CN104893981A - 一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂、草炭及其制备方法和应用 - Google Patents
一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂、草炭及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，包括以下功能性菌类重量份组分：放线菌液5-15；真菌液15-25；细菌液占15-25；乳酸菌40-60。本发明公开了营养草炭的制备方法，包括将绿植垃圾制备成小块或粉类物料，与所述微生物制剂喷洒混合，搅拌均匀，磙压，覆盖物料进行第一次发酵；2至3天后将物料磙压两至三次，使物料紧密，进行第二次发酵。本发明还公开了所述营养草炭在食用菌、生物肥料或生物饲料方面的再生利用。本发明利用微生物功能菌生产的集团菌剂，对绿植垃圾进行有效分解软化，保持了生物质良好性状，营养草炭的质量稳定、可靠。且简单易行，规模可大可小，因地制宜，是易于在各种城市推广的方法。
Description
技术领域
本发明涉及城市绿植废物资源性利用物质和方法，尤其涉及绿化植物废枝、废叶、废弃物处理方法及生物质营养草炭生产方法，特别涉及一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂、草炭及其制备方法和应用。
背景技术
我国近20年来，城市化进程加快，目前大中城市已达600多个，城市人口已超过四亿，超过了一个欧洲的全部。人口集居一起，道路、车辆、居住密集、空气污染、水源污染等造成严重的环境污染，负效应带来严重的灾难性问题。“城市病”成为各国学者和政要急需解决，但又无法彻底解决的一大世界性难题。在千百个治理城市“病”的方法中，只有加强城市绿化，才是唯一的，可以缓解城市“病”的有效方法。所以各国都在这一问题上面下大功夫。“世界绿化城市”，“中国绿化城市评比”，“绿化标准”，“绿化占有比例”等政策、法规层出不穷。“城市空气质量、目测日报等手段都大大地促进了城市绿化的发展和营造。但是，世界上事物总是一分为二，有利必有害，目前大城市“绿植垃圾”也同城市“生活垃圾”一样压在城市建设和发展的背上，而且越来越重，有些已经达到了无法承受和无法解决的程度。绿植垃圾多样化，水分大，突然性多发、周期性数量巨大、距远、处理难，都成为难题。从目前国际、国内专业会议和方法论证，到实际考查，都还没有有效的处理方法，真正成为一个世界难题。
在绿植垃圾方面，我国面临的挑战更为严俊。因为国外的城市与周边的农村之间还有很多空间和余地，可以找到一些处理的权宜之计。但中国不行，由于全国十几亿人口，大多数集中在东部和中部，城市和农村人口都相对密集，尤其是城市近效相对发展建设较快，人口聚集比远郊农村绸密，空间太小。一般处理方法，在中国这样的环境条件下都行不通。中国必须解决这一问题，必须创新发明一个能彻底解决这一个日积月累的巨大包袱。
目前，针对这一问题，国内外解决的办法有三种：一是生产有机肥料方法。生产肥料应该是一个好的出路，但是绿植垃圾在肥料总量中可以占到70％-80％，但成本仅占肥料的10％-15％，生产中费用太大，不能以它为主。而且细度不好，太粗影响肥料质量，加工成粉，由于大部分为新鲜枝叶，湿度大难以成粉。如果制干和粉细成本增大，很不经济，利用绿植垃圾的肥料厂难有出路。二是生产气化能源。植物秸秆产生气化能源技术上已经成功，利用绿植新鲜的材料，在应用上也无障碍。但是绿植垃圾季节性很强，有时铺天盖地，有时多天无货。另外，建设大型气化站，远程供气保障难度大，目前没有全年周期供气的成功例子，此路风险显然较大。三是燃料块生产。也是因为原料湿度大，原料供给不正常，销路难，目前也没有得成功的例子。
发明内容
本发明提供了城市绿植废物资源性利用物质和方法，特别提供了一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂、草炭及其制备方法和应用，解决了上述技术问题，通过采用一次性处理方法，大规模处理城市的绿植废弃物，变害为利，用微生物处理的方法，经二次发酵堆放碾压形成一种生物营养草炭型的生物资源。
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：
