專利名稱：一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑及制造和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)肥料的調(diào)理劑及其制備方法，具體地涉及一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑成份配方及制備方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提倡使用有機(jī)肥、菌肥，從而增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量及土壤酶活性。國(guó)內(nèi)外研究認(rèn)為，施用有機(jī)肥可以增加土壤團(tuán)聚體的數(shù)量、提高土壤微生物生物量和土壤酶活性，以及提高氮磷鉀等速效養(yǎng)分含量，達(dá)到保持土壤肥力和作物可持續(xù)高產(chǎn)的作用。目前， 商品有機(jī)肥的原料有農(nóng)產(chǎn)品廢棄物、畜牧污泥(糞便)、城市生活污泥等。隨著我國(guó)人口快速城市化以及畜牧產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；?，城市每年產(chǎn)生的生活污泥和畜牧污泥也日益增多；目前，國(guó)內(nèi)污泥肥料化處置大多采用堆肥處理。堆肥處理可將污泥轉(zhuǎn)化為肥料，從而變廢為寶。微生物是堆肥發(fā)酵的主體，它們相互配合、協(xié)同作用，分解蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、 淀粉。微生物菌劑在污泥堆肥上具有一定的促進(jìn)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑成份配方及制備方法， 該肥料利用污泥發(fā)酵制成，可充分利用污泥，變廢為寶。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下—種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑，按重量比，包括豆餅粉麥麩糖磷酸鹽水
30-35 份； 65-70 份； 1-2 份； 0. 5-1 份；
50-60 份；納豆芽孢桿菌IX IO7-I X IO9個(gè)/克培養(yǎng)基。更佳地，所述的調(diào)理劑中含有納豆芽孢桿菌6000萬至9000萬個(gè)/g培養(yǎng)基 (6\107-9父107個(gè)/克培養(yǎng)基)。較佳地，所述的磷酸鹽為磷酸二氫鉀或磷酸氫二鉀。一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑的制備方法，按重量比，包括豆餅粉30-；35 份；麥麩65-70 份；糖1-2 份；磷酸鹽 0. 5-1份；將以上原料加水調(diào)制成水分50-60%，PH6. 8-7. 3的培養(yǎng)基，滅菌，冷卻后，接種納豆芽孢桿菌；培養(yǎng)之后，制成含芽孢桿菌1XIO7-I X IO9個(gè)/克培養(yǎng)基的調(diào)理劑。
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較佳地，所述的培養(yǎng)為25_45°C培養(yǎng)3_8d，制成調(diào)理劑。更佳地，所述的培養(yǎng)為35_40°C培養(yǎng)4-6d，制成調(diào)理劑。一種污泥發(fā)酵方法，其特征在于，該發(fā)酵方法使用了前述的用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑。較佳地，前述的一種污泥發(fā)酵方法，包括如下步驟A、將污泥調(diào)整至水分含量55-65%、C/N值27-33，全碳35_45% ；B、第一次發(fā)酵堆肥攪拌均勻后送到發(fā)酵裝置建成發(fā)酵堆，升溫，在發(fā)酵溫度 50-550C，PH值7-9的條件下，發(fā)酵65_75h ；C、第二次發(fā)酵堆肥在發(fā)酵溫度55_60°C，PH值7_9的條件下，發(fā)酵55-7 ！。其中，所述的污泥可來自污水處理廠，畜牧養(yǎng)殖業(yè)等。其中，步驟B和步驟C中分別加入前述的調(diào)理劑，調(diào)理劑的加入量為，按重量比， 8-15%堆肥重量。較佳地，堆肥采用發(fā)酵池式、倉(cāng)式或隧道式堆肥裝置。