以下时，将所得到的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为产品。本发明的有机肥料不仅可以改良土壤，替代化肥，使作物增产并改善作物品质，而且可以降低有害元素含量，消除土壤农药残留，并可以改良盐碱地。

Description

一种生物有机肥料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种微生物发酵的生物有机肥料及其制备方法，属于生物有机肥料技术领域。

技术背景

我国是一个农业大国，有20多亿亩农作物耕作面积，年需肥料1.4亿多吨。由于我国农业发展水平不均匀，目前农业作物多是依赖化学肥料，据有关资料显示，我国化肥的平均用量，分别是美国的2.4倍，加拿大的4.4倍，澳大利亚的8.6倍，俄罗斯的9倍，化学肥料的大量使用给农业生产带来了丰收，但其导致土壤的自然肥力严重衰减及食品、环境污染，并进一步涉及到人类的健康。为了发展绿色有机产品，合理使用肥料，提高土壤肥力，修复土壤，改变理化性能和团粒结构，增强土壤菌群平衡，生物有机肥的研究和应用日益受到世界各国的重视。但是目前我国生产和使用的有机肥料中大多有机质和养分含量不高，有益微生物数量较少，因此人们不断地研究生物有机肥的新方案，寻求提高农作物产量和品质的新产品，不但有益于人的身体健康，也符合我国建设和谐社会的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种利用生物活性水与其它农副产品下脚料，牛粪、泥炭等为主要原料，制备生物有机肥料的方法。通过此方法制得的有机肥料稳定性、适应性佳，而且它能提高农作物产量和品质，降解有害物质的残留量，同时它能改良土壤，提高土壤肥力，改变土壤的理化性能。

本发明提供的生物有机肥料的制备方法包括下列步骤：

(1)原料的预处理：将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮以5～40％∶5～50％∶5～40％∶5～15％∶5～10％∶5～35％∶5～10％的重量比混合均匀制成混合物，然后加浓度为5％～50％的生物活性水：1～20％，同时将pH调至6.9～8.9；

(2)发酵阶段：将加入生物活性水的混合物堆放起来开始发酵，堆放后每隔2～7天至少一次翻堆(堆内温度达到55℃时)，促进固体发酵中水分蒸发和供氧

(3)再发酵(也称二次发酵)：上述发酵结束时，物料中还含有约25～35％的水份，翻堆后集中堆放进行再发酵，直至发酵熟化完成，即温度不再升高，水份在20％以下，无生物毒害作用时。

(4)后处理阶段：将步骤3所得到的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

所述的步骤(1)中的生物活性水是利用生物界中的矿物质、腐殖土及土壤微生物的力量，将有机污水通过气浮反应器，进而应用复合微生物菌群初级除杂，初级分解，好氧微生物、兼性微生物、厌氧微生物发酵分解，二次曝气发酵分解、缩合、过滤形成最终产品的过程。其产品性质如下：COD≤120mg/L，EC为0.217ds/m，pH值在6.5～8.5，总氮约为150mg/L，总磷约为15mg/L，黄褐色液体。该产品中还含有大量的光和菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等有益微生物菌群，该菌群来自于生物界，生命力强。

所述的步骤(2)中堆放混合物而形成的堆位大于等于10立方米，高度在1～3米；

所述的步骤(3)中有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克；

所述的步骤(2)和(3)中有机肥料发酵总时间为7～15天

本发明的有益效果如下：

1、本发明生产的有机肥料质量高。所利用的生物活性水富含有益微生物菌群对发酵原料的适应性范围广，菌群稳定，发酵质量稳定；

2、本发明的发酵生产方法简便，而且所需设备投资小，易于推广和规模化生产。本发明以农副产品下脚料、猪粪，污泥等废弃物为原料，经过二次发酵，变低价值的废弃物为高质量的微生物有机肥，原料来源广泛，价格低廉。

