CN106966804A - 生物有机肥的制备方法及生物有机肥 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种生物有机肥的制备方法及生物有机肥，涉及城乡废弃物处理技术领域，通过充分利用城乡废弃物中的生活垃圾和秸秆，既能够解决垃圾处理的难题，又能够实现秸秆废物资源化利用，提高了对两者的利用效率。本发明生物有机肥的制备方法包括以下步骤：（1）将秸秆进行预处理；（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；（3）将有机质原料与预处理后的秸秆混合，加入发酵菌进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌并混匀，得到生物有机肥。本发明方法制备的生物有机肥，原料的成本较低，肥效较高，符合NY884‑2012生物有机肥标准。

Description

生物有机肥的制备方法及生物有机肥

技术领域

本发明涉及城乡废弃物处理技术领域，具体而言，涉及一种生物有机肥的制备方法及生物有机肥。

背景技术

城乡废弃物通常指的是生活垃圾、集市垃圾、人畜粪便、食品加工下脚料和植物秸秆等垃圾的集合。我国是世界上城乡废弃物产出量最大的国家之一，每年城乡废弃物的产出量大约40多亿吨，其中包括植物秸秆7.0亿吨，生活垃圾2.5亿吨。由于城乡废弃物的处理技术一直比较落后，主要是填埋焚烧或堆肥。但是垃圾填埋容易造成土壤和地下水污染；大量秸秆和垃圾的焚烧增加了雾霾的产生，造成了严重的空气污染，同时也是对生物质资源的巨大浪费；对于堆肥处理，植物秸秆中含有大量的木质素、纤维素和半纤维素等致密性成分，在传统的秸秆处理中需要长时间的发酵才能完成对上述成分的分解，处理周期较长且增加占地和处理成本。因此，对于生活垃圾和植物秸秆的处理方法的研究具有重要意义。

生物有机肥通常是指特定功能的微生物与主要以动植物残体（如畜禽粪便、农作物秸秆等）为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。而目前的现状是，我国农村长期以来大量使用化肥和农药，已经造成土壤的透气性和疏松性大大降低，土壤结块严重的问题，农作物生长的土壤环境受到了很大的破坏。如果继续长期使用化肥，势必会严重影响农业的可持续发展。因此，在农业生产中大力推广使用农家肥、生物有机肥，少用或不用化肥，将会有力促进农业的可持续发展。

因此研究如何充分利用生活垃圾和秸秆制备生物有机肥，既能够解决垃圾处理的难题，又能够实现秸秆废物资源化利用，促进农业的可持续发展成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

目前，现有技术中虽然有利用秸秆发酵生产有机肥的方法，但是由于秸秆中含有大量的木质素和纤维素等致密性成分，微生物难以快速分解利用，同时存在与其它有机物的分解速度不匹配的问题。生活垃圾由于成分复杂，存在大量杂质且容易产生臭气，直接利用具有一定困难，如果发酵降解生活垃圾，降解腐熟后的物料可能会存在杂质成分，不宜直接施用在土壤中。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种生物有机肥的制备方法，该方法步骤简单，通过充分利用生活垃圾和秸秆，既能够解决垃圾处理的难题，又能够实现秸秆废物资源化利用，提高了对两者的利用效率。

本发明的第二个目的在于提供一种由上述方法制备的生物有机肥，符合生物有机肥标准（NY884-2012），且原料的成本较低，肥效较高，有利于促进农业的可持续发展。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：（1）将秸秆进行预处理；（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；（3）将有机质原料与预处理后的秸秆混合，加入发酵菌进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌并混匀，得到生物有机肥。

具体地，在步骤（1）中，秸秆的预处理包括汽爆处理，汽爆处理中采用的是过热蒸汽与压缩空气任意体积比的混合气体。

可选地，在步骤（1）中，秸秆在汽爆处理之前先被破碎，破碎后秸秆的长度为15-20mm。

可选地，汽爆处理的温度为210-230 ℃，汽爆处理的压力为2.4-2.6 MPa，保温保压9-11 min。

可选地，在步骤（2）中，生活垃圾的预处理过程为：将生活垃圾依次经过破袋、磁选、碟盘筛分、红外光选和X射线分选处理，得到粗有机质，然后将粗有机质破碎得到有机质原料。

可选地，在步骤（3）中，发酵菌为芽孢杆菌、极端嗜热菌和酿酒酵母菌，且芽孢杆菌、极端嗜热菌和酿酒酵母菌的质量比为（2-4）:（4-6）:（1-3）；优选地，发酵菌的加入量占由有机质原料和预处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为0.5-1.5%。

