專利名稱：城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高效有機(jī)復(fù)合肥的制造方法，具體來(lái)說(shuō)就是一種城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥及其制造方法。
近年來(lái)，由于農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期大量施用化肥，致使土壤肥力明顯下降，甚至出現(xiàn)土壤板結(jié)，土壤良性結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象。同時(shí)，農(nóng)作物品質(zhì)逐年下降，口感欠佳。由于有害殘留物被大量吸收，對(duì)人類健康造成很大威脅，繼續(xù)下去，生態(tài)農(nóng)業(yè)將被徹底破壞，農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展變成一紙空文。進(jìn)入21世紀(jì)，人口迅速增長(zhǎng)，耕地大幅減少，面臨這嚴(yán)峻的農(nóng)業(yè)形勢(shì)，以有機(jī)肥料代替化肥是迫在眉捷的當(dāng)務(wù)之急。
我國(guó)改革開(kāi)放二十余年來(lái)，城市迅猛發(fā)展，城市生活垃圾的數(shù)量急劇增加。隨著城鎮(zhèn)人們生活水平的提高，其生活方式也相應(yīng)發(fā)生改變，致使城市生活垃圾有機(jī)物的含量隨之明顯增多。事實(shí)證明，采取“焚燒”或“掩埋”處理垃圾，其弊病已明顯暴露。因此，城市生活垃圾的處理必須走無(wú)污染或少污染的資源化道路。
將城市生活垃圾有機(jī)成分進(jìn)行堆肥發(fā)酵，降解為有機(jī)肥料可以解決其他處理方法中存在的不足。國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)了一些采用自然堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥的垃圾處理場(chǎng)。但是由于城市生活垃圾腐熟后的N、P、K比例不平衡，C/N比例較高，因而肥效有限，同時(shí)自然堆肥法周期太長(zhǎng)。一些文獻(xiàn)報(bào)道了采用微生物降解城市生活垃圾制造有機(jī)肥并人為添加N、P、K化肥的方法，如中國(guó)專利CN1107453A的“生活垃圾肥料及其制造方法”，將二次發(fā)酵后腐熟堆肥加入化肥制成復(fù)合有機(jī)肥。但是該方法沒(méi)有在有機(jī)肥中添加能提高肥效、自身能分解土壤中N、P、K的生物菌群(固氮菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌)，也沒(méi)有在有機(jī)肥中添加能防治土壤中病原微生物生長(zhǎng)繁殖，減少農(nóng)作物病害發(fā)生的生物防治菌群。
目前在制造城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥中，尚無(wú)既采用高效微生物降解城市生活垃圾有機(jī)質(zhì)，同時(shí)又在得到的有機(jī)質(zhì)中加入提高肥效的固氮菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌和生物防治微生物菌的報(bào)道，本發(fā)明的目的在于提供一種采用多功能微生物菌群制造城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥的方法。其大致過(guò)程是用多功能微生物菌群中具有快速降解城市生活垃圾一些微生物降解城市生活垃圾有機(jī)物，在得到的有機(jī)質(zhì)中補(bǔ)充相應(yīng)的N、P、K及其微量無(wú)素，再加入多功能微生物菌群中具有提高肥效的固氮菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌和防治土壤中病原微生物生長(zhǎng)繁殖、減少農(nóng)作物病害發(fā)生的生物防治菌群，由此可以得到肥效很高的有機(jī)復(fù)合肥。具體方法如下一、菌群來(lái)源及其微生物學(xué)特性本發(fā)明所說(shuō)的多功能環(huán)境微生物菌群是由人所共知的真菌、放線菌及細(xì)菌等類組成的。按其功能分成三大類。
1、降解有機(jī)垃圾的微生物菌群本菌群由降解有機(jī)垃圾的菌種組成，能降解纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)及脂類等大分子有機(jī)物，使其轉(zhuǎn)化為腐植質(zhì)。
2、增強(qiáng)肥效的微生物菌群這類微生物包括固氮菌、解磷細(xì)菌及解鉀細(xì)菌。它們具有固氮作用、解磷作用及解鉀作用，使土壤中氮肥磷肥及鉀肥含量增加。
