太阳城集团

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禾秆生物有机硅钾酵素菌肥及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201510549671.8

申请日:

2015.08.31

公开号:

太阳城集团CN105061118A

公开日:

2015.11.18

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||著录事项变更IPC(主分类):C05G 3/04变更事项:申请人变更前:孝感光美科技有限公司变更后:湖北光美生物科技股份有限公司变更事项:地址变更前:430000 湖北省孝感市孝南区卧龙乡长湖村316国道南变更后:430000 湖北省孝感市孝南区卧龙乡长湖村316国道南|||实质审查的生效IPC(主分类):C05G 3/04申请日:20150831|||公开
IPC分类号: C05G3/04; C05F17/00 主分类号: C05G3/04
申请人: 孝感光美科技有限公司
发明人: 戴俊峰; 蔡丽华; 汤家芳; 鲁淑华
地址: 430000湖北省孝感市孝南区卧龙乡长湖村316国道南
优先权:
专利代理机构: 武汉开元知识产权代理有限公司42104 代理人: 樊戎; 唐玲
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510549671.8

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2018.01.12|||2017.12.29|||2015.12.16|||2015.11.18

法律状态类型:

授权|||著录事项变更|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥及其制备方法,该菌肥包含:60%~80%的禾秆;9.89%~19.78%的活性污泥;10%~20%的啤酒硅藻土泥;0.1%~0.2%的发酵剂及0.01%~0.02%的硅酸盐细菌。该方法依次包括下列步骤:准备物料;建堆控制C/N;拌料加菌;加盖翻堆主发酵;加硅酸盐细菌后熟发酵。本发明实现了废弃物资源化,促进了自然资源的良性循环,利国利民。本发明以硅为核心,利用生物活性菌处理禾秆,工艺简单,禾秆还田生产成本低,所制得的肥料对农作物稳产增产效果显著,实现了“点禾成金”的效果。而且本发明制得的菌肥能抑制植物根系吸收重金属,减少水土污染,使禾秆中的硅钾安全无污染地还田,达到了“出污泥而不染”的效果。

权利要求书

1.一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:以质量分数计,它包含有下列原料组份:禾秆:60%~80%;活性污泥:9.89%~19.78%;啤酒硅藻土泥:10%~20%;发酵剂:0.1%~0.2%;硅酸盐细菌:0.01%~0.02%。2.根据权利要求1所述的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:以质量分数计,它包含有下列原料优化组份:禾秆:60%~70%;活性污泥:14.835%~19.78%;啤酒硅藻土泥:15%~20%;发酵剂:0.15%~0.2%;硅酸盐细菌:0.015%~0.02%。3.根据权利要求1所述的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:以质量分数计,它包含有下列原料优化组份:禾秆:60%;活性污泥:19.78%;啤酒硅藻土泥:20%;发酵剂:0.2%;硅酸盐细菌:0.02%。4.根据权利要求1或2或3所述的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:所述活性污泥为OSA-复合酶污泥经过原位减量、无害化处理、及隔膜压滤机压榨后的污泥滤饼;其固含量为50~60%;其有机质含量为300~600g/kg,氮含量为20~50g/kg,磷含量为10~20g/kg。5.根据权利要求1或2或3所述的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:所述啤酒硅藻土泥为啤酒酿造过程中废弃硅藻土;其固含量为40~45%;其主要成分为硅藻土,酵母及蛋白质。6.根据权利要求1或2或3所述的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:所述发酵剂为酵素菌,有效活菌数≥2.0亿/g。7.根据权利要求1或2或3所述的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,其特征在于:所述硅酸盐细菌为胶质芽孢秆菌,有效活菌数≥100亿/g。8.一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的制备方法,其特征在于:它包括下列步骤:(1)准备物料:按禾秆60~80%,活性污泥9.89~19.78%,啤酒硅藻土泥10~20%,发酵剂0.1~0.2%,硅酸盐细菌0.01~0.02%的质量配比准备物料;(2)建堆控制C/N:将所述60~80%的禾秆,9.89~19.78%的活性污泥及10~20%的啤酒硅藻土泥混合成堆肥物料进行建堆,控制C/N为23~28,堆积高度≤2m,占地面积≤50m2;(3)拌料加菌:往堆肥物料中加入所述质量配比0.1~0.2%的发酵剂,搅拌均匀,调节含水量为52~68%,经旋翻增容,控制容重为0.4~0.8g/cm3;(4)加盖翻堆主发酵:加盖保温保湿进行主发酵,控制主发酵初期温度为30~35℃,中期温度为40~45℃,后期温度为65~70℃,主发酵太阳城集团为20~25天,发酵累计温度为1000~1200℃;(5)加硅酸盐细菌后熟发酵:加入所述质量配比0.01~0.02%的硅酸盐细菌,搅拌均匀进行后熟发酵,控制后熟发酵温度按30~38℃循序升温,后熟发酵太阳城集团为5~7天,即制得所述禾秆生物有机硅钾酵素菌肥。9.根据权利要求8所述禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)加硅酸盐细菌后熟发酵:当主发酵完成后,温度降至38~40℃时,将有效活菌数≥100亿/g的胶质芽孢秆菌均匀泼洒于主发酵后的堆肥物料上并搅拌均匀,进行解磷、解钾及固氮;胶质芽孢秆菌按如下比例加入:以1m3堆肥物料为基准,将10~20g胶质芽孢秆菌充分溶解于10~20L水中配制成菌液加入。10.根据权利要求8或9所述禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中准备物料:所述活性污泥为OSA-复合酶污泥经过原位减量、无害化处理、及隔膜压滤机压榨后的污泥滤饼,其有机质含量为300~600g/kg,氮含量为20~50g/kg,磷含量为10~20g/kg,其固含量为50~60%;所述啤酒硅藻土泥为啤酒酿造过程中废弃硅藻土,其主要成分为硅藻土,酵母及蛋白质,其固含量为40~45%;所述步骤(3)中拌料加菌:将有效活菌数≥2.0亿/g的酵素菌稀释后均匀地洒在堆肥物料上;所述步骤(4)中加盖翻堆主发酵:当主发酵温度达到65~70℃,并持续34~38小时后,进行第一次翻堆,整个主发酵过程翻堆1~2次。