可选地，高温好氧发酵分两阶段完成：首先在温度为92-97 ℃的条件下搅拌1-3h，然后在温度为50-60 ℃的条件下搅拌9-11 h；搅拌速率为20-30 r/min。

可选地，高温好氧发酵过程中采用多轴搅拌的方式搅拌物料；优选地，高温好氧发酵设备包括至少两个主搅拌轴，各主搅拌轴的轴向相互平行且共面，相邻主搅拌轴的搅动方向相反。

可选地，在步骤（4）中，功能菌选自固氮功能菌、解磷功能菌或解钾功能菌中的一种或多种。

本发明还提供一种由上述方法制备得到的生物有机肥。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明制备方法通过对秸秆进行预处理，能够使秸秆中致密的木质素和纤维素等组织进行预分解，提高***后的秸秆在后续利用时与发酵菌的接触率，从而提高秸秆的利用效率；通过对生活垃圾进行预处理，能够高效选出其中的有机质原料，将得到的有机质原料与预处理后的秸秆混合并加入发酵菌进行高温好氧发酵，能够避免有机质渗滤液产生的二次污染问题、及垃圾处理占地多和降解周期长的难题；通过对发酵腐熟物料进行筛分除杂，能够有效提高肥料的纯度；通过在筛分后的物料中加入功能菌，能够提高肥料的效能。本发明制备方法科学合理，有效保证了对秸秆和生活垃圾的资源化回收利用。

（2）本发明生物有机肥为预处理后的秸秆和生活垃圾在发酵菌的作用下经高温好氧发酵得到，且含有固氮功能菌、解磷功能菌和解钾功能菌，产品按照生物有机肥标准NY884-2012检测达到合格标准，为优质的生物有机肥。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式提供的生物有机肥的制备方法的简易流程图。

具体实施方式

下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施方式和实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

图1为本发明实施方式提供的生物有机肥的制备方法的简易流程图。

根据本发明的一个方面，如图1所示，本发明实施方式提供一种生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：（1）将秸秆进行预处理；（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；（3）将有机质原料与预处理后的秸秆混合，加入发酵菌进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌并混匀，得到生物有机肥。

与现有技术相比，本发明实施方式的有益效果为：

本发明实施方式的制备方法中，通过对秸秆进行预处理，能够使秸秆中致密的木质素和纤维素等组织进行预分解，提高***后的秸秆在后续利用时与发酵菌的接触率，从而提高秸秆的利用效率；通过对生活垃圾进行预处理，能够高效选出其中的有机质原料，将得到的有机质原料与预处理后的秸秆混合并加入发酵菌进行高温好氧发酵，能够避免有机质渗滤液产生的二次污染问题、及垃圾处理占地多和降解周期长的难题；通过对发酵腐熟物料进行筛分除杂，能够有效提高肥料的纯度；通过在筛分后的物料中加入功能菌，能够提高肥料的效能。本发明实施方式的制备方法科学合理，有效保证了对秸秆和生活垃圾的资源化回收利用。

可选地，步骤（1）中，秸秆的预处理包括汽爆处理，汽爆处理中采用的是过热蒸汽与压缩空气任意体积比的混合气体。过热蒸汽与压缩空气任意体积比的混合气体作为汽爆处理的气体，能够在保证为汽爆处理提供适宜温度和压力的前提下，减少直接采用饱和水蒸汽作为汽爆处理所用气体的投入和成本。

此处需要补充说明的是，在饱和状态下的液体称为饱和液体，其对应的蒸汽是饱和蒸汽，但最初只是湿饱和蒸汽，待饱和水中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的，干饱和之后继续加热则气体温度会上升，成为过热蒸汽。

可选地，在步骤（1）中，秸秆在汽爆处理之前可以先被破碎，破碎后秸秆的长度为15-20mm。通过将秸秆进行适当的破碎处理，能够有利于汽爆过程对秸秆组织***的更加完全和充分，增加后续利用秸秆发酵时与发酵菌的接触率。

在步骤（1）中，汽爆处理的温度为210-230 ℃，汽爆处理的压力为2.4-2.6 MPa，保温保压9-11 min；可选地，汽爆处理的温度典型但非限制性可以为210 ℃、215 ℃、220 ℃、225 ℃或230 ℃，汽爆处理的压力典型但非限制性可以为2.4 MPa、2.5 MPa或2.6 MPa；优选地，破碎后的秸秆放入汽爆设备中，汽爆处设备在220 ℃，2.5 MPa的条件下，保温保压10min，然后瞬间***出料，出料后用输料螺旋装置送入集料仓，得到***秸秆。