本发明提供了一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，包括以下功能性菌类重量份组分：放线菌液5-15、真菌液15-25；细菌液占15-25；乳酸菌40-60。优选为：放线菌液10；真菌液20；细菌液占20；乳酸菌液50。
所述功能性菌类微生物，是指以下的任意二至三类的四至六个菌种之一的菌种：菌类为以下的放线菌为：Saccharomonospora glauca Greiner-Mai et dl1988Accc-41055←DSMZ←H.j.Kutzner，K62(Saccharomonospora viridis)；＝DSM43769＝IFO1481，JCM7444，NBRC14831；降解纤维素；分离源：compostedgarbage；
真菌为：Myceliophthora thermophila(Apinis)van Oorschot Accc←30571←中国农业科学院土肥所←美国典型物培养中心ATCC48102，纤维素降解菌；
细菌为：Arthrobacter arilaitensis Irlinger et al.2005Accc——03905←中国农业科学院饲料研究所；原始编号：B400；饲料用纤维素酶、植酸酶、木聚糖酶等的筛选；分离地点：江西鄱阳县；
乳酸菌为：Lactobacillus aciaphilus(moro)Bergey et al.嗜酸性乳酸菌Accc-10637←中国农业科学院土肥所←轻工业食品发酵研究所IFFI6006；Lactobacillus bulgaricus(Luerssenetkuhn)Holland保加利亚乳杆菌Accc-11058←中国农业科学院土肥所←中国科学院微生物所AS1.557，产酸较多，用于制青储饲料；
Lactobacillus Plantarum(oria-Jehsen)Holland弯曲乳杆菌Accc-11095←中国农业科学院土肥所←轻工业食品发酵研究所IFFI6015←沈阳啤酒厂用于制青储饲料。
本发明还提供了一种城市绿植垃圾生物营养草炭的制备方法，包括以下步骤：将绿植垃圾制备成小块或粉类物料，与所述的微生物制剂喷洒混合，搅拌均匀，磙压，覆盖物料进行第一次发酵；2至3天后再将物料磙压两至三次，使物料紧密，进行第二次发酵，制成成品。
所述物料用固体菌剂是用液体母菌液加入固体秸秆基料中发酵而成，其母菌液用量为10-15重量份。
所述二次发酵，是将物料粉碎成1-2公分碎块或粉料，堆放40-60公分厚，喷入菌剂混合，用机械压两次，使其第一次好氧发酵，3-5天后再压两次促使进行二次厌氧发酵。
所述第二次发酵乳酸菌大量形成，二次发酵原料温下降到25℃以下，PH值下降到3.44.0之间，第二阶段发酵完成。
本发明还提供了所述市绿植垃圾生物营养草炭在食用菌方面的再生利用，是所述草炭经过再次粉碎，加入食用菌菌剂再生利用。
本发明还提供了所述市绿植垃圾生物营养草炭在生物肥料方面的再生利用，是所述草炭与固体营养物质配合再生利用。
本发明还提供了所述市绿植垃圾生物营养草炭在生物饲料方面的再生利用，是所述草炭经过机械膨化，成为饲料物质再生利用。
本发明具有以下技术效果：
本发明利用微生物功能菌生产的集团菌剂，对绿植垃圾进行有效分解软化，保持了生物质良好生物性状，营养草炭的质量稳定、可靠。方法且简单易行，规模可大可小，因地制宜，是易于在各种城市推广和掌握的方法。
具体实旅方式
实施例1
一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，包括：放线菌液10L；真菌液20L；细菌液占20L；乳酸菌液50L。
制备方法：筛选菌种：选择两组菌种，一组为好氧菌种的筛选，另一组是厌氧菌种的筛选，两组菌种组合成混合菌团。组合菌种如下：①放线菌：Saccharomonospora glauca Greiner-Mai et dl1988
Accc——41055←DSMZ←H.j.Kutzner，K62(Saccharomonospora viridis)；＝DSM43769＝IFO1481，JCM7444，NBRC14831；降解纤维素菌；分离源：compostedgarbage.