说明书

禾秆生物有机硅钾酵素菌肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化技术,具体地指一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥及其制备方法。

背景技术

太阳城集团禾秆指“稻梁菽麦黍稷”收获种子后留下的风干茎叶,是成熟农作物茎叶部分的总称,通常指水稻、小麦、玉米、大豆等农作物在收获籽实后的剩余部分。禾秆中粗纤维素高达30~40%,且富含15%左右的有机质(腐殖酸,胡敏酸及富里酸)和8~12%的硅(水稻),并含有木质素、氮、磷、钾、钙及镁等成分,是一种用途广泛的可再生生物资源。据有关文献报道,我国禾秆年产量高达8亿吨,带来占地面积大的问题,急需解决。

太阳城集团目前,禾秆的处置方法主要是燃烧,这种处置方法既污染了空气,也浪费了资源。现有技术中也有一些采用资源化技术手段将禾秆用于生产肥料的报道,其中:

太阳城集团CN201410677008.1专利申请公开了一种含有纳米硒的生物有机-无机复合肥及其制备方法,该纳米硒生物有机-无机肥包括农作物禾秆、二氧化硒、动物粪便、城市生活污泥、尿素、磷酸一铵或磷酸二铵、氯化钾、硅钾肥、纤维素酶、乳秆菌、产朊假丝酵母、枯草芽孢秆菌、地衣芽胞秆菌、硼砂、碱性剂、磷酸、水等原料。这种纳米硒生物有机-无机肥原料繁多,需添加较大量的辅助成分,成本较高。

CN200910014622.9专利申请公开了一种硅钾多元素有机复合肥的生产方法,该生产方法是在碱性条件下先将作物禾秆水解然后与粉煤灰/煤矸石反应以制取硅钾多元素有机复合肥。这种有机复合肥的生产方法,因粉煤灰/煤矸石中含有有毒化学物质,容易对农田造成二次污染。

