CN101270003A - 生物有机肥料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物有机肥料、其制备方法。本发明生物有机肥料由以下重量份的原料制成：粪便85～95份，有机废弃物5～15份和活性污泥0.00001～0.00003份。本发明液态肥或固体肥料含有植物或农作物生长所必需的各种营养元素(包括大量元素和微量元素)，所制备的液态肥无色无臭、透明，重金属离子去除率为99.9％，有害物质去除率99.9％，病菌去除率为86.5％。本发明液态肥可作为植物的叶面肥、水培、喷施、滴灌、浇施肥料施用，固体肥料可以作为底肥和追施肥使用，本发明肥料使用方便，非常适合于家庭、城市或园林绿化使用。本发明工艺流程简捷，易于操作，成本低，有利于城市的污染治理及环境保护。

Description

生物有机肥料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机肥料，尤其涉及一种以城市化粪便里的粪池里的粪便和有机废弃物为原料制备而成的高效生物有机肥料，本发明还涉及该生物有机肥料的制备方法、其应用，属于肥料领域。
背景技术
现实生活中，城市化粪便里的粪池里的粪便不再成为农业的肥源，而成为了湖泊，河流的，地下水的污染源。城市里的烂菜叶，烂水果，臭鱼烂虾，以及水上植物如水葫芦等废弃物都被视为水源污染。
公开号为CN 1597633A的发明专利申请公开了一种有机肥料及其制备方法，该有机肥料以污泥、粪便和水上植物为原料制备而成，在该有机肥料制备过程中需要加入一定量的发酵菌和生物酶进行处理，导致该有机肥料的制备成本较高，此外，该有机肥料尚不能彻底去除粪便中的病毒或细菌，并且该有机肥料中的重金属含量也未能彻底去除，需要作进一步的改进。
公开号为CN 1762918A的发明专利申请公开了一种有机肥料及其制备方法，该有机肥料也是主要以污泥、粪便、水上植物或蔬菜废弃叶为原料制备而成，在该有机肥料制备过程中也需要加入干发酵片和乳酵菌素片进行处理，同公开号为CN1597633A的发明专利申请一样，存在制备成本较高，此外，该有机肥料尚不能彻底去除粪便中的病毒或细菌等问题，并且该有机肥料中的重金属含量也未能彻底去除，需要作进一步的改进。
发明内容
本发明针对现有的有机肥料中所存在的制备成本高、工艺流程较烦琐、不能彻底去除粪便中残留的病毒或细菌等问题，提供一种新的生物有机肥料，该生物有机肥料制备工艺简捷，制备成本较低，能够彻底清除各种有害的病毒或细菌，不含有重金属，并且该生物有机肥料富含植物生长所必需的各种大量和微量营养元素，肥效高。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的
一种高效生物有机肥料，主要由以下重量份的原料制成：
粪便85～95份，有机废弃物5～15份，活性污泥0.00001-0.00003份；
优选的，各原料的重量份是：粪便90份，有机废弃物10份，活性污泥0.00002份。
为了达到更佳的灭菌效果，所述的原料中还可含有0.001-0.1重量份的紫茎泽兰，更优选为含有0.01重量份的紫茎泽兰。
紫茎泽兰又名破坏草、飞机草，为菊科泽兰属，是一种分布广泛的杂草，现已广泛分布在世界热带、亚热带30多个国家和地区。紫茎泽兰因其植株为紫色而得名。20世纪40年代，紫茎泽兰由缅甸边境侵入云南。其生长力强，在330-3000米左右海拔高度范围均能生长，公路边、山坡上、水沟旁、草场边、农田里，房前屋后，甚至砖缝里均能生长，且传播迅速，紫茎泽兰成熟时，冠毛就象蒲公英一样，带着细小的草籽随风飘洒，四处播洒。紫茎泽兰除借风、人、畜及交通工具的传播进行有性繁殖，还可通过产生根蘖和茎落地生根进行无性繁殖。本发明通过在肥料中加入一定重量的紫茎泽兰，紫茎泽兰不仅能有效杀灭肥料中所含有的各种病菌，而且还具有生物农药的作用，随肥料一同施用后，还可起到防止病虫害的作用，可谓一举多得。
其中，所述的粪便优选为城市化粪池里的粪便；
所述的有机废弃物优选为城市的有机废弃物(如废弃的烂菜叶、烂水果，臭鱼烂虾，残汤剩饭以及水上植物如水葫芦)。