可选地，在步骤（2）中，生活垃圾的预处理过程为：将生活垃圾依次经过破袋、磁选、碟盘筛分、红外光选和X射线分选处理，得到粗有机质，然后将粗有机质破碎得到有机质原料。具体地，先通过破袋装置将袋装生活垃圾进行整体破袋，让垃圾均匀分布在传送机上，然后通过磁选的方式去除垃圾中的金属物质，再利用碟盘筛分设备继续将剩余垃圾筛分为主要为可燃物的筛上物和主要为有机质的筛下物，通过红外光选的方式将筛下物中的塑料和纸片等杂质分出后，再利用X射线分选的方式将其中的瓷片和石块等物质分出，得到粗有机质，最后将粗有机质进行破碎，得到用于制备生物有机肥的有机质原料。

可选地，有机质原料与***后的秸秆按照质量比为（2-4）：1的比例混合加入高温好氧发酵设备；较佳地，有机质原料与***后的秸秆的质量比为3：1。

可选地，碟盘筛分设备的筛分孔径为75-85mm；较佳地，筛分孔径可以为80mm。

可选地，将粗有机质进行破碎时，刀距设置为35-45mm；较佳地，刀距可以设置为40mm。

可选地，在步骤（3）中，发酵菌为芽孢杆菌（Bacillus sp.）、极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）和酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae），且芽孢杆菌（Bacillus sp.）、极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）和酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）的质量比为（2-4）:（4-6）:（1-3）；通过在高温好氧发酵过程中增加特定组成的发酵菌，能够有效保证进行完全的发酵过程，各种菌种之间相互配合，对有机质进行协同发酵分解。本发明实施方式的发酵菌为市售产品。

可选地，芽孢杆菌（Bacillus sp.）、极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）和酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）的质量比典型但非限制性为2：5：3、3：5：2、4：4：2、3：6：1或4：5：1；优选地，芽孢杆菌（Bacillus sp.）、极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）和酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）的质量比为3:5:2。

在本发明实施方式提供的制备方法中，发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为0.5-1.5%。通过加入特定用量的发酵菌，能够有效改善发酵不充分的问题，提高对秸秆和有机质的利用率。

可选地，发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比典型但非限制性为0.5%、0.7%、1%、1.2%或1.5%。

在本发明实施方式提供的生物有机肥的制备方法中，高温好氧发酵可以分两阶段完成：首先在温度为92-97 ℃的条件下搅拌1-3 h，然后在温度为50-60 ℃的条件下搅拌9-11 h；搅拌速率为20-30 r/min。具体地，在高温好氧发酵前，调节混合物料的含水率为55-65%，C/N比为20-30，加入发酵菌的质量比为0.5-1.5%；较佳地，首先在温度为95℃的条件下搅拌2h，然后在温度为55 ℃的条件下搅拌10 h，搅拌速率设置为25 r/min；高温好氧发酵结束后，调节出料的含水率为28-32%，较佳地，调节出料的含水率为30%。整个高温好氧发酵的过程能够在12个小时内实现对物料的快速降解和初步腐熟的效果，有效解决了生活垃圾和秸秆处理占地多和降解周期长的难题。

可选地，高温好氧发酵首先的温度典型但非限制性为92℃、93℃、94℃、95℃、96℃或97℃，相应的搅拌时间典型但非限制性为1 h、1.5 h、2 h、2.5 h或3h；然后的温度典型但非限制性为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃或60℃，相应的搅拌时间典型但非限制性为9 h、9.5 h、10 h、10.5 h或11 h；搅拌速率典型但非限制性可以为20 r/min、25 r/min或30 r/min。

优选地，对高温好氧发酵后得到的物料进行种子发芽率实验，种子发芽率达到75%以上则为合格的发酵腐熟物料。

优选地，高温好氧发酵在密闭空间内进行，且配备两台变速风机，能够根据产生的蒸汽量进行负压控制，收集的气体通过高能离子净化设备净化后达标排放。

本发明实施方式提供的生物有机肥的制备方法中，高温好氧发酵过程中采用多轴搅拌的方式搅拌物料；优选地，高温好氧发酵设备包括至少两个主搅拌轴，各主搅拌轴的轴向相互平行且共面，相邻主搅拌轴的搅动方向相反。具体地，对于四轴（两个主搅拌轴和两个副搅拌轴）搅拌的发酵设备，在每个主搅拌轴上方可以分别设置一个副搅拌轴，副搅拌轴的轴向与主搅拌轴的轴向垂直，主副搅拌轴的搅动能够实现对物料的三维搅拌效果；对于两轴搅拌的发酵设备，不设副搅拌轴，可以只设置两个主搅拌轴便可保证动力供给。通过多轴搅拌的方式能够改善搅拌动力不足的问题，提高高温好氧发酵的效果。