②真菌：Myceliophthora thermophila(Apinis)van OorschotAccc——30571←中国农业科学院土肥所←美国典型物培养中心ATCC48102，纤维素降解菌。
③细菌：Arthrobacter arilaitensis Irlinger et al.2005Accc——03905←中国农业科学院饲料研究所；原始编号：B400；饲料用纤维素酶、植酸酶、木聚糖酶等的筛选；分离地点：江西鄱阳县。
④乳酸菌：：Lactobacillus aciaphilus(moro)Bergey et al.嗜酸性乳酸菌Accc——10637←中国农业科学院土肥所←轻工业食品发酵研究所IFFI6006。制备成菌液，将上述菌液体混合。
实施例2
一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，包括：放线菌液5L；真菌液15L；细菌液占15L；乳酸菌液40L。
制备方法：方法同实施例1。所述乳酸菌为：Lactobacillusbulgaricus(Luerssenetkuhn)Holland保加利亚乳杆菌Accc——11058←中国农业科学院土肥所←中国科学院微生物所AS1.557。产酸较多，用于制青储饲料。
实施例3
一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，包括：放线菌液15L；真菌液25L；细菌液占25L；乳酸菌液60L。
制备方法：方法同实施例1。所述乳酸菌为：Lactobacillus Plantarum(oria-Jehsen)Holland弯曲乳杆菌Accc——11095←中国农业科学院土肥所←轻工业食品发酵研究所IFFI6015←沈阳啤酒厂用于制青储饲料。
实施例4
一种城市绿植垃圾营养草炭的制备方法，首先将植物枝、叶、花、果实、种子等废弃物用机械打碎，再经过微生物制剂进行好氧处理和厌氧处理，同时进行机械二次重压、二次发热和发酵过程，最后经过一年堆集，堆放碾压形成密集的、体积相对较小的生物“砖”，即制备为草炭类物质。因为这种草炭类物质仍富含一定的营养成分，所以定名为“营养草炭”，因而，这种生物营养草炭能够作为一种资源进行二次利用。
本发明采用实施例1-3之一的微生物制剂来控制绿植垃圾的二次发酵；改进并加速多个纤维素，半纤维和木质素的处理和调查制备过程，不使生物资源腐臭和变质。
本发明所述步骤还包括，为了控制生物资源长期良好的贮备，优选方法是：
1、选择具有工程优势的微生物种类和菌种，组合成强力菌团，促进二次发酵过程的完成。其中：真菌、放线菌和两个细菌，在绿植垃圾开始第一阶段发酵时，发挥重要作用。这时原材料中间空隙中还存有一定数量的空气，绿植垃圾的植物细胞还在继续呼吸，加入本发明菌团、菌剂以后，第一阶段好氧发酵加快，促使菌体大量繁殖，在呼吸的同时产生二氧化碳和热量，良好的完成第一阶段的好氧发酵过程。
2、第二阶段发酵过程。
由于第一阶段好氧发酵进行良好，放出了大量的二氧化碳，在二氧化碳占据了原料空隙以后，营养草炭发酵即进入了第二个阶段厌氧发酵阶段。这个时间料温在不段增加，达到28℃——30℃时，给第二部分微生物提供了条件，这时乳酸菌快速大量繁殖，随着氧气的耗尽，物料内形成了厌氧的环境，各种加入的厌氧微生物和土生的厌氧微生都大量繁殖。如乳酸菌、梭菌和酵母菌，对在第一次发酵阶段产物糖类进行代谢产酸，酸的浓度增加，又为乳酸菌的快速繁殖创造了良好条件。乳酸菌大量形成，二次发酵原料温由33℃下降到25℃以下，PH值由6.0下降到3.4——4.0之间，第二阶段发酵基本完成。
3、成品贮存条件和产品的标准。
营养草炭生产最后时期，物料中乳酸达较高水平时，乳酸菌本身也受到抑制。如果在产生的乳酸、乙酸量比较充足，在没有空气进入料内的情况下，各种发酵微生物菌种数量和代谢活动会达到相对稳定的阶段，完全可以预防其他杂菌的生长繁殖，保证营养草炭的质量。在整个工艺生产中有两个重要的生产和贮存条件，即对物料要“压实和密封”，才能长期保质保存。否则，乳酸含量少，有害的杂菌多，丁酸菌就会产生丁酸，分解物料，使蛋白质，氨基酸分解为氨和胺，这时物料会发出臭味。如果封闭不严，空气进入，一经氧化就会产热，杂菌侵入，产品质量下降会造成失败。
