CN107434751A - 一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法 - Google Patents

一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；将所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；将所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；利用兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。本发明采用造纸污泥生物改性法，解决了化学改性法添加大量无机物导致的有机质和养分下降的问题，简化了操作流程，降低了处理成本，制得肥料施用方便，肥效高，功能菌配比合理，对枯萎病、疫病、腐霉病、线虫病等防病效果好。

Description

一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法
技术领域
本发明属于有机碳肥技术领域，具体涉及一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，尤其涉及制浆黑液经脱水处理后与辅料进行混合发酵，并添加有益微生物制造生物有机碳肥的方法。
背景技术
造纸原料用的木材、秸秆等原料，均含有纤维素、木质素和半纤维素(聚糖类)三部分，造纸仅利用其中的纤维素(约占40％)，而其中约占25％的木质素与约占28％的半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物则留在制浆黑液中。
制浆黑液有机质含量高，亲水性强，不易直接机械脱水。目前制浆黑液通常采用化学处理方法，如CN 105016571A、CN 103159372A、CN 102953286A等中公开的处理方法，然而化学处理方法不便于其资源化利用。另外使用PAM絮凝法脱水后污泥含水率仍然很高(80％-85％)，给后续处置或利用增加了极大难度，如堆肥极不方便，需要大量的辅料，有恶臭，占地大；干化焚烧成本高等。为降低污泥含水率，必须增强污泥的脱水性能，需加入大量石灰-三氯化铁进行污泥改性，此法可使脱水后污泥含水率可降低到60％左右，但这种方法会引入大量无机物质，增加了污泥干物质量，降低了污泥有机质和热值，影响了污泥的后续资源化利用。
对脱水污泥进行堆肥利用时，若采用80％-85％的污泥，则需要添加污泥重量1-2倍的辅料以使发酵物水分在合理范围，发酵原料成本非常高；若采用含水率60％左右的污泥，因为脱水前加入了大量的污泥改性物质，降低了污泥中有机质含量，发酵产物难以达到有机肥的质量要求。传统堆肥发酵过程中，需要不断翻堆，以利于供氧及散热，而且发酵过程一直维持好氧发酵，发酵时间长，有机质和养分损耗大。传统生物有机肥即是利用发酵好的原料与枯草芽孢杆菌等菌种复合而成。
堆肥发酵技术有机质和养分损耗大，肥效低。利用传统的完全好氧发酵技术进行发酵时，原料中的有机物质大部分被转化为大分子腐殖质，部分有机物最终被分解为二氧化碳损失掉。腐殖质类物质虽然可作为植物的营养来源，但因其分解缓慢，所以肥效低、起效慢。
当下农业生产中，由于化学肥料的大量使用和作物重茬种植等问题，导致土传病害严重，影响产量和收益。传统生物有机肥料虽然含有原料发酵产生的微生物和添加的枯草芽孢杆菌等菌种，有一定的恢复土壤微生态平衡的作用，但对作物的防病抗病效果有限。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法。本发明采用造纸污泥生物改性法，解决了化学改性法添加大量无机物导致的有机质和养分下降的问题，简化了操作流程，降低了处理成本，所得脱水污泥便于进行后续资源化利用。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：
(1)将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；
(2)将步骤(1)所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；
(3)将步骤(2)所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；
(4)利用步骤(3)兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。
制浆黑液中含有丰富的木质素、半纤维素及无机养分等，无抗生素和致病菌污染，是优良的堆肥原料；通过加入其它辅料进行堆肥发酵，既可以减轻造纸污泥填埋等带来的环境压力，又可以变废为宝、改良土壤。采用先好氧发酵再兼性厌氧发酵的发酵技术，既可使发酵原料充分腐熟，又可降低发酵过程中有机质和养分的损耗，提高发酵产物中可溶性小分子有机碳的含量，从而提高肥效，解决传统好氧发酵有机质和养分损耗高，肥效低的问题。
