一种利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法

摘要

本发明公开了一种利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法，其包括以下步骤：步骤1，按照预定的比例，将秸秆和污泥添加在一起，混合均匀后，调节混合物料的碳氮比和水分含量；步骤2，将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌均匀后，在高于5℃的温度下，堆积发酵，获得有机肥料。按照本发明的有机肥料制备方法可以将秸秆和污泥转化为有机肥料，减少环境污染，实现秸秆和污泥的资源化利用，将按照本发明的方法制备的有机肥料施入土壤，可以减少化肥的施用量，促进作物生长。

说明书

技术领域

本发明属于有机废弃物处理技术领域，具体涉及一种利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法。

背景技术

随着城镇化的发展和人民生活水平的提高，居民生活用水量不断的增加，相应的生活污水排放量也逐渐增加，而污水处理时也产生了大量的污泥，但这些污泥没有得到有效的处理，对环境造成极大的危害。污泥已经成为第二大固体废物污染源。

另外，在我国农业的迅速发展过程中，还有约20％的农作物秸秆没有被利用，这些秸秆被任意堆放，不仅占据了大量空间，而且秸秆腐烂会污染环境。

因此，利用微生物发酵处理污泥和秸秆，从而将污泥和秸秆转化为肥料，对于实现污泥和秸秆的资源化利用，减少环境污染具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法，将秸秆和污泥转化为肥料，减少环境污染。

第一方面，本发明提供一种利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法，其包括以下步骤：

步骤1，按照预定的比例，将秸秆和污泥添加在一起，混合均匀后，调节混合物料的碳氮比和水分含量；

步骤2，将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌均匀后，在高于5℃的温度下，堆积发酵，获得有机肥料。

优选地，所述秸秆的重量份数为40～70份，所述污泥的重量份数为29～58份，所述复合菌剂的重量份数为1～2份。

优选地，其特征在于，所述复合菌剂由酿酒酵母、植物乳杆菌和细黄链霉菌组成。

优选地，步骤1中的混合物料的碳氮比为18～35:1。

优选地，步骤1中的混合物料的水分含量为50～75％。

优选地，在步骤2中，当发酵物料的温度不高于环境温度10℃的时间持续15天以上时，堆积发酵结束。

优选地，在步骤2中，混合物料的堆积发酵周期为3～8个月。

优选地，在步骤2的发酵过程中，在所述混合物料的温度上升至70℃后的50～60天之间，将发酵物料翻抛1次，然后用清水调整发酵物料的水分含量为50～75％，再继续发酵。

第二方面，本发明提供一种有机肥料，其是按照上述利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法制备而成的。

第三方面，本发明提供上述有机肥料的应用方法，将所述有机肥料作为底肥施入土壤，所述有机肥料的用量为1500～7500kg/hm

按照本发明的有机肥料制备方法可以将秸秆和污泥转化为有机肥料，减少环境污染，实现秸秆和污泥的资源化利用，将本发明制备的肥料施入土壤，可以减少化肥的施用量，促进作物生长。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在下文的描述中，所涉及的方法如无特别说明，则均为本领域的常规方法。所涉及的原料如无特别说明，则均是能从公开商业途径获得的原料。

农作物秸秆和污泥中都含有丰富的有机物。如果处理不当，这些有机物会腐烂、发臭、污染环境，但是，这些有机物也可以经过微生物发酵转化为有机肥中的有机质，变废为宝，实现秸秆和污泥的资源化利用。其中的秸秆优选玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆和大豆秸秆，污泥优选城市污泥、无污染的工业污泥和沟湖污泥。沟湖污泥优选为河道和人工湖的淤泥。本发明采用微生物发酵的方法将秸秆和污泥转化为一种有机肥料，从而减少秸秆和污泥造成的环境污染，实现秸秆和污泥的资源化利用，将本发明制备的有机肥料施入土壤，可以减少化肥的施用量，促进作物生长。

在本发明的一个具体实施方式中，利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法包括以下步骤：

1)原料的预处理。此步骤主要包括制备复合菌剂和粉碎秸秆。该复合菌剂由酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)组成。复合菌剂可以为三种微生物菌液组成的液态菌剂或者三种微生物菌粉组成的固态菌剂，优选为固态菌剂，三种菌粉按照重量计的配比为：酿酒酵母20～30份，植物乳杆菌15～25份，细黄链霉菌10～20份。三种菌粉可以采用市售的合格产品或者自行制备，优选为发明人自行制备。