4、接种发酵前的物料准备。在第一次投放菌剂促其发酵前，对物料的处理标准是按为最好实现本发明所要解决的技术问题进行的。优选首先将城市绿植垃圾分割成小段，再粉碎成1-2公分的小木块或粉状物质。再将粉碎后的物料与上述菌剂混合。一般要求湿度大的物料用固体菌剂处理；用量为约5-10％均可。杂质多的，用量大一些可用10—15％均可，杂质少的菌剂用量可少一点，可按具体条件来调整添加的比例。
实施例5
实施例4的营养草炭优点及其具有以下方面的应用。
1、营养草炭贮备条件及特点
由于营养草炭在生产和贮备时要求封闭，避免空气进入为基本要求。所以首先要根据城市绿植垃圾的数量，选择适宜的条件。例如：低凹地，山沟，矿洞或具备周边防护条件的设施内。贮备时间以五年至永久性贮备均可。由于营养草炭可以重复再生利用，时间越入，炭化程度越高，实际上是一个生物资源贮备保护及利用项目，相比火烧，霉变，腐烂等处理方法良好的多。是一个技术创新、资源创新、再生资源利用的创新发明。
2、本实施例1-3强力微生物菌剂的制备和绿植发酵物料的处理方法：
①多种强力微生物菌剂的制备方法：
首先筛选对本发明所述对木质素、纤维素和半纤维素具有较强分解能力的细菌、放线菌和真菌菌种。特别是对第二次发酵起重要作用而乳酸菌菌种选择，是营养草炭的成功的基础。
本发明还提供了所述微生物菌剂制备方法，包括以下步骤，引进各类菌种，单一菌种斜面试管培养，镜检，试管扩大培养，三角瓶摇床液体菌液培养，可以是20升玻璃发酵罐单菌混合培养，100升菌液混合培养，2000升菌液混合发酵，贮罐，分装，成品入库。
②绿植垃圾物料的制备和堆制：
绿植物料主要是采用机械的办法，将大型和不规则的原料处理为统一标准的物料。首先将较大的树杆，树枝，叶子，花、果、实、种子，用切割机械切成小段，再用打草机或粉碎机打粉成1-2公分大的块状物和丝状物，将块状与粉状物混合送入堆料场，用混合机将物料与菌剂混合。也可将物料堆50公分厚，用喷洒机将菌液、菌粉，喷洒在物料上边，经过机械搅拌均匀后，再用磙压机压一二次，覆盖黑色膜让物料进行第一次发酵，三天后再将物料滚压两次，使物料紧密，进入第二次发酵。夏天温度较高可两天一次滚压物料，覆盖二次物料，使物料一层一层不断加高，根据场地要求几米、几十米、上百米厚度均可，堆集越高，压的越实越好。物料水分含量高时或遇降水，物料场要注意排水，物料干时要注意喷水，水分含量为30-35％为宜。物料含水量高时，自然排出的液体可贮存，在缺水时回用，不让其自由排放，造成污染和浪费。大型堆料场可用潜水泵高扬程向物料上喷洒微生物菌液。用铲车整理料堆和混合搅拌。用托拉机滚压物料为宜。
3.营养草炭的再生利用，以下为三个应用方面：
(一)利用营养草炭生产生物肥料。营养草炭经过半年堆放和后发酵过程，即变成一种近似草炭的比较稳定的生物质资源。生物肥料厂可直接用它与别的营养元素肥料成份混合，制成高质量的生物肥料。由于营养草炭还有一定营养，除利用他的生物质部分外，也能为肥料增加一定的营养成份，利用价值很好。由于它数量巨大，质量成份稳定，为生产优质肥料和灵活性、季节性生产提供了保证。
(二)利用营养草炭生产食用菌基料。营养草炭的颗粒大小与食用菌培养料大小基本一制。食用菌厂可以用其与其它营养物质配合，制作食用菌捧，由于营养草炭经过微生物处理软化，又经过长时发酵，杀死了有害杂菌，转化很多植物蛋白及营养物质极易被食用菌类的大型菌类作为营养物质再次利用。营养草炭大规模二次利用为人们提供了良好的菌类食物资源，经济效益和生态意义重大。
(三)利用营养草炭生产高级草食动物饲料：
营养草炭生产时，如果注意原材料的纯净问题和生产中的无害操作程序，营养草炭完全可以成为良好的饲料资源。用他配制各种牛、羊、兔、鹅的饮料和部分草食类水产养殖饲料，也是城市绿植资源对农业支持。利用前途良好，经济价值很好。