所述的活性污泥可按照以下方法制备得到：向含有大量有机质的生活废水(例如城市下水道中的生活废水)中连续通入空气，经一定时间后(该时间的控制可根据情况而定，可长可短，只要通过肉眼观察可见生活废水已形成污泥状絮凝物，说明已有大量的微生物繁殖，即可)因微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物，栖息着以菌胶团为主的微生物群，呈褐色、易于沉淀的絮凝体，即活性污泥，具有很强的吸附与分解有机物的能力。
所述的活性污泥中存在着大量的、由各种细菌和原生动物组成的微生物群体，还含有以金属氢氧化物为主体的无机物。活性污泥中的微生物群体是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等多种微生物组成的生态系。细菌是使活性污泥具有分解功能的主要微生物。所述的活性污泥中常见的细菌有动胶杆菌、假单孢菌、芽孢杆菌、小球菌、黄杆菌、产碱杆菌、无色杆菌、产气杆菌和诺卡氏菌等属。活性污泥中的细菌通常是以菌胶团的形式存在，呈游离状态者较少。菌胶团是由细菌分泌的胶质将细菌包覆成为表面为多糖类的粘性团块，使细菌具有抵御外界不利因素的能力，并使活性污泥自身具有良好的凝聚和沉淀的性能。菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分，形状很多，有分枝状、片状、垂丝状、蘑菇状等。活性污泥中还存在着丝状菌，常见的有球衣菌、白硫菌和硫丝菌等属。球衣菌对有机物有较强的分解能力。活性污泥中的原生动物有鞭毛虫、根足虫、纤毛虫和吸管虫等四类。它们多以游离细菌和有机颗粒为食。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种制备上述高效生物有机肥料的方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的
一种制备上述高效生物有机肥料的方法，包括：
(1)按所述重量份称取各原料：粪便85～95份，有机废弃物5～15份，活性污泥0.00001-0.00003份；
(2)将有机废弃物粉碎后与去除杂质的粪便混合均匀，得混合物；
(3)向混合物中加入活性污泥，在密封的条件下进行分解反应；
(4)步骤(3)中的分解反应结束后，将反应产物中的固体物和液体物分离；
(5)将所分离的固体物紫外线照射灭菌后，再利用分解反应所产生的沼气进行高温烘干，得到固体有机肥料；
(6)将所分离的液体物先用活性碳过滤，然后用紫外线灭菌，再用酸化的棉布进行过滤，得到无色、无味、透明的液体有机肥料。
步骤(2)中，优选的，将有机废弃物粉碎至20-80目筛，更优选为粉碎至40目筛；
步骤(3)中所述的分解反应优选在以下条件进行：分解反应温度：20-35℃.，分解反应时间：10-15天；每反应3～4小时搅拌10分钟；
步骤(5)中所述的高温干燥优选为105～110℃，干燥后固体肥料的水分＜10％。
为了达到更好的过滤效果，步骤(6)中优选为将所分离的液体物先用活性碳过滤后再用专利号为ZL022766596(授权公告号CN 2590638Y，发明名称：污水处理过滤装置)所公开的污水处理零排放装置进行第2次过滤，这样能更加有效的去除液体中的重金属和各种杂质及颜色。
步骤(6)所述的酸化的棉布是将普通的市售棉布用稀盐酸浸泡一段时间后，即得。该酸化的棉布带有大量的负电荷，可以有效的拦截带负电荷的病毒或细菌，使细菌或病毒不能通过酸化的棉布，这样更强化了除菌的效果。
如果要加入紫茎泽兰，只需要在步骤(2)中将紫茎泽兰与有机废弃物混合在一起，粉碎过筛，其余的步骤没有任何的改变。
本发明是在生物工程处理废水和沼气发酵技术的基础上发展而来的，该技术不产生废水，废气，只产生少许的废渣(1～2％)。
本发明利用城市化粪池里的粪便和城市里的有机废弃物，通过本发明的方法制备出大量的高效生物液态的有机肥料；同时也生产少量的固体高效的生物有机肥料；本发明所制备的液态肥或固体肥料含有植物或农作物生长所必需的各种营养元素(包括大量元素和微量元素)，所制备的液态肥无色无臭、透明，重金属离子去除率为99.9％，有害物质去除率99.9％，病菌去除率为86.5％。