3、生物防治微生物菌群本類微生物具有抑制土壤農(nóng)作物病原微生物生長(zhǎng)繁殖的作用，減少農(nóng)作物病害的發(fā)生。
將保藏的上述各種微生物的I級(jí)菌種(凍干管或沙土管)進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)固體斜面培養(yǎng)→液體搖床培養(yǎng)→種子罐I～I(xiàn)II級(jí)液體深層通氣培養(yǎng)，得到用于制造垃圾有機(jī)肥的菌液。
二、城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥的制造(1)生活垃圾的分選利用人工分選與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合的分選方法，將垃圾分選為可堆肥化物與非堆肥化物，非堆肥化物又可分為有回收價(jià)值的物質(zhì)與無(wú)價(jià)值的填埋物。
(2)有機(jī)垃圾的破碎應(yīng)用機(jī)械破碎機(jī)對(duì)可堆肥化物料(有機(jī)垃圾)進(jìn)行破碎處理，使其物料粒度可略大于5cm。
(3)攪拌混合與輸送為了保證“一次發(fā)酵”的順利進(jìn)行，在發(fā)酵之前，應(yīng)使可堆肥化物料的含水量、C/N比例等參數(shù)達(dá)標(biāo)，然后充分混合攪拌?；靹蚝蟮奈锪陷斔偷蕉逊实膱?chǎng)地。
3、生活有機(jī)垃圾的一次發(fā)酵應(yīng)用強(qiáng)制通風(fēng)條垛堆肥法，其優(yōu)點(diǎn)是減少設(shè)備投資，降低成本。本法是在露天或棚架下將垃圾成行鋪開(kāi)，料堆高2米，寬4～6米，料堆下面設(shè)有通風(fēng)管道與濾液通道，并配有條垛翻拌機(jī)進(jìn)行攪拌。
將降解有機(jī)垃圾的微生物菌群II級(jí)或III級(jí)種子，按0.1％比例接種于待發(fā)酵的物料中，進(jìn)行“一次發(fā)酵”。在發(fā)酵過(guò)程中，應(yīng)控制好如下發(fā)酵參數(shù)C/N比例為25∶1～35∶1；強(qiáng)制通風(fēng)，使氧濃度為14～17％；物料含水量為40～50％；發(fā)酵溫度保持在35～70℃；PH6.5～7.5為宜。全過(guò)程約10天。當(dāng)溫度達(dá)60～70°時(shí)，可使病原微生物、寄生蟲(chóng)蟲(chóng)卵等有害生物死亡，達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)。
一次發(fā)酵最終指標(biāo)是無(wú)惡臭，達(dá)無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)，容積減量1/2左右，水分去除率8％左右，揮發(fā)性固體轉(zhuǎn)化率15％左右，C/N比例為15～20∶1。
4、再分選與再破碎將一次發(fā)酵堆肥進(jìn)行再分選。主要采用機(jī)械分選設(shè)備進(jìn)行，除去殘存的鐵屑、塑料薄膜等物。并將堆肥物料再次破碎為細(xì)塊，其粒度小于1.2cm。
5、二次發(fā)酵在一次發(fā)酵過(guò)程中，由于某些難降解的有機(jī)物(纖維素、木質(zhì)素等)仍殘留下來(lái)，故需進(jìn)行二次發(fā)酵。為此，向一次發(fā)酵的堆肥中，按0.1％比例接種降解纖維素的中溫型優(yōu)勢(shì)菌群種子，以保證纖維素、木質(zhì)素物料的徹底降解，提高其堆肥的腐熟度。在二次發(fā)酵過(guò)程中，應(yīng)控制好如下參數(shù)含水率＜20％，C/N比＜20∶1，通風(fēng)量同一次發(fā)酵，PH7.5～8.5，溫度≤40℃。全過(guò)程需20-25天左右。
二次發(fā)酵最終指標(biāo)堆肥充分腐熟，含水率≤20％，C/N比＜20∶1。
6、配制有機(jī)復(fù)合肥二次發(fā)酵后的腐熟堆肥進(jìn)行烘干，球磨與篩分處理后，按比例添加N.P.K及微量元素后，用攪拌機(jī)攪拌。同時(shí)，再噴灑固氮菌、解磷菌、解鉀菌及生物防治菌菌液?；靹蚝螅礊樯⒘钣袡C(jī)復(fù)合肥。
如用造粒機(jī)處理，可得顆粒有機(jī)復(fù)合肥。
城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥系列產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)配方是根據(jù)農(nóng)作物的品種與土壤狀況的不同而設(shè)計(jì)的。一般通用型配方，其有機(jī)復(fù)合肥的N∶P∶K為11∶3∶7或10∶2.5∶6。而不同作物對(duì)N.P.K的吸收比例有所差別，同時(shí)考慮土壤中N.P.K流通量而設(shè)計(jì)專用型配方，可參照下表進(jìn)行配制。