可选地，在步骤（4）中，功能菌选自固氮功能菌、解磷功能菌或解钾功能菌中的一种或多种，可以向筛分除杂后的物料中加入任意比例和用量的功能菌。

最后，将高温发酵后得到的发酵腐熟物料送入密度筛分设备，筛分去除其中的塑料、粗大纤维和石粒等杂质，再加入上述功能菌，最终能够获得纯度和肥效均较高的生物有机肥。

具体地，本发明实施方式提供的生物有机肥的制备方法，包括以下步骤：

（1）秸秆的预处理：①秸秆破碎，利用秸秆破碎机将秸秆破碎，秸秆破碎后长度为15-20mm；②秸秆汽爆，破碎后的秸秆放入汽爆机内，汽爆机在温度为210-230 ℃和压力为2.4-2.6 MPa的条件下保温保压9-11 min，然后瞬间***出料，出料后用输料螺旋设备送入集料仓，得到***后的秸秆；

（2）生活垃圾的预处理：先通过破袋装置将袋装生活垃圾进行整体破袋，让垃圾均匀分布在传送机上，然后通过磁选的方式去除垃圾中的金属物质，再利用碟盘筛分设备继续将剩余垃圾筛分为主要为可燃物的筛上物和主要为有机质的筛下物，通过红外光选的方式将筛下物中的塑料和纸片等杂质分出后，再利用X射线分选的方式将其中的瓷片和石块等物质分出，得到粗有机质，最后将粗有机质进行破碎，得到用于制备生物有机肥的有机质原料；

（3）混合物料的高温好氧发酵：将有机质原料与***后的秸秆按照质量比（2-4）：1的比例混合加入高温好氧发酵设备，调节混合物料的含水率为55-65%，C/N比为20-30，然后加入发酵菌，在92-97 ℃的条件下搅拌1-3 h，然后在50-60 ℃的条件下搅拌9-11 h，搅拌速率为20-30 r/min，调节出料的含水率为28-32%，得到发酵腐熟物料；

其中，发酵菌为芽孢杆菌、极端嗜热菌和酿酒酵母菌，且芽孢杆菌、极端嗜热菌和酿酒酵母菌的质量比为（2-4）:（4-6）:（1-3），发酵菌的加入量占由有机质原料和预处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为0.5-1.5%；

（4）筛分除杂：将发酵腐熟物料送入密度筛分设备，使其中的塑料、大纤维和石粒等杂质被筛分除去，再加入功能菌混匀，最终获得纯度较高的生物有机肥。

本发明实施方式还提供了一种由上述方法制备得到的生物有机肥。该生物有机肥利用预处理后的秸秆和生活垃圾在发酵菌的作用下经高温好氧发酵得到，且含有固氮功能菌、解磷功能菌和解钾功能菌，产品按照生物有机肥标准NY884-2012检测达到合格标准，为优质的生物有机肥。

实施例1

本实施例中，利用秸秆破碎机将秸秆破碎，秸秆破碎后长度为15mm，备用；

发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为0.5%，且具体组成及质量比为芽孢杆菌（Bacillus sp.）：极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）：酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）=2:5:3；

功能菌为固氮功能菌、解磷功能菌和解钾功能菌，且三者的质量比为1：1：1；

然后，按照如下方法制备生物有机肥：

（1）将秸秆在210℃、2.4MPa的条件下保温保压11min，然后瞬间***，进行汽爆处理；

（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；

（3）将有机质原料与汽爆处理后的秸秆按质量比2：1混合，并加入发酵菌，在92℃条件下搅拌3h，然后在60℃条件下搅拌9h，搅拌速率为20 r/min，进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；

（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌，得到生物有机肥。

实施例2

本实施例中，利用秸秆破碎机将秸秆破碎，秸秆破碎后长度为18mm，备用；

发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为1%，且具体组成及质量比为芽孢杆菌（Bacillus sp.）：极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）：酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）=3:5:2；