這些堆肥裝置為現(xiàn)有技術(shù)并可購(gòu)買得到。較佳地，步驟A的調(diào)整為加入農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物。較佳地，第一次發(fā)酵堆肥結(jié)束之后，第二次發(fā)酵堆肥之前，對(duì)堆肥進(jìn)行完全翻料。 翻料處理可促進(jìn)原料與空氣接觸，增強(qiáng)好氧發(fā)酵堆體中微生物的活力，從而提高堆肥效率和堆肥質(zhì)量。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，步驟A的調(diào)整為加入農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物，所述的農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物包括食用菌培養(yǎng)基下腳料、煙葉渣、玉米芯、農(nóng)作物秸稈等中的一種或是其混合物。本發(fā)明所用的納豆芽孢桿菌(Bacillus natto)目前已商品化，可以通過購(gòu)買得到。它是枯草芽孢桿菌的一個(gè)亞種，納豆菌是具有耐酸、耐熱特性的有益菌，具有降解纖維、 蛋白質(zhì)的功效，是動(dòng)物的有益菌之一，廣泛作為飼料的微生物添加劑。本發(fā)明則改變了其用途，將其應(yīng)用于污泥堆肥中，本發(fā)明利用其具有的強(qiáng)力的病原菌抑制能力，可以產(chǎn)酸，調(diào)節(jié)菌群，通過污泥發(fā)酵及納豆菌的作用，使污泥無害化。本發(fā)明還利用納豆菌生成多種蛋白酶 (特別是堿性蛋白酶)、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶，降解植物性雜質(zhì)某些復(fù)雜的碳水化合物， 從而提高污泥的轉(zhuǎn)化率。在堆肥過程中，污泥中的氨化細(xì)菌對(duì)自然界中蛋白質(zhì)及其產(chǎn)物的分解起著重要的作用，而接種的納豆芽孢桿菌降解蛋白和纖維。其它還有一些種類的污泥細(xì)菌對(duì)纖維素進(jìn)行分解。堆肥中的這些多菌株或菌類，它們相互配合、協(xié)同作用，達(dá)到腐熟效果。本發(fā)明采用固態(tài)培養(yǎng)的工藝。在固體培養(yǎng)基中接種納豆芽孢桿菌，在倉(cāng)式培養(yǎng)箱、 淺盤或建成發(fā)酵堆中培養(yǎng)，制成納豆芽孢桿菌調(diào)理劑。由于是固體培養(yǎng)，極大地降低了芽孢桿菌的成本。本發(fā)明納豆芽孢桿菌調(diào)理劑能促進(jìn)污泥發(fā)酵，發(fā)酵升溫快，減少異味，更適合城市污泥堆肥。本發(fā)明采用二步好氧堆肥法，配合調(diào)理劑的使用，可將傳統(tǒng)的條垛污泥堆肥法的腐熟時(shí)間30-40天減少為110-160h，縮短發(fā)酵周期，大大提高了堆肥效率，提高了污泥的處理能力，并且處理成本低。


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圖1為堆肥過程升溫與調(diào)理劑的關(guān)系；圖2為堆肥中碳源利用與調(diào)理劑培養(yǎng)溫度的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一菌種、培養(yǎng)基、堆肥材料菌種納豆芽孢桿菌(Bacillus natto)購(gòu)自廈門綠標(biāo)生物科技公司，為液體狀， 里面約含納豆芽孢桿菌500萬個(gè)/ml。培養(yǎng)基，按重量比，豆餅粉31 %、麥麩67%、蔗糖1.2%、KH2PO4O. 8%,調(diào)制為水分 56%,PH6. 8-7. 3 ；培養(yǎng)基 121°C滅菌 30min。堆肥原料為自來水廠污泥。儀器設(shè)備WDP微生物多用培養(yǎng)箱，智能光照培養(yǎng)箱，細(xì)菌計(jì)數(shù)器、菌落計(jì)數(shù)器和塑料淺盤等。倉(cāng)式培養(yǎng)箱長(zhǎng)2. 2m、寬1. 0m、高1. lm，配置風(fēng)量21m3/min的熱風(fēng)機(jī)(常溫至 900C )及時(shí)間繼電器。其中底部0. an高作為鼓氣、氣流緩沖、導(dǎo)污層，以使風(fēng)流均勻地通過通風(fēng)孔道進(jìn)入培養(yǎng)箱，并可收集滲濾液將其排出；倉(cāng)壁用保溫板制成，并做防腐保護(hù)。