太阳城集团CN201210493210.X专利申请公开了一种生物酶肥料,它是将畜禽粪便、稻壳粉、高梁秸秆、发酵酶制剂、矿石粉等搅拌均匀进行发酵,达到60~65℃有害菌基本全部杀死后,再筛选出石杂物粉碎,然后烘干,最后根据土壤和植物所需添加不同含量营养元素及酶制剂。这种生物酶肥料氮、磷含量不高,不但发酵速度慢,而且后续还需添加营养元素。

总体来说,现有技术中对禾秆的处置,利用禾秆生产肥料主要存在以下问题:(1)通常,禾秆的炭氮比在80:1左右,远大于发酵堆肥要求的炭氮比,氮素的不足使得禾秆发酵难度很高,难以保证肥料肥效;(2)现有技术中经常会采用加入人畜尿粪和氮素化肥的手段来调节炭氮比,但人畜尿粪中的氮和磷含量还不够高,发酵微生物容易从环境中吸取氮素,从而影响发酵速度,而添加较多的氮素化肥则会造成肥料成本的增加;(3)现有技术中也会通过添加城市生活污泥、工矿企业粉尘及废渣等固体废弃物来补充氮素,但这种方式往往会引入重金属等有毒有害物质,对农田二次污染,给人类健康造成潜在威胁;(4)禾秆中硅含量丰富,但难以被直接转化成农作物所需的硅钾肥。因此,如何“点禾成金”,更好地利用禾秆生产出肥效优良的肥料,实现硅钾安全还田,便成为本发明亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥及其制备方法,该禾秆生物有机硅钾酵素菌肥对农作物的增产效果显著,实现了废弃物资源化,成本低廉,且减少了水土空气污染。

太阳城集团为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,以质量分数计,它包含有下列原料组份:

太阳城集团禾秆:60%~80%;

太阳城集团活性污泥:9.89%~19.78%;

啤酒硅藻土泥:10%~20%;

发酵剂:0.1%~0.2%;

硅酸盐细菌:0.01%~0.02%。

进一步地,以质量分数计,它包含有下列原料优化组份:

禾秆:60%~70%;

活性污泥:14.835%~19.78%;

啤酒硅藻土泥:15%~20%;

太阳城集团发酵剂:0.15%~0.2%;

硅酸盐细菌:0.015%~0.02%。

进一步地,以质量分数计,它包含有下列原料优化组份:

禾秆:60%;

活性污泥:19.78%;

太阳城集团啤酒硅藻土泥:20%;

发酵剂:0.2%;

硅酸盐细菌:0.02%。

太阳城集团进一步地,所述活性污泥为OSA-复合酶污泥经过原位减量、无害化处理、及隔膜压滤机压榨后的污泥滤饼;其固含量为50~60%;其有机质含量为300~600g/kg,氮含量为20~50g/kg,磷含量为10~20g/kg。

太阳城集团进一步地,所述啤酒硅藻土泥为啤酒酿造过程中废弃硅藻土;其固含量为40~45%;其主要成分为硅藻土,酵母及蛋白质。

太阳城集团进一步地,所述发酵剂为酵素菌,有效活菌数≥2.0亿/g。

更进一步地,所述硅酸盐细菌为胶质芽孢秆菌,有效活菌数≥100亿/g。

一种禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的制备方法,它包括下列步骤:

(1)准备物料:按禾秆60~80%,活性污泥9.89~19.78%,啤酒硅藻土泥10~20%,发酵剂0.1~0.2%,硅酸盐细菌0.01~0.02%的质量配比准备物料;

太阳城集团(2)建堆控制C/N:将所述60~80%的禾秆,9.89~19.78%的活性污泥及10~20%的啤酒硅藻土泥混合成堆肥物料进行建堆,控制C/N为23~28,堆积高度≤2m,占地面积≤50m2;

太阳城集团(3)拌料加菌:往堆肥物料中加入所述质量配比0.1~0.2%的发酵剂,搅拌均匀,调节含水量为52~68%,经旋翻增容,控制容重为0.4~0.8g/cm3;

(4)加盖翻堆主发酵:加盖保温保湿进行主发酵,控制主发酵初期温度为30~35℃,中期温度为40~45℃,后期温度为65~70℃,主发酵太阳城集团为20~25天,发酵累计温度为1000~1200℃;

