專利名稱：城市生活垃圾有機復合肥及其制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及高效有機復合肥的制造方法，具體來說就是一種城市生活垃圾有機復合肥及其制造方法。
近年來，由于農(nóng)業(yè)長期大量施用化肥，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)遭到嚴重破壞的現(xiàn)象。同時，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。進入21世紀，人口迅速增長，耕地大幅減少，面臨這嚴峻的農(nóng)業(yè)形勢，以有機肥料代替化肥是迫在眉捷的當務之急。
我國改革開放二十余年來，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，其生活方式也相應發(fā)生改變，致使城市生活垃圾有機物的含量隨之明顯增多。事實證明，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污染或少污染的資源化道路。
將城市生活垃圾有機成分進行堆肥發(fā)酵，降解為有機肥料可以解決其他處理方法中存在的不足。國內(nèi)已出現(xiàn)了一些采用自然堆肥發(fā)酵生產(chǎn)有機肥的垃圾處理場。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，同時自然堆肥法周期太長。一些文獻報道了采用微生物降解城市生活垃圾制造有機肥并人為添加N、P、K化肥的方法，如中國專利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合有機肥。但是該方法沒有在有機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、解磷細菌、解鉀細菌)，也沒有在有機肥中添加能防治土壤中病原微生物生長繁殖，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復合肥中，尚無既采用高效微生物降解城市生活垃圾有機質(zhì)，同時又在得到的有機質(zhì)中加入提高肥效的固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌和生物防治微生物菌的報道，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復合肥的方法。其大致過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物，在得到的有機質(zhì)中補充相應的N、P、K及其微量無素，再加入多功能微生物菌群中具有提高肥效的固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌和防治土壤中病原微生物生長繁殖、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復合肥。具體方法如下一、菌群來源及其微生物學特性本發(fā)明所說的多功能環(huán)境微生物菌群是由人所共知的真菌、放線菌及細菌等類組成的。按其功能分成三大類。
1、降解有機垃圾的微生物菌群本菌群由降解有機垃圾的菌種組成，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物，使其轉(zhuǎn)化為腐植質(zhì)。
2、增強肥效的微生物菌群這類微生物包括固氮菌、解磷細菌及解鉀細菌。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級菌種(凍干管或沙土管)進行擴大培養(yǎng)固體斜面培養(yǎng)→液體搖床培養(yǎng)→種子罐I～III級液體深層通氣培養(yǎng)，得到用于制造垃圾有機肥的菌液。
二、城市生活垃圾有機復合肥的制造(1)生活垃圾的分選利用人工分選與機械設備相結(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值的物質(zhì)與無價值的填埋物。
(2)有機垃圾的破碎應用機械破碎機對可堆肥化物料(有機垃圾)進行破碎處理，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”的順利進行，在發(fā)酵之前，應使可堆肥化物料的含水量、C/N比例等參數(shù)達標，然后充分混合攪拌。混勻后的物料輸送到堆肥的場地。
3、生活有機垃圾的一次發(fā)酵應用強制通風條垛堆肥法，其優(yōu)點是減少設備投資，降低成本。本法是在露天或棚架下將垃圾成行鋪開，料堆高2米，寬4～6米，料堆下面設有通風管道與濾液通道，并配有條垛翻拌機進行攪拌。
將降解有機垃圾的微生物菌群II級或III級種子，按0.1％比例接種于待發(fā)酵的物料中，進行“一次發(fā)酵”。在發(fā)酵過程中，應控制好如下發(fā)酵參數(shù)C/N比例為25∶1～35∶1；強制通風，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。全過程約10天。當溫度達60～70°時，可使病原微生物、寄生蟲蟲卵等有害生物死亡，達到無害化標準。
一次發(fā)酵最終指標是無惡臭，達無害化標準，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)酵堆肥進行再分選。主要采用機械分選設備進行，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塊，其粒度小于1.2cm。
5、二次發(fā)酵在一次發(fā)酵過程中，由于某些難降解的有機物(纖維素、木質(zhì)素等)仍殘留下來，故需進行二次發(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)酵過程中，應控制好如下參數(shù)含水率＜20％，C/N比＜20∶1，通風量同一次發(fā)酵，PH7.5～8.5，溫度≤40℃。全過程需20-25天左右。
二次發(fā)酵最終指標堆肥充分腐熟，含水率≤20％，C/N比＜20∶1。
6、配制有機復合肥二次發(fā)酵后的腐熟堆肥進行烘干，球磨與篩分處理后，按比例添加N.P.K及微量元素后，用攪拌機攪拌。同時，再噴灑固氮菌、解磷菌、解鉀菌及生物防治菌菌液。混勻后，即為散粒狀有機復合肥。
如用造粒機處理，可得顆粒有機復合肥。
城市生活垃圾有機復合肥系列產(chǎn)品的營養(yǎng)配方是根據(jù)農(nóng)作物的品種與土壤狀況的不同而設計的。一般通用型配方，其有機復合肥的N∶P∶K為11∶3∶7或10∶2.5∶6。而不同作物對N.P.K的吸收比例有所差別，同時考慮土壤中N.P.K流通量而設計專用型配方，可參照下表進行配制。
實施例取進行分選去掉非堆肥化物的5噸生活垃圾(有機垃圾)，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％比例噴灑擴培得到的降解生活垃圾的微生物菌群菌液，進行攪拌混合，應用強制通風條垛堆肥法進行一次發(fā)酵。第四天開始溫度達50℃以上，維持6天；第10天溫度下降為40℃，經(jīng)檢測達到無害化標準，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)勢菌液，混合后進入為期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，通風量同一次發(fā)酵，PH7.6，二次發(fā)酵后的腐熟堆肥進行烘干，球磨與篩分處理后，按比例添加N、P、K及微量元素后，用攪拌機攪拌。同時，再按0.05％噴灑經(jīng)擴培得到的固氮菌、解磷菌、解鉀菌及生物防治菌菌液?；靹蚝?，即為散粒狀有機復合肥。
權(quán)利要求
1.一種城市生活垃圾有機復合肥及其制造方法，其特征在于制造城市生活垃圾有機復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物的微生物菌群；(2)提高肥效的固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌；(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復合肥及其制造方法，由下列步驟構(gòu)成(1)利用強制通風條垛式堆肥法，接種上述能降解城市生活垃圾有機物的微生物菌群，進行一次發(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，全過程10日左右，一次發(fā)酵最終指標為無惡臭，達到無害化標準，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的細塊；(3)在二次發(fā)酵時，接種降解城市生活垃圾有機物的微生物菌群中具有降解纖維素能力的中溫型優(yōu)勢菌群；其主要參數(shù)是含水率＜20％，C/N比＜20∶1溫度≤40℃，全過程為20～25天左右；二次發(fā)酵的最終指標為堆肥充分腐熟；(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，進行攪拌；同時噴灑固氮菌、解磷細菌、解鉀細菌及生物防治菌；混勻后可制成各種形狀的有機復合肥。
全文摘要
本發(fā)明涉及城市生活垃圾有機復合肥及其制造方法。以城市生活垃圾中有機物為原料,接種多功能環(huán)境微生物菌群,進行好氧發(fā)酵,使之快速降解為腐植質(zhì)。再按不同農(nóng)作物的要求,配制成系列有機復合肥,并加入相關的增加肥效及生物防治的微生物。其優(yōu)點是本有機復合肥肥效高,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C05F11/08GK1355153SQ0012934
公開日2002年6月26日 申請日期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 申請人:威海哈爾濱工業(yè)大學科學與工程研究院