納豆芽孢桿菌調(diào)理劑的最佳培養(yǎng)溫度的測(cè)定按4ml菌液/IOOg培養(yǎng)基的接種量在培養(yǎng)基原料中接種芽孢桿菌，在33、36、39、42、45°C下進(jìn)行好氧倉(cāng)式培養(yǎng)5d，制成納豆芽孢桿菌調(diào)理劑，分別含芽孢桿菌約6000萬至9000萬個(gè)/g培養(yǎng)基。將2%納豆芽孢桿菌調(diào)理劑加入堆肥原料中，進(jìn)行二步倉(cāng)式靜態(tài)堆肥。根據(jù)底物腐熟過程全碳變化、溫度變化、種子發(fā)芽率指數(shù)來確定納豆芽孢桿菌調(diào)理劑的最佳培養(yǎng)溫度。種子發(fā)芽率指數(shù)(GI)測(cè)定采用黃瓜種子。二步法倉(cāng)式靜態(tài)堆肥發(fā)酵工藝，即一步發(fā)酵堆肥溫度50_55°C，二步發(fā)酵堆肥溫度55-60°C ；第一次發(fā)酵堆肥結(jié)束之后，第二次發(fā)酵堆肥之前，對(duì)堆肥進(jìn)行完全翻料。翻料處理可促進(jìn)原料與空氣接觸，增強(qiáng)好氧發(fā)酵堆體中微生物的活力，從而提高堆肥效率和堆肥質(zhì)量。兩次堆肥溫度充分覆蓋了多種高溫腐熟微生物的生長(zhǎng)溫度范圍；又實(shí)時(shí)根據(jù)底物腐熟過程的全碳變化、溫度變化、種子發(fā)芽率指數(shù)調(diào)整其通氣量。倉(cāng)式堆肥反應(yīng)器長(zhǎng)4. 6m、 寬2. 0m、高2. lm，配置風(fēng)量21m7min的熱風(fēng)機(jī)(常溫至90°C )及時(shí)間繼電器，購(gòu)自廈門綠標(biāo)生物科技公司。其中，底部0. an高作為鼓氣、氣流緩沖、導(dǎo)污層，以使風(fēng)流均勻地通過通風(fēng)孔道進(jìn)入堆肥倉(cāng)，并可收集滲濾液將其排出；倉(cāng)壁用保溫板制成，并做防腐保護(hù)，持續(xù)使用二年仍完好；十個(gè)反應(yīng)器的堆肥車間占地約200m2，年處理污泥約1500噸。堆肥過程的一個(gè)重要指標(biāo)是開始階段的升溫情況；如果升溫快，表明納豆芽孢桿菌可以與各種微生物相互配合、協(xié)同作用，代謝活動(dòng)強(qiáng)，產(chǎn)熱多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1，不加納豆芽孢桿菌調(diào)理劑(對(duì)照組)的堆肥升溫明顯比有加調(diào)理劑的慢。使用納豆芽孢桿菌調(diào)理劑堆肥過程的全碳變化實(shí)驗(yàn)表明，將培養(yǎng)基原料39°C下制成的納豆芽孢桿菌調(diào)理劑進(jìn)行堆肥，微生物代謝活動(dòng)旺盛，碳源利用快，發(fā)酵最好，結(jié)果見圖2。使用納豆芽孢桿菌調(diào)理劑堆肥的腐熟效果實(shí)驗(yàn)表明，使用納豆芽孢桿菌調(diào)理劑堆肥的有機(jī)肥種子發(fā)芽率指數(shù)比不加納豆芽孢桿菌調(diào)理劑(對(duì)照組)的高出2-5%，而且產(chǎn)熱多，水分蒸發(fā)多；腐熟菌能夠相互配合、協(xié)同作用，產(chǎn)生的異味更少，更適合城市污泥堆
5肥。本實(shí)施例采用二步好氧堆肥，配合調(diào)理劑，將傳統(tǒng)的條垛污泥堆肥法的腐熟時(shí)間 30-40天減少為110-160h，縮短發(fā)酵周期，大大提高了堆肥效率，提高了污泥的處理能力。 從而，提供了一種投資少、工藝簡(jiǎn)易、發(fā)酵周期短、占地少的污泥就地堆肥方法。實(shí)施例二菌種、培養(yǎng)基、堆肥材料菌種同實(shí)施例一培養(yǎng)基，按重量比，豆餅粉35份、麥麩65份、蔗糖1份、KH2PO4I份，調(diào)制為水分 50%,PH6. 8-7. 3 ；培養(yǎng)基121°C滅菌30min，接種納豆芽孢桿菌菌液/IOOg培養(yǎng)基；25°C 培養(yǎng)4d，制成調(diào)理劑，其含納豆芽孢桿菌約3000萬至5000萬個(gè)/g培養(yǎng)基。實(shí)施例三菌種、培養(yǎng)基、堆肥材料菌種同實(shí)施例一培養(yǎng)基，按重量比，豆餅粉30份、麥麩70份、蔗糖2份、KH2PO4O. 5份，調(diào)制為水分 60%、PH6. 8-7. 3 ；培養(yǎng)基121°C滅菌30min，接種納豆芽孢桿菌4ml菌液/IOOg培養(yǎng)基；35°C 培養(yǎng)6d，制成調(diào)理劑，其中含納豆芽孢桿菌1 X 108-2 X IO8個(gè)/g培養(yǎng)基。上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑，按重量比，包括 豆餅粉30-35份；麥麩65-70份；糖1-2份；磷酸鹽0. 5-1份；水50-60份；納豆芽孢桿菌IX IO7-I X IO9個(gè)/克培養(yǎng)基。