为了便于原料混合和物料发酵均匀，优选将秸秆粉碎成长1～5cm的颗粒。

2)制备混合物料。按照预定的重量比例，先称取秸秆颗粒、污泥和复合菌剂。三种原料组分的重量配比分别优选：秸秆颗粒40～70份、污泥29～58份和复合菌剂1～2份。然后将秸秆颗粒和污泥添加在一起，搅拌、混合，再加入氮肥和清水调节混合物料的碳氮比和水分含量。氮肥优选尿素、硫酸铵、碳酸氢铵中的任意一种、两种或者三种的组合物。混合物料的碳氮比优选为18～35:1，混合物料的水分含量优选为50～75％。

3)发酵。将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌、混合均匀，然后在高于5℃的温度下，堆积发酵，当发酵物料的温度上升至70℃时，开始计时，在之后的50～60天之间，将发酵物料翻抛1次，使不同位置的物料保持均匀地发酵。然后用清水调整发酵物料的水分含量为50～75％，再继续发酵，当发酵物料的温度持续不高于环境温度10℃的时间持续15天以上时，发酵结束，得到的发酵产物作为一种有机肥料。混合物料的堆积发酵周期优选为3～8个月。

在应用上述制备的有机肥料时，将其作为底肥施入土壤。该有机肥料的施用量优选为1500-7500kg/hm

为了帮助更好地理解本发明的技术方案，以下提供实施例，用于说明本发明的利用秸秆和污泥发酵制备有机肥料的方法和制得的有机肥料的应用方法。

本实施例的利用玉米秸秆和城市污泥发酵制备有机肥料的方法包括以下步骤：

1)原料的预处理。一方面，按照重量计的配比，将20份酿酒酵母菌粉、18份植物乳杆菌菌粉和20份细黄链霉菌菌粉混合制备得到复合菌剂。发明人自行制备了上述三种菌粉，先分别将酿酒酵母、植物乳杆菌和细黄链霉菌的保藏菌种活化、扩大培养制备成液态种子液，然后接入相应的液态发酵培养基中，发酵培养得到液态培养物，再将液态培养物的菌体分离，浓缩，干燥，得到酿酒酵母菌粉、植物乳杆菌粉和细黄链霉菌菌粉，其中的酿酒酵母的含菌量≥1.0×10

另一方面，将玉米秸秆粉碎成长1cm的颗粒。

2)制备混合物料。按照重量比例，先称取40份玉米秸秆颗粒、58份城市污泥和2.0份复合菌剂。然后玉米秸秆颗粒和城市污泥添加在一起，搅拌、混合，然后加入尿素，调节混合物料的碳氮比为18:1，再用清水将混合物料的水分含量调整为50％。

3)发酵。将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌、混合均匀，然后在高于5℃的温度下，堆积发酵。在第65天时，发酵物料的温度上升至70℃，继续发酵55天，将发酵物料翻抛1次，使发酵堆内外的物料混合均匀。然后用清水调整发酵物料的水分含量为50％，再继续发酵90天，在最后的20天，发酵物料的温度持续不高于环境温度10℃，发酵结束，得到的发酵产物作为肥料一。

在应用肥料一时，将其作为底肥施入土壤。该肥料的施用量优选为1500kg/hm

本实施例的利用水稻秸秆和城市污泥发酵制备有机肥料的方法包括以下步骤：

1)原料的预处理。一方面，按照重量计的配比，将24份酿酒酵母菌粉、21份植物乳杆菌菌粉和17份细黄链霉菌菌粉混合制备得到复合菌剂。发明人按照与实施例一相同的方法自行制备了上述三种菌粉。

另一方面，将水稻秸秆粉碎成长3cm的颗粒。

2)制备混合物料。按照重量比例，先称取50份水稻秸秆颗粒、47份城市污泥和1.7份复合菌剂。然后将水稻秸秆颗粒和城市污泥添加在一起，搅拌、混合，然后加入硫酸铵，调节混合物料的碳氮比为25:1，再用清水调节混合物料的水分含量为65％。

3)发酵。将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌、混合均匀，然后在高于10℃的温度下，堆积发酵。在第60天时，发酵物料的温度上升至70℃，继续发酵50天，将发酵物料翻抛1次，使发酵堆内外的物料混合均匀。然后用清水调整发酵物料的水分含量为65％，再继续发酵70天，在最后的18天，发酵物料的温度持续不高于环境温度10℃，发酵结束，得到的发酵产物作为肥料二。