本发明有机肥料使用非常方便，本发明所制备的液态肥可作为植物的叶面肥、水培、喷施、滴灌、浇施肥料施用。本发明所制备的固体肥料可以作为底肥和追施肥使用，是城市绿化的方便肥料，家庭和园林的好肥料。
整个工序建在台坡地上，以减少能源消耗，降低成本。该工程建在台坡地上，很少使用输送设备，再加上处理粪便是要收费，所以运行成本极低。
本发明方法制备的有机肥料经云南省化工产品质量监督检验站检测，达到或超过国家有机肥料标准，并取得了国家农业颁发的肥料登记证。三年的农田试验，都得到了农民和相关部门的好评。用本发明有机肥料种植出来的农作物或蔬菜都属于有机食品，产品品质高，不污染环境，有利于土壤的改良，可促进现代有机农业的发展。
本发明具有工艺流程短，易于操作，成本低，经济效益高，社会效益广，有利于城市的污染治理及环境保护，有益于现代农业的发展，有益于循环经济的发展等优点。
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。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。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。
一、试验材料
1、活性污泥的制备：向含有大量有机质的生活废水(例如城市下水道中的生活废水)中连续通入空气，经1-15天后因微生物繁殖而形成污泥状絮凝物，即得。
2、酸化棉布的制备：将普通的市售棉布用稀盐酸浸泡1-24小时后，即得。
实施例1
按以下重量称取各原料：粪便(城市化粪池里的粪便)850kg，有机废弃物(废弃的烂菜叶、烂水果，臭鱼烂虾，残汤剩饭或水上植物如水葫芦)50kg，活性污泥0.0001kg；将有机废弃物粉碎至40目筛后与去除杂质的粪便混合均匀，得混合物；向混合物中加入活性污泥，在密封的条件下进行分解反应；分解反应在以下条件进行：分解反应温度：28℃.，分解反应时间：14天；每反应4小时搅拌10分钟；分解反应结束后，将反应产物中的固体物和液体物分离；将所分离的固体物紫外线照射灭菌后，再利用分解反应所产生的沼气进行高温(105～110℃)烘干，得到固体有机肥料；将所分离的液体物先用活性碳过滤，然后用紫外线灭菌，再用酸化的棉布进行过滤，得到无色、无味、透明的液体有机肥料。
实施例2
按以下重量称取各原料：粪便(城市化粪池里的粪便)950kg，有机废弃物(废弃的烂菜叶、烂水果，臭鱼烂虾，残汤剩饭或水上植物如水葫芦)150kg，活性污泥0.0003kg；将有机废弃物粉碎至80目筛后与去除杂质的粪便混合均匀，得混合物；向混合物中加入活性污泥，在密封的条件下进行分解反应；分解反应在以下条件进行：分解反应温度：25℃.，分解反应时间：12天；每反应4小时搅拌10分钟；分解反应结束后，将反应产物中的固体物和液体物分离；将所分离的固体物紫外线照射灭菌后，再利用分解反应所产生的沼气进行高温(105～110℃)烘干，得到固体有机肥料；将所分离的液体物先用活性碳过滤，再用专利号为ZL022766596所公开的污水处理零排放装置进行第2次过滤，然后用紫外线灭菌，再用酸化的棉布进行过滤，得到无色、无味、透明的液体有机肥料。
实施例3
按以下重量称取各原料：粪便(城市化粪池里的粪便)900kg，有机废弃物(废弃的烂菜叶、烂水果，臭鱼烂虾，残汤剩饭或水上植物如水葫芦)100kg，活性污泥0.0001kg，紫茎泽兰0.1kg；将有机废弃物和紫茎泽兰粉碎至40目筛后与去除杂质的粪便混合均匀，得混合物；向混合物中加入活性污泥，在密封的条件下进行分解反应；分解反应在以下条件进行：分解反应温度35℃.，分解反应时间：13天；每反应4小时搅拌10分钟；分解反应结束后，将反应产物中的固体物和液体物分离；将所分离的固体物紫外线照射灭菌后，再利用分解反应所产生的沼气进行高温(105～110℃)烘干，得到固体有机肥料；将所分离的液体物先用活性碳过滤(再用专利号为ZL022766596所公开的污水处理零排放装置进行第2次过滤)，然后用紫外线灭菌，再用酸化的棉布进行过滤，得到无色、无味、透明的液体有机肥料。
实施例4