功能菌为固氮功能菌、解磷功能菌和解钾功能菌，且三者的质量比为1：1：1；

然后，按照如下方法制备生物有机肥：

（1）将秸秆在220℃、2.5MPa的条件下保温保压10min，然后瞬间***，进行汽爆处理；

（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；

（3）将有机质原料与汽爆处理后的秸秆按质量比3：1混合，并加入发酵菌，在95℃条件下搅拌2h，然后在55℃条件下搅拌10h，搅拌速率为25 r/min，进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；

（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌，得到生物有机肥。

实施例3

本实施例中，利用秸秆破碎机将秸秆破碎，秸秆破碎后长度为20mm，备用；

发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为1.5%，且具体组成及质量比为芽孢杆菌（Bacillus sp.）：极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）：酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）=4:5:1；

功能菌为固氮功能菌、解磷功能菌和解钾功能菌，且三者的质量比为1：1：1；

然后，按照如下方法制备生物有机肥：

（1）将秸秆在230℃、2.6MPa的条件下保温保压9min，然后瞬间***，进行汽爆处理；

（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；

（3）将有机质原料与汽爆处理后的秸秆按质量比4：1混合，并加入发酵菌，在97℃条件下搅拌1h，然后在50℃条件下搅拌11h，搅拌速率为30 r/min，进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；

（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌，得到生物有机肥。

实施例4

本实施例中，利用秸秆破碎机将秸秆破碎，秸秆破碎后长度为16mm，备用；

发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为1.2%，且具体组成及质量比为芽孢杆菌（Bacillus sp.）：极端嗜热菌（Calditerrricola yamamurae）：酿酒酵母菌（Saccharomyces Cerevisiae）=4:4:2；

功能菌为固氮功能菌、解磷功能菌和解钾功能菌，且三者的质量比为1：1：1；

然后，按照如下方法制备生物有机肥：

（1）将秸秆在225℃、2.5MPa的条件下保温保压10min，然后瞬间***，进行汽爆处理；

（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；

（3）将有机质原料与汽爆处理后的秸秆按质量比2.5：1，并加入发酵菌，在96℃条件下搅拌1.6h，然后在55℃条件下搅拌10.4h，搅拌速率为28 r/min，进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；

（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌，得到生物有机肥。

实验例1

分别重复4次实施例1-4的实验，并对相应生物有机肥的各指标按照《中华人民共和国农业行业标准NY884-2012》标准进行检测，计算平均值，如表1所示：

表1 生物有机肥产品的检测结果

项目	标准值	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						有效活菌数（cfu），亿/g	≥0.20	1.1	1.5	1.3	1.4
有机质（以干基计），%	≥40.0	51.2	56.4	52.1	53.3
						水分，%	≤30.0	27	25	26	26
pH	5.5-8.5	5.9	6.1	6.3	6.0
						粪大肠菌群数，个/g	≤100	71	64	69	65
蛔虫卵死亡率，%	≥95	97	99	98	98
						总砷（As）（以干基计），mg/kg	≤15	7.2	5.4	6.1	5.5
总镉（Cd）（以干基计），mg/kg	≤3	1.7	1.2	1.4	1.5
						总铅（Pb）（以干基计），mg/kg	≤50	23.3	21.5	22.2	21.9
总铬（Cr）（以干基计），mg/kg	≤150	97.9	95.1	96.4	95.7
						总汞（Hg）（以干基计），mg/kg	≤2	1.1	0.8	0.9	0.9

对比例1

本对比例中，发酵菌的加入量占由有机质原料和汽爆处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为0.1%，其它同实施例2。