(5)加硅酸盐细菌后熟发酵:加入所述质量配比0.01~0.02%的硅酸盐细菌,搅拌均匀进行后熟发酵,控制后熟发酵温度按30~38℃循序升温,后熟发酵太阳城集团为5~7天,即制得所述禾秆生物有机硅钾酵素菌肥。

进一步地,所述步骤(5)加硅酸盐细菌后熟发酵:当主发酵完成后,温度降至38~40℃时,将有效活菌数≥100亿/g的胶质芽孢秆菌均匀泼洒于主发酵后的堆肥物料上并搅拌均匀,进行解磷、解钾及固氮;胶质芽孢秆菌按如下比例加入:以1m3堆肥物料为基准,将10~20g胶质芽孢秆菌充分溶解于10~20L水中配制成菌液加入。

太阳城集团更进一步地,所述步骤(1)中准备物料:所述活性污泥为OSA-复合酶污泥经过原位减量、无害化处理、及隔膜压滤机压榨后的污泥滤饼,其有机质含量为300~600g/kg,氮含量为20~50g/kg,磷含量为10~20g/kg,其固含量为50~60%;所述啤酒硅藻土泥为啤酒酿造过程中废弃硅藻土,其主要成分为硅藻土,酵母及蛋白质,其固含量为40~45%;

所述步骤(3)中拌料加菌:将有效活菌数≥2.0亿/g的酵素菌稀释后均匀地洒在堆肥物料上;

所述步骤(4)中加盖翻堆主发酵:当主发酵温度达到65~70℃,并持续34~38小时后,进行第一次翻堆,整个主发酵过程翻堆1~2次。

太阳城集团与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

其一,本发明将活性污泥与啤酒硅藻土泥引入禾秆中,进行合理配伍,并通过发酵剂和硅酸盐细菌酶切,制得禾秆生物有机硅钾酵素菌肥,该菌肥符合新版NY884-2012《生物有机肥》标准,实现了废弃物“一禾两泥”的生物资源再利用,促进了自然资源的良性循环,避免了焚烧禾秆所带来的空气污染。

其二,本发明利用禾秆中富含硅这一特点,以“硅”为核心,通过酵素菌中的三素酶(纤维素酶、半纤维素酶及木质素酶)将禾秆三素(纤维素、半纤维素及木质素)分解转化成三酸(腐殖酸、胡敏酸及富里酸),再通过硅酸盐细菌释放出硅酸(H4SiO4或H2SiO3·nSiO2),硅酸与钾反应生成硅酸钾,硅素对作物稳产高产起到“三抗三促”(抗倒伏、抗病害及抗干早;促光合作用、促根系生长发育及促养分有效利用)作用,从而使得施加本发明禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的农作物增产效果显著,普遍增产优质商品10%~25%以上,在优化条件下甚至高达50%以上,实现“点禾成金”。

其三,本发明利用活性污泥中含有较高的有机质、氮、磷等营养元素,弥补禾秆营养的不足,并添加硅藻土啤酒滤泥补充硅源,使得硅素与氮、磷、钾三要素优化配合、无机肥与有机肥相结合、速效肥与长效相结合、禾秆生物发酵剂与固氮菌、解磷菌及解钾菌相结合,功效互补,最终不但实现了农作物优质高产稳产,增产增收的效果,也使得本禾秆生物有机硅钾酵素菌肥成为优良的“土壤改良剂”、“缓释保墒剂”及“重金属吸附剂”,能调节土壤肥力,抑制植物根系吸收重金属,减少水土污染源,避免重金属对农田二次污染,消除重金属对人类健康的潜在威胁,实现硅钾安全无污染地还田,解决了污泥农用中太阳城集团重金属及有害细菌的安全性问题,可谓“出污泥而不染”。

其四,本发明制得的硅钾肥具有调氮,活化磷钾,增产的功效,因此,其不但是一种优良的硅肥料源、调节性肥料、品质肥料、保健肥料,而且还具有协同增效功能。

其五,本发明利用生物活性菌处理禾秆,禾秆还田生产成本低,工艺简单,易于工业化生产。

附图说明

图1为禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的制备工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,便于更清楚地了解本发明,但它们不对本发明构成限定。

实施例1~3

如图1所示,本发明禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的制备方法,包括下列步骤(吨规模操作):