按以下重量称取各原料：粪便(城市化粪池里的粪便)950kg，有机废弃物(废弃的烂菜叶、烂水果，臭鱼烂虾，残汤剩饭或水上植物如水葫芦)150kg，活性污泥0.0003kg，紫茎泽兰1kg；将有机废弃物和紫茎泽兰粉碎至80目筛后与去除杂质的粪便混合均匀，得混合物；向混合物中加入活性污泥，在密封的条件下进行分解反应；分解反应在以下条件进行：分解反应温度：20-35℃.，分解反应时间15天；每反应3小时搅拌10分钟；分解反应结束后，将反应产物中的固体物和液体物分离；将所分离的固体物紫外线照射灭菌后，再利用分解反应所产生的沼气进行高温(105～110℃)烘干，得到固体有机肥料；将所分离的液体物先用活性碳过滤(再用专利号为ZL022766596所公开的污水处理零排放装置进行第2次过滤)，然后用紫外线灭菌，再用酸化的棉布进行过滤，得到无色、无味、透明的液体有机肥料。
试验例1  本发明有机肥料的性能测试
受试样品1：实施例1-4所制备的液体有机肥料；
受试样品2：实施例1-4所制备的固体有机肥料；
一、氮、磷、钾、pH值等项目的检测
1、试验仪器：等离子体发射光谱仪，凯氏定氮仪；
2、检测结果：将受试样品1和2分别按照国家标准所规定的方法进行检测后，检测结果见表1。
表1  氮、磷、钾、pH值等项目的检测结果
Figure A20081009068500091
二、蛔虫卵死亡率测定试验
采用沉淀法镜检，检测结果见表2。
表2  蛔虫卵死亡率测定试验结果
Figure A20081009068500101
从试验结果可以看出，受试样品1和2符合国家标准GB/7959-87《粪便无害化卫生标准》。
三、大肠杆菌数值的测定
按照GB/7959-87《粪便无害化卫生标准》对受试样品1和2的大肠杆菌数进行检测，检测结果见表3。
表3  大肠杆菌测定试验结果

Claims (10)

1、一种生物有机肥料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成：粪便85～95份，有机废弃物5～15份和活性污泥0.00001～0.00003份。
2、按照权利要求1的生物有机肥料，其特征在于，各原料的重量份是：粪便90份，有机废弃物10份，活性污泥0.00002份。
3、按照权利要求1或2的生物有机肥料，其特征在于，所述的活性污泥按照以下方法制备得到：向含有有机质的生活废水中连续通入空气，当生活废水形成污泥状絮凝物，即得。
4、按照权利要求1或2的生物有机肥料，其特征在于：所述的粪便为城市化粪池里的粪便；所述的有机废弃物选自废弃的烂菜叶、烂水果，臭鱼烂虾，残汤剩饭或水上植物中的任意一种或一种以上按任意比例的组合。
5、按照权利要求1或2的生物有机肥料，其特征在于：所述的原料中还含有0.001-0.1重量份的紫茎泽兰。
6、一种制备权利要求1或2的生物有机肥料的方法，包括：
(1)按所述重量份称取各原料；
(2)将有机废弃物粉碎后与去除杂质的粪便混合均匀，得混合物；
(3)向混合物中加入活性污泥，在密封的条件下进行分解反应；
(4)步骤(3)中的分解反应结束后，将反应产物中的固体物和液体物分离；
(5)将所分离的固体物紫外线照射灭菌后，再利用分解反应所产生的沼气进行高温烘干，得到固体有机肥料；
(6)将所分离的液体物先用活性碳过滤，然后用紫外线灭菌，再用酸化的棉布进行过滤，得到液体有机肥料。
7、按照权利要求6的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的分解反应在以下条件进行：分解反应温度：20-35℃.，分解反应时间：10-15天；每反应3～4小时搅拌10分钟。
8、按照权利要求6的方法，其特征在于：步骤(5)中所述的高温干燥的温度为105～110℃。
9、按照权利要求6的方法，其特征在于：步骤(6)中将所分离的液体物先用活性碳过滤后再用污水处理零排放装置进行第2次过滤。
10、按照权利要求6的方法，其特征在于：步骤(6)所述的酸化的棉布按照以下方法制备得到：将普通的市售棉布用稀盐酸或其它酸液浸泡，即得。
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