对比例2

本对比例中，在步骤（1）中将秸秆在180℃、1.9Mpa的条件下保温保压5min，然后瞬间***，进行汽爆处理；其它同实施例2。

对比例3

本对比例中，在步骤（3）中，将有机质原料与汽爆处理后的秸秆按质量比6：1混合，其它同实施例2。

对比例4

本对比例中，在步骤（3）中，在40℃条件下搅拌12h，搅拌速率为10 r/min，进行高温好氧发酵，其它同实施例2。

分别重复4次对比例1-4的实验，并对相应生物有机肥的各指标按照中华人民共和国农业行业标准生物有机肥NY884-2012标准进行检测，计算平均值，如表2所示：

表2 生物有机肥产品的检测结果

项目	标准值	实施例2	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4
							有效活菌数（cfu），亿/g	≥0.20	1.5	0.18	0.25	0.28	0.32
有机质（以干基计），%	≥40.0	56.4	47.2	38.5	58.1	52.34
							水分，%	≤30.0	25	27	26	28	28
pH	5.5-8.5	6.1	6.5	6.4	6.5	6.7
							粪大肠菌群数，个/g	≤100	64	78	79	67	114
蛔虫卵死亡率，%	≥95	99	95	96	95	89
							总砷（As）（以干基计），mg/kg	≤15	5.4	5.9	6.2	12.3	5.5
总镉（Cd）（以干基计），mg/kg	≤3	1.2	1.4	1.7	2.1	1.8
							总铅（Pb）（以干基计），mg/kg	≤50	21.5	21.9	22.5	53.1	22.4
总铬（Cr）（以干基计），mg/kg	≤150	95.1	95.6	96.3	101.5	97.2
							总汞（Hg）（以干基计），mg/kg	≤2	0.8	1.4	1.3	2.2	1.2

由表2可以看出，对比例1中有效活菌数明显偏低，且未达到标准水平，可见所添加的发酵菌的量，对于制备的生物有机肥中有效活菌的数量有影响；对比例2中有机质的含量偏低，且未达到标准水平，说明汽爆过程中秸秆的***效果，影响最终制得的生物有机肥中有机质的含量，由于***不完全或者不充分，容易造成高温好氧发酵过程中微生物对秸秆的分解利用，使秸秆与其它有机物的分解速度不匹配，因而影响生物有机肥的品质；对比例3中，由于有机质原料的加入量过多，因此造成生物有机肥中总铅和总汞的含量均超标，总砷、总镉和总铬的含量也均有上升，说明高温好氧发酵过程加入的有机质原料与汽爆处理后的秸秆的质量比，对于生物有机肥中重金属的含量有明显影响；对比例4中粪大肠菌群数和蛔虫卵死亡率均未达到标准值，得到的是不合格产品，说明高温好氧发酵过程中只有特定的温度、特定的搅拌时间和特定的搅拌速率才会对大肠杆菌和蛔虫卵具有较佳的杀灭作用，有效保证发酵菌适宜的生存环境，实现对秸秆和有机质原料的好氧发酵效果。

本发明生物有机肥的制备方法快捷高效，能够对秸秆与生活垃圾进行充分发酵和利用。在对秸秆和生活垃圾分别进行预处理后，通过添加功能菌增强肥料效果、高温好氧发酵腐熟和密度筛分去除杂质，从而能够生产出合格高效的生物有机肥。本方法设计科学合理，有效保证了秸秆和生活垃圾的资源化回收利用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种生物有机肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将秸秆进行预处理；

（2）将生活垃圾进行预处理，得到有机质原料；

（3）将有机质原料与预处理后的秸秆混合，加入发酵菌进行高温好氧发酵，得到发酵腐熟物料；

（4）将发酵腐熟物料进行筛分除杂，加入功能菌并混匀，得到生物有机肥。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，秸秆的预处理包括汽爆处理，汽爆处理中采用的是过热蒸汽与压缩空气任意体积比的混合气体。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，秸秆在汽爆处理之前先被破碎，破碎后秸秆的长度为15-20mm。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，汽爆处理的温度为210-230 ℃，汽爆处理的压力为2.4-2.6 MPa，保温保压9-11 min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，生活垃圾的预处理过程为：将生活垃圾依次经过破袋、磁选、碟盘筛分、红外光选和X射线分选处理，得到粗有机质，然后将粗有机质破碎得到有机质原料。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，发酵菌为芽孢杆菌、极端嗜热菌和酿酒酵母菌，且芽孢杆菌、极端嗜热菌和酿酒酵母菌的质量比为（2-4）:（4-6）:（1-3）；

优选地，发酵菌的加入量占由有机质原料和预处理后的秸秆混合所得物料的质量百分比为0.5-1.5%。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高温好氧发酵分两阶段完成：首先在温度为92-97 ℃的条件下搅拌1-3 h，然后在温度为50-60 ℃的条件下搅拌9-11 h；搅拌速率为20-30 r/min。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，高温好氧发酵过程中采用多轴搅拌的方式搅拌物料；

优选地，高温好氧发酵设备包括至少两个主搅拌轴，各主搅拌轴的轴向相互平行且共面，相邻主搅拌轴的搅动方向相反。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，功能菌选自固氮功能菌、解磷功能菌或解钾功能菌中的一种或多种。

10.由上述1-9任一项所述方法制备得到的生物有机肥。