太阳城集团(1)准备物料:按禾秆60~80%,活性污泥9.89~19.78%,啤酒硅藻土泥10~20%,发酵剂0.1~0.2%,硅酸盐细菌0.01~0.02%的质量配比准备原料,其中,实施例中禾秆秆采用的是收获种子后留下的风干水稻秆和叶片,也可采用小麦、玉米、大豆等农作物茎叶,将禾秆粉碎或切成1~2厘米的小丝段;活性污泥为经过OSA-复合酶污泥原位减量、无害化处理、隔膜压滤机压榨的污泥滤饼,其固含量为50%~60%,其有机质含量为300~600g/kg,氮含量为20~50g/kg,磷含量为10~20g/kg;啤酒硅藻土泥为啤酒酿造过程中废弃硅藻土,其主要成分为硅藻土,酵母及蛋白质,固含量为40.08%,硅藻土占82.84%,酵母和蛋白质占17.16%;发酵剂为市售酵素菌,有效活菌数≥2.00亿/g;硅酸盐细菌为市售胶质芽孢秆菌,有效活菌数≥100亿/g;

太阳城集团(2)建堆控制C/N:将所述60~80%的禾秆,9.89~19.78%的活性污泥及10~20%的啤酒硅藻土泥混合成堆肥物料进行建堆,控制C/N为23~28,并调节pH值为6~8,控制堆积高度≤2m,占地面积≤50m2;

太阳城集团(3)拌料加菌:首先将所述质量配比0.1~0.2%的发酵剂在37℃活化扩增培养24小时,该发酵剂为酵素菌;然后将该扩增培养过的有效活菌数≥2.0亿/g的酵素菌洒在堆肥物料上并搅拌均匀,调节含水量为52~68%(若以堆肥物料的含水量60%为基准,每吨堆肥物料可加500kg水浸泡),经旋翻增容,控制容重T(体积密度)为0.4~0.8g/cm3;

(4)加盖翻堆主发酵:覆盖保温保湿材料保温保湿进行主发酵,注意禾秆堆积发酵一定要把好保温、保湿及通气三道关,在保温管理的前提下做好通气和保湿管理,开始发酵第一周的关键技术是温度控制与管理,循序升温,控制主发酵初期温度为30~35℃,中期温度为40~45℃,后期温度为65~70℃,当温度达到65~70℃,持续34~38小时后,进行第一次翻堆,整个主发酵过程以旋翻1~2次为宜,主发酵太阳城集团为20~25天,发酵累计温度为1000~1200℃,当禾秆粉(禾秆丝或段),逐渐变成黄色并伴有酒香气溢出时,表明发酵基本完成,得到禾秆发酵初产物,此时应撤去覆盖物,散堆摊薄降温,以防二次发酵再度升温;

(5)加硅酸盐细菌后熟发酵:首先将所述质量配比0.01~0.02%的硅酸盐细菌在37℃活化扩增培养24小时,该硅酸盐细菌为胶质芽孢秆菌;然后,当主发酵完成后,温度降至40℃左右时,将该扩增培养过的有效活菌数≥100亿/g的胶质芽孢秆菌喷洒到主发酵后的堆肥物料上,搅透、拌均匀,其中,胶质芽孢秆菌可按如下比例加入:以1m3堆肥物料为基准,将10~20g胶质芽孢秆菌充分溶解于10~20L水中配制成菌液加入;接着,按30℃→35℃→38℃循序升温堆放发酵5~7天,进行后熟发酵,即可制得所述禾秆生物有机硅钾酵素菌肥。

太阳城集团(6)完成筛分,检验,计量包装及入库。

实施例1~3中涉及的具体工艺参数见下表1:

表1

实施例1~3所制得的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥的增产效果见

下表2:

表2

经质量检测,实施例1~3所制得的禾秆生物有机硅钾酵素菌肥达到生物有机肥产品技术指标要求与重金属限量技术要求,均符合新版NY884-2012《生物有机肥》标准。本发明禾秆生物有机硅钾酵素菌肥实现了农作物的优质高产稳产,从表2数据也可以看出其对农作物的增产效果十分显著。

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生物 有机硅 酵素 菌肥 及其 制备 方法
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