在应用肥料二时，将其作为底肥施入土壤。该肥料的施用量优选为4500kg/hm

本实施例的利用大豆秸秆和河道污泥发酵制备有机肥料的方法包括以下步骤：

1)原料的预处理。一方面，按照重量计的配比，将27份酿酒酵母菌粉、25份植物乳杆菌菌粉和13份细黄链霉菌菌粉混合制备得到复合菌剂。发明人按照与实施例一相同的方法自行制备了上述三种菌粉。

另一方面，将大豆秸秆粉碎成长4cm的颗粒。

2)制备混合物料。按照重量比例，先称取60份大豆秸秆颗粒、36份河道污泥和1.3份复合菌剂。然后将大豆秸秆颗粒和河道污泥添加在一起，搅拌、混合，然后加入碳酸氢铵，调节混合物料的碳氮比为30:1，再用清水调节混合物料的水分含量为60％。

3)发酵。将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌、混合均匀，然后在高于15℃的温度下，堆积发酵。在第20天时，发酵物料的温度上升至70℃，继续发酵50天，将发酵物料翻抛1次，使发酵堆内外的物料混合均匀。然后用清水调整发酵物料的水分含量为60％，再继续发酵20天，在最后的15天，发酵物料的温度持续不高于环境温度10℃，发酵结束，得到的发酵产物作为肥料三。

在应用肥料三时，将其作为底肥施入土壤。该肥料的施用量优选为6000kg/hm

本实施例的利用玉米秸秆和人工湖污泥发酵制备有机肥料的方法包括以下步骤：

1)原料的预处理。一方面，按照重量计的配比，将30份酿酒酵母菌粉、15份植物乳杆菌菌粉和10份细黄链霉菌菌粉混合制备得到复合菌剂。发明人按照与实施例一相同的方法自行制备了上述三种菌粉。

另一方面，将玉米秸秆粉碎成长5cm的颗粒。

2)制备混合物料。按照重量比例，先称取70份玉米秸秆颗粒、29份人工湖污泥和1.0份复合菌剂。然后将玉米秸秆颗粒和人工湖污泥添加在一起，搅拌、混合，然后加入尿素，调节混合物料的碳氮比为35:1，再用清水调节混合物料的水分含量为75％。

3)发酵。将复合菌剂加入水分含量调整后的混合物料中，搅拌、混合均匀，然后在高于8℃的温度下，堆积发酵。在第100天时，发酵物料的温度上升至70℃，继续发酵60天，将发酵物料翻抛1次，使发酵堆内外的物料混合均匀。然后用清水调整发酵物料的水分含量为75％，再继续发酵80天，在最后的20天，发酵物料的温度持续不高于环境温度10℃，发酵结束，得到的发酵产物作为肥料四。

在应用肥料四时，将其作为底肥施入土壤。该肥料的施用量优选为7500kg/hm

为了帮助更好的理解本发明的技术方案，以下提供施用本发明的有机肥料种植玉米试验例，用于说明本发明的应用效果。

在黑龙江省绥化市选取一试验田进行玉米种植试验，试验田土壤的基本理化性质为：pH 6.52、有机质含量29.25g/kg、碱解氮230mg/kg、速效磷22.31mg/kg、速效钾135.53mg/kg。试验设计5组，包括4个试验组和1个对照组，每组试验设计3个试验小区，每个试验小区面积为30m

四个试验组施用化肥和本发明制备的肥料一～肥料四，其中化肥的施用方法为尿素和硫酸钾分别作为基肥和拔节期的追肥，基追比为3:7，过磷酸钙作为基肥一次性施用。肥料一～肥料四均作为基肥一次性施用。四个试验组中各肥料的施用量为：试验组1中施用尿素198kg/hm

选用绥玉23号为试验品种，在5月上旬采用大垄单行播种，株距30cm，垄距90cm。各小区采用同样的常规管理，10月中旬收获。玉米收获后，每小区选取15株玉米进行考种，统计玉米的穗长、周长、秃尖长、穗粒数、行粒数和百粒重，同时统计每小区的玉米产量。计算每组的平均穗长、平均周长、平均秃尖长、平均穗粒数、平均行粒数和平均小区玉米产量。结果见表1。

表1

由表1数据可以看出，施用肥料一～肥料四的四组玉米的穗长、周长、穗粒数、行粒数、百粒重和小区玉米产量均高于对照，而秃尖长均低于对照。同时从化肥施用量可以看出，与对照组相比，试验组1～试验组4的化肥施用量分别比对照组减少10％、15％、20％和30％。说明本发明制备的有机肥料能够减少化肥的施用量，促进玉米生长，提高玉米产量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。