Claims (10)
1.一种用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，包括以下功能性菌类重量份组分：放线菌液5-15、真菌液15-25；细菌液占15-25；乳酸菌液40-60。
2.根据权利要求1所述的用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，所述组分为以下重量份组分：放线菌液10；真菌液20；细菌液占20；乳酸菌液50。
3.根据权利要求1或2所述的用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，所述功能性菌类微生物，是指以下的任意二至三类的四至六个菌种之一的菌种：
菌类为以下的放线菌为：Saccharomonospora glauca Greiner-Mai et dl1988Accc-41055←DSMZ←H.j.Kutzner，K62(Saccharomonospora viridis)；＝DSM43769＝IFO1481，JCM7444，NBRC14831；分离源：composted garbage；
真菌为：Myceliophthora thermophila(Apinis)van Oorschot Accc——30571←中国农业科学院土肥所←美国典型物培养中心ATCC48102；
细菌为：Arthrobacter arilaitensis Irlinger et al.2005Accc——03905←中国农业科学院饲料研究所；
乳酸菌为：Lactobacillus aciaphilus(moro)Bergey et al.嗜酸性乳酸菌Accc——10637←中国农业科学院土肥所←轻工业食品发酵研究所IFFI6006；Lactobacillus bulgaricus(Luerssenetkuhn)Holland保加利亚乳杆菌Accc——11058←中国农业科学院土肥所←中国科学院微生物所AS1.557；Lactobacillus Plantarum(oria-Jehsen)Holland弯曲乳杆菌Accc——11095←中国农业科学院土肥所←轻工业食品发酵研究所IFFI6015。
4.根据权利要求2所述的用于制备绿植垃圾营养草炭的微生物制剂，所述制剂为液体菌母液，是按所述菌种配制的菌液比例混合发酵扩大培养得到的一种液体菌母液。
5.一种城市绿植垃圾生物营养草炭的制备方法，包括以下步骤：将绿植垃圾制备成小块或粉类物料，与权利要求1-3之一的微生物制剂喷洒混合，搅拌均匀，磙压，覆盖物料进行第一次发酵；2至3天后再将物料磙压两至三次，使物料紧密，进行第二次发酵；制成成品。
6.根据权利要求5所述的城市绿植垃圾生物营养草炭的制备方法，所述物料用固体菌剂是用液体母菌液加入固体秸秆基料中发酵而成，其母菌液用量为10-15重量份。
7.根据权利要求5或6所述的城市绿植垃圾生物营养草炭的制备方法，所述二次发酵，是将物料粉碎成1-2公分碎块或粉料，堆放40-60公分厚，喷入菌 剂混合，用机械压两次，使其第一次好氧发酵，3-5天后再压两次促使进行二次厌氧发酵。
8.根据权利要求5或6所述的城市绿植垃圾生物营养草炭的制备方法，所述第二次发酵乳酸菌大量形成，二次发酵原料温下降到25℃以下，PH值下降到3.4-4.0之间，第二阶段发酵完成。
9.权利要求5-8的城市绿植垃圾生物营养草炭在食用菌方面再生利用。(放在说明书中修改)。
10.权利要求5-8的城市绿植垃圾生物营养草炭在生物肥料方面或在生物饲料方面的再生利用。(放在说明书中修改) 。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150909 |
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