3、本发明制备得到的有机肥料应用效果好。不仅可以改良土壤，替代化肥，使作物增产并改善作物品质，而且可以降低有害元素含量，消除土壤农药残留，并可以改良盐碱地。

附图说明

图1为生物活性水制造设备示意图。

图2为本发明生物有机肥料制造工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种制造生物活性水的设备，如图1所示，包括气浮过滤池1、调整池2、发酵分解池3、曝气生物池4、产品贮留池5，上述各池依次互相连通。

气浮过滤池1设置有气浮过滤设备14，内部有污泥8和微生物菌群10，该池距离底部1～3m处有多孔隔板11与调整池2相连通；调整池2中有一台微生物发生装置6；发酵分解池3通过多孔隔板11与调整池2和曝气池4彼此连通；曝气池4通过玻璃纤维无纺布滤板7将最终产品无动力送入产品贮留池5；其中污泥8、微生物菌群10、火山岩9和曝气设备15分布在调整2、发酵分解池3、曝气池4、产品贮留池5中；在反应池外面装有风机12，通过送气管道13间歇式的将空气送入上述每个池中。

实施例2

本实施例提供一种制造生物活性水的方法，依次包括以下步骤：

(1)将有机污水排入气浮过滤池1，气浮过滤设备14刮浮渣、排出浮渣、产生微气泡，其中微生物菌群10在污水中的量为300～3000mg/L，该过程COD去除率为5～20％。将初步处理过的污水，通过多孔的隔板11排入调整池2。

(2)将流入调整池2的污水，通过送气管道13、污泥8、风机12和曝气设备15等因素的作用，将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，调控微生物发生设备产生微生物在污水中的量为3000～8000mg/L，通过该过程使COD在步骤(1)的条件下，进一步去除10～30％，其中水力停留时间为5～10天。

(3)将通过多孔隔板11流入发酵分解池3的污水，在火山岩9、污泥8、曝气设备15及微生物菌群10的作用下使有机废水的COD去除率达到20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～10000mg/L，水力停留时间为5～12天。

(4)曝气池(4)，从步骤(3)中经多孔隔板11流入的污水，在火山岩9、污泥8及微生物菌群10的作用下进行生物反应，使COD去除率达到20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～12000mg/L，水力停留时间为5～10天。

(5)贮留池5，从步骤(4)中经玻璃纤维无纺布滤板7流入的处理水，在微生物菌群10、污泥8、火山岩9及曝气设备15的作用下，由曝气池中进一步分解使污水的COD≤120mg/L，其中微生物在污水中的量为500～5000mg/L，使最终产生的水的性能更加稳定，微生物更加依然保持，其中水力停留时间为5～10天之后，产生了最终产品即生物活性水。生物活性水性质如下：COD≤120mg/L，EC为0.217ds/m，pH值在6.5～8.5，总氮为150mg/L，总磷为15mg/L，黄褐色液体。生物活性水含有大量的光和菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌等有益微生物菌群，该菌群来自于生物界，生命力强，该菌群活动产生的次生代谢物质对生物体的生长具有促进作用。

所述的处理污水的方法，步骤(1)中所述的有机污水的pH值为5～10.5，反应温度范围为4～35℃，最佳反应温度为16～30℃，所需的气浮过滤设备14可根据处理污水排入量的大小来选择，气浮过滤设备水力停留时间为30～60min。

所述的处理污水的方法，步骤(2)中所述的微生物发生设备(6)主要产生的微生物菌群是通过生物界中的矿物质、腐殖土及土壤微生物的力量，将有机污水进行间歇式曝气，经过长期的实践，对土壤微生物进行的驯化、初选、复筛、活化得到的优势微生物菌群。其中组成按百分比计算是，酵母菌1～30％、乳酸菌1～10％、放线菌1～15％、反硝化细菌5～20％、硝化细菌5～20％、氧化菌1～15％、光和菌5～20％、氨芽孢杆菌10～30％、氨化细菌1～15％、假单孢杆菌1～10％。以上微生物组合均为现有技术条件下，根据不同污水选择不同的微生物组合，构成适合于处理该类污水的复合微生物。