2.一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑，其特征在于納豆芽孢桿菌6X 107-9X IO7個(gè)/克培養(yǎng)基。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑，其特征在于所述的磷酸 鹽為磷酸ニ氫鉀或磷酸氫ニ鉀。
4.一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑的制備方法，按重量比，包括 豆餅粉30-35份；麩料65-70份；糖1-2份；磷酸鹽0. 5-1份；將以上原料加水調(diào)制成水分50-60%，PH6. 8-7. 3的培養(yǎng)基，滅菌，冷卻后，接種納豆芽 孢桿菌；培養(yǎng)之后，制成含芽孢桿菌1 X IO7-I X IO9個(gè)/克培養(yǎng)基的調(diào)理劑。
5.如權(quán)利要求4所述的ー種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑的制備方法，其特征在于 所述的培養(yǎng)為培養(yǎng)基接種后，25-45°C生長(zhǎng)3-8d，制成調(diào)理劑。
6.如權(quán)利要求4所述的ー種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑的制備方法，其特征在于 所述的培養(yǎng)為培養(yǎng)基接種后，35-40°C培養(yǎng)4-6d，制成調(diào)理劑。
7.ー種污泥發(fā)酵方法，其特征在干，該發(fā)酵方法使用了權(quán)利要求1所述的用于污泥發(fā) 酵有機(jī)肥的調(diào)理劑。
8.如權(quán)利要求7所述的ー種污泥發(fā)酵方法，包括如下步驟A、將污泥調(diào)整至水分含量55-65%、C/N值27-33，全碳35-45%；B、第一次發(fā)酵堆肥攪拌均勻后送到發(fā)酵裝置建成發(fā)酵堆，升溫，在發(fā)酵溫度 50-550C，PH值7-9的條件下，發(fā)酵65_75h ；C、第二次發(fā)酵堆肥在發(fā)酵溫度55-60°C，PH值7-9的條件下，發(fā)酵55-7 ！。其中，步 驟B和步驟C中分別加入權(quán)利要求1所述的調(diào)理劑，調(diào)理劑的加入量為，按重量比，8-15% 堆肥重量。
9.如權(quán)利要求8所述的ー種污泥發(fā)酵方法，其特征在干步驟A的調(diào)整為加入農(nóng)業(yè)有 機(jī)廢棄物。
10.如權(quán)利要求8所述的ー種污泥發(fā)酵方法，其特征在于第一次發(fā)酵堆肥結(jié)束之后， 第二次發(fā)酵堆肥之前，對(duì)堆肥進(jìn)行完全翻料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于污泥發(fā)酵有機(jī)肥的調(diào)理劑及制造和使用方法，該調(diào)理劑，按重量比，包括豆餅粉30-35份；麥麩65-70份；糖1-2份；KH2PO4 0.5-1份；納豆芽孢桿菌1×107-1×109個(gè)/克培養(yǎng)基。本發(fā)明利用納豆菌具有的強(qiáng)力的病原菌抑制能力，可以產(chǎn)酸，調(diào)節(jié)菌群，通過污泥發(fā)酵及納豆菌的作用，使污泥無害化。納豆菌還能生成多種蛋白酶(特別是堿性蛋白酶)、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶，降解植物性雜質(zhì)某些復(fù)雜的碳水化合物，從而提高污泥的轉(zhuǎn)化率。
文檔編號(hào)C05F17/00GK102391027SQ20111022236
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者余淑蓉, 劉美齡, 宋志瑜, 戴蘭華, 許文江, 謝小青, 謝鴻根, 鄭曉倩, 陳志峰, 黃明強(qiáng) 申請(qǐng)人:福建省亞熱帶植物研究所, 許文江