實(shí)施例取進(jìn)行分選去掉非堆肥化物的5噸生活垃圾(有機(jī)垃圾)，破碎為5cm左右的碎塊，加入糞尿水，條C/N比為35∶1，pH為6.7含水率為50％，按0.1％比例噴灑擴(kuò)培得到的降解生活垃圾的微生物菌群菌液，進(jìn)行攪拌混合，應(yīng)用強(qiáng)制通風(fēng)條垛堆肥法進(jìn)行一次發(fā)酵。第四天開(kāi)始溫度達(dá)50℃以上，維持6天；第10天溫度下降為40℃，經(jīng)檢測(cè)達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)，容積減為45％，水分去除率8％，揮發(fā)性固體轉(zhuǎn)化率15％左右，C/N比例為18∶1。將一次發(fā)酵堆肥進(jìn)行再分選，除去殘存的鐵屑、塑料薄膜等物。并將堆肥物料再次破碎為細(xì)塊，其粒度為1cm。按0.1％比例接種降解生活垃圾微生物菌群中的降解纖維素的優(yōu)勢(shì)菌液，混合后進(jìn)入為期23天的好氧二次發(fā)酵。發(fā)酵參數(shù)如下溫度≤40℃，含水率為19％，C/N比＜18∶1，通風(fēng)量同一次發(fā)酵，PH7.6，二次發(fā)酵后的腐熟堆肥進(jìn)行烘干，球磨與篩分處理后，按比例添加N、P、K及微量元素后，用攪拌機(jī)攪拌。同時(shí)，再按0.05％噴灑經(jīng)擴(kuò)培得到的固氮菌、解磷菌、解鉀菌及生物防治菌菌液?；靹蚝?，即為散粒狀有機(jī)復(fù)合肥。
權(quán)利要求
1.一種城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥及其制造方法，其特征在于制造城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥所使用的多功能環(huán)境微生物菌群有如下三大類(1)降解城市生活垃圾有機(jī)物的微生物菌群；(2)提高肥效的固氮菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌；(3)有效抑制農(nóng)業(yè)病害的生物防治菌；
2.按照權(quán)利要求1所述的城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥及其制造方法，由下列步驟構(gòu)成(1)利用強(qiáng)制通風(fēng)條垛式堆肥法，接種上述能降解城市生活垃圾有機(jī)物的微生物菌群，進(jìn)行一次發(fā)酵，發(fā)酵主要參數(shù)如下垃圾含水量40～50％，C/N比為25∶1～35∶1，氧濃度為14～17％，60～70℃維持4～5天，全過(guò)程10日左右，一次發(fā)酵最終指標(biāo)為無(wú)惡臭，達(dá)到無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)，容積減量1/2，C/N比為15∶1～20∶1；(2)在一次發(fā)酵之前與之后都要進(jìn)行垃圾分選與破碎；分選目的是除去非堆肥化垃圾，留下可堆肥化的有機(jī)垃圾，并在一次發(fā)酵前破碎為略大于5cm的小塊，在一次發(fā)酵之后，再破碎為小于1.2cm的細(xì)塊；(3)在二次發(fā)酵時(shí)，接種降解城市生活垃圾有機(jī)物的微生物菌群中具有降解纖維素能力的中溫型優(yōu)勢(shì)菌群；其主要參數(shù)是含水率＜20％，C/N比＜20∶1溫度≤40℃，全過(guò)程為20～25天左右；二次發(fā)酵的最終指標(biāo)為堆肥充分腐熟；(4)二次發(fā)酵后的腐熟堆肥，經(jīng)烘干、球磨及篩分等處理，按一定比例加入N、P、K及微量元素，進(jìn)行攪拌；同時(shí)噴灑固氮菌、解磷細(xì)菌、解鉀細(xì)菌及生物防治菌；混勻后可制成各種形狀的有機(jī)復(fù)合肥。
全文摘要
本發(fā)明涉及城市生活垃圾有機(jī)復(fù)合肥及其制造方法。以城市生活垃圾中有機(jī)物為原料,接種多功能環(huán)境微生物菌群,進(jìn)行好氧發(fā)酵,使之快速降解為腐植質(zhì)。再按不同農(nóng)作物的要求,配制成系列有機(jī)復(fù)合肥,并加入相關(guān)的增加肥效及生物防治的微生物。其優(yōu)點(diǎn)是本有機(jī)復(fù)合肥肥效高,利于土壤結(jié)構(gòu)的改良。能有效的抑制農(nóng)業(yè)病原微生物的生長(zhǎng)繁殖,減少病害的發(fā)生。為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,為城市垃圾無(wú)害化、資源化處理提供了一條可行的工業(yè)化生產(chǎn)途徑。
文檔編號(hào)C05F11/08GK1355153SQ0012934
公開(kāi)日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2000年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月23日
發(fā)明者王爾德, 蔡偉民 申請(qǐng)人:威海哈爾濱工業(yè)大學(xué)科學(xué)與工程研究院