所述的处理污水的方法，步骤(3)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

所述的处理污水的方法，步骤(4)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1.5～3.5mg/L。

所述的处理污水的方法，步骤(5)中所述的曝气强度为将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，每隔5～10天按照污泥回流比，把产品贮留池中的污泥回流至调整池2和气浮过滤池1，以保持调整池中污泥和微生物对有机污水的承载力；另外把多余的污泥回流至气浮过滤池，通过气浮过滤设备14的作用排出。

上述污泥回流比：按照公式(1)计算：

r = \frac{MLSS}{RSSS - MLSS} . . . (1)

式中：r为污泥回流比，MLSS为贮留池混合口固体浓度(mg/L)，RSSS为污泥回流浓度(mg/L)。

其中污泥承载力：每kg污泥在每天能处理BOD₅千克数，按公式(2)计算：

F = \frac{(L_{1} - L_{2}) \times Q \times 24}{1000 V \times N} . . . (2)

F为污泥负荷(kg(BOD₅)/kg(活性污泥)·d)，N为混合液污泥浓度(g/L)，L₁为进水BOD(mg/L)，L₂为出水BOD(mg/L)，Q为污水量(m³/h)，V为反应池有效容积(m³)。

实施例3

本实施例提供一种利用上述生物活性水制造生物有机肥料的方法法，将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮分别加5％∶30％∶15％∶15％∶5％∶15％∶10％的重量比混合均匀制成混合物，然后喷洒浓度为15％的生物活性水5％，同时将pH调至6.9～8.9之间；将加入生物活性水的混合物堆放开始发酵，堆放混合物而形成的堆位25立方米，高度3米。堆放后每隔2～7天翻堆一次(堆内温度达到50℃时)，进行发酵，再发酵，直至熟化完成。将所得到腐熟的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

实施例4

本实施例提供一种利用上述生物活性水制造生物有机肥料的方法，将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮分别加10％∶15％∶20％∶15％∶10％∶10％∶10％的重量百分比混合均匀制成混合物，然后喷洒浓度为10％的生物活性水10％，同时将pH调至6.9～8.9之间；将加入生物活性水的混合物堆放开始发酵，堆放混合物而形成的堆位10立方米，高度2米。堆放后每隔2～7天至少一次翻堆(堆内温度达到50℃时)，进行发酵，再发酵，直至熟化完成，有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克，有机肥料发酵总时间为10天。将所得到腐熟的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

实施例5

本实施例提供一种利用上述生物活性水制造生物有机肥料的方法，将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮以30％∶18％∶20％∶5％∶15％∶7％∶5％的重量百分比混合均匀制成混合物，然后喷洒浓度为5％的生物活性水2％，同时将pH调至6.9～8.9；将加入生物活性水的混合物堆放开始发酵，堆放混合物而形成的堆位15立方米，高度3米。堆放后每隔2～7天至少一次翻堆(堆内温度达到50℃时)，进行发酵，再发酵，直至熟化完成，有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克，有机肥料发酵总时间为11天。将所得到腐熟的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

实施例6

本实施例提供一种利用上述生物活性水制造生物有机肥料的方法，将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮以35％∶40％∶5％∶5％∶5％∶5％∶5％的重量百分比混合均匀制成混合物，然后喷洒浓度为50％的生物活性水2％，同时将pH调至6.9～8.9；将加入生物活性水的混合物堆放开始发酵，堆放混合物而形成的堆位19立方米，高度3米。堆放后每隔2～7天至少一次翻堆(堆内温度达到50℃时)，进行发酵，再发酵，直至熟化完成，有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克，有机肥料发酵总时间为14天。将所得到腐熟的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

实施例7

本实施例提供一种利用上述生物活性水制造生物有机肥料的方法，将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮以5％∶5％∶40％∶15％∶15％∶5％∶5％的重量百分比混合均匀制成混合物，然后喷洒浓度为10％的生物活性水10％，同时将pH调至6.9～8.9；将加入生物活性水的混合物堆放开始发酵，堆放混合物而形成的堆位20立方米，高度3米。堆放后每隔2～7天至少一次翻堆(堆内温度达到50℃时)，进行发酵，再发酵，直至熟化完成，有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克，有机肥料发酵总时间为13天。将所得到腐熟的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

实施例8

本实施例提供一种利用上述生物活性水制造生物有机肥料的方法，将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮以5％∶10％∶15％∶15％∶10％∶35％∶10％的重量百分比混合均匀制成混合物，然后喷洒浓度为10％的生物活性水10％，同时将pH调至6.9～8.9；将加入生物活性水的混合物堆放开始发酵，堆放混合物而形成的堆位11立方米，高度3米。堆放后每隔2～7天至少一次翻堆(堆内温度达到50℃时)，进行发酵，再发酵，直至熟化完成，有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克，有机肥料发酵总时间为12天。将所得到腐熟的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品。

本发明生产的生物有机肥，在蔬菜、花卉、水果等种植基地施用，证明其肥料的肥效高、植物吸收快、土壤该良好；蔬菜、花卉、水果等产量及品质提高。其中，蔬菜达到有机食品的标准。

Claims

1.一种生物有机肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)原料的预处理：将猪粪、鸡粪、牛粪、草炭、菜饼、锯末、麸皮以5～40％∶5～50％∶5～40％∶5～15％∶5～10％∶5～35％∶5～10％的重量百分比混合均匀制成混合物，然后加浓度为5％～50％的生物活性水：1～20％，同时将pH调至6.9～8.9；

(2)发酵阶段：将加入生物活性水的混合物堆放起来开始发酵，堆放后每隔2～7天至少一次翻堆，促进固体发酵中水分蒸发和供氧；

(3)再发酵：上述发酵结束时，翻堆后集中堆放进行再发酵，直至发酵熟化完成；

(4)后处理阶段：将步骤3所得到的物料通过干燥、粉碎、筛分、包装，即为最终产品；

所述的生物活性水的制造方法，依次包括以下步骤：

A1将有机污水排入气浮过滤池(1)，气浮过滤设备(14)刮浮渣、排出浮渣、产生微气泡，其中微生物菌群(10)在污水中的量为300～3000mg/L，该过程COD去除率为5～20％；将初步处理过的污水，通过多孔的隔板(11)排入调整池(2)；

A2将流入调整池(2)的污水，通过送气管道(13)、污泥(8)、风机(12)和曝气设备(15)的作用，将污水中的氧提升至1～2.5mg/L，调控微生物发生设备产生微生物在污水中的量为3000～8000mg/L，通过该过程使COD在步骤A1的条件下，进一步去除10～30％，其中水力停留时间为5～10天；

A3将通过多孔隔板(11)流入发酵分解池(3)的污水，在火山岩(9)、污泥(8)、曝气设备(15)及微生物菌群(10)的作用下使有机废水的COD去除率达到20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～10000mg/L，水力停留时间为5～12天；

A4从步骤A3中经多孔隔板(11)流入曝气池(4)的污水，在火山岩(9)、污泥(8)及微生物菌群(10)的作用下进行生物反应，使COD去除率达到20～30％，其中微生物在污水中的量为3000～12000mg/L，水力停留时间为5～10天；

A5从步骤A4中经玻璃纤维无纺布滤板(7)流入贮留池(5)的处理水，在微生物菌群(10)、污泥(8)、火山岩(9)及曝气设备(15)的作用下，在曝气池中进一步分解使污水的COD≤120mg/L，其中微生物在污水中的量为500～5000mg/L，其中水力停留时间为5～10天之后，产生了最终产品即生物活性水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的生物活性水性质如下：COD≤120mg/L，EC为0.217ds/m，pH值在6.5～8.5，总氮为150mg/L，总磷为15mg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中堆放混合物而形成的堆位大于等于10立方米，高度在1～3米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中有机肥料发酵腐熟后，其含菌群数量超过5亿/克。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(2)和(3)中有机肥料发酵总时间为7～15天。

6.根据权利要求1至5任一所述方法制备得到的生物有机肥料。