有机肥料的肥力与其有效碳率呈正相关关系。传统好氧高温发酵制得的普通有机肥有效碳率约在1％左右。而采用先好氧发酵再兼性厌氧发酵的发酵技术生产的有机碳肥有效碳率在4％-6％之间，是普通有机肥有效碳率的4-6倍。有机碳肥中的小分子有机碳化合物可溶于水，能被作物根系和叶片等部位吸收，快速补充作物体内碳需求；有机碳肥中的大分子腐殖质类有机质分解慢，作用时间长，因此有机碳肥既有速效性又有长效性，比普通有机肥起效快，肥效高。同时有机碳肥中的小分子碳化合物在提高作物抗逆性方面也有重要作用。
作为优选，步骤(1)中将制浆黑液调节pH至7.0-8.0，以避免碱性太高导致微生物死亡。
优选地，pH使用硫酸调节。制浆黑液先用硫酸调节酸碱度，为微生物的生长繁殖提供良好的条件。
优选地，改性微生物主要包括嗜酸硫杆菌和木质素分解菌。
为降低制浆黑液的处理成本，便于脱水污泥的后续资源化利用，本发明用生物改性法替代化学法进行造纸污泥改性，采用特种微生物(嗜酸硫杆菌和木质素分解菌)对制浆黑液进行改性处理可实现污泥深度脱水(脱水后污泥含水率低于60％)。生物改性法仅需向黑液中添加改性微生物及少量营养物质，不用添加其他物质。经过微生物处理后污泥中的有机质和热值等基本不损失。生物改性处理并脱水后的得到的污泥饼易于堆肥。
采用生物改性处理可以替代化学改性，不用添加石灰和三氯化铁等无机物，污泥脱水效果与化学改性法相当，但污泥量较化学法减少30％以上，而且脱水污泥中有机质和养分损失较少。
优选地，改性微生物菌液制备方法如下：将嗜酸硫杆菌和木质素分解菌分别在其培养基中培养至菌体数量为109个/ml以上，然后将嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液混合均匀制成改性微生物菌液。
优选地，嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液的体积比为2-5:1，黑液微生物改性以嗜酸硫杆菌为主，起降低黑液EPS和降低pH的作用；木质素分解菌主要对木质素进行初步降解，并分解黑液中小分子有机物，减少小分子有机物的结合水，微生物改性时要保证嗜酸性硫杆菌的优势地位，此比例可以兼顾上述作用，优选为3.5:1。
优选地，改性微生物菌液与制浆黑液的体积比为1:5-15，改性微生物菌液添加量为制浆黑液体积的1/5-1/15时，黑液改性时间和成本可控制在比较合理的范围内；添加量少于1/15时，微生物数量少，改性时间长；添加量超过1/5时，虽然可以加快处理时间，但增加了改性微生物的培养量，成本增加，优选为1:10。
优选地，制浆黑液的含固率为1-5％，优选为2％。
将制浆黑液含固率调整到1-5％，尤其是2％左右，添加黑液1/5-1/15，尤其是1/10体积的改性微生物菌液进行处理，黑液比阻下降最多，脱水处理效果最好。
优选地，曝气处理的温度为25℃-35℃，曝气处理的时间为6-12h。微生物的生长繁殖需要适宜的温度条件，温度在25℃以下，微生物代谢缓慢，代谢产物少，生物改性处理时间长；温度高于35℃，对微生物的生长繁殖产生抑制，甚至导致微生物死亡，因此本发明选择处理的温度为25℃-35℃。
步骤(1)的操作均可以在生物改性池中进行。
作为优选，步骤(2)中所述处理为压滤，优选为板框式压滤机压滤。
优选地，压滤时的进料时间为1.5-3.0h，进料压力为0.6-0.8MPa，保压时间为1.0-2.0h，隔膜压榨压力为1.2～1.6MPa。
步骤(2)所得泥饼的pH优选为4.0-5.5，养分优选为≥6.0％，有机质优选为≥60％。
作为优选，步骤(3)中辅料为麦麸、豆粕、秸秆粉、稻壳、糠醛渣、木薯渣中的1种或2种以上的组合。
优选地，发酵菌剂为有机物料腐熟剂。
优选地，辅料的量为泥饼重量的10％-35％。
优选地，发酵菌剂的量为泥饼和辅料总重量的0.02-0.1％，优选为0.05％。
优选地，发酵混合料的水分控制在50％-55％。
建堆的优选实例为：按泥饼重量10％-35％的比例向泥饼中加入辅料，发酵混合料的水分控制在50％-55％，在上述物料中加入总重量0.02-0.1％的发酵菌剂，建发酵堆，如1.0-1.2米的发酵堆。
优选地，好氧发酵的过程如下：建堆后对物料进行第一次翻抛将物料混匀，并将泥饼打碎，建堆后2-3天堆温能升到60℃以上，堆温升至60℃以上保持24-72h，优选为48h后，再次进行第二次翻抛，使原料发酵均匀，24-72h，优选为48h后进行第三次翻抛，继续发酵24-72h，优选为48h。
优选地，翻抛使用翻抛机进行。
优选地，兼性厌氧发酵的过程如下：好氧发酵结束后，将发酵料堆高3.0-4.0m，盖覆盖物，如草帘保湿透气，建高堆后不用翻堆，保持25-35天后随用随取。
脱水后泥饼加入辅料和发酵剂，用翻抛机翻抛均匀，直接发酵。翻抛过程中泥饼可被打碎，免去湿泥饼的粉碎过程。整个发酵过程共翻抛3次，发酵结束后4.75mm以下颗粒和粉末占95％。传统好氧发酵整个发酵周期要翻抛15次以上，因此好氧和兼性厌氧发酵结合的发酵方式可极大降低发酵成本。
好氧发酵阶段维持60℃以上高温时间为6天，该阶段原料中的绝大部分有机物转化成大分子中间代谢产物，小分子糖类、蛋白质、脂类等基本完全被分解，该阶段产生少量二氧化碳，导致发酵原料中的有机质有所减少。兼性厌氧发酵阶段，氧气供应不足，大分子中间代谢产物在兼性厌氧发酵条件下被微生物继续分解，一部分转化为1000nm以下的小分子有机碳化合物。这些小分子有机碳颗粒大小在几十到一千纳米之间，易溶于水，可被作物根系直接吸收利用。
兼性厌氧发酵阶段制浆黑液中的木质素、半纤维素等有机物在氧气不足的情况下，部分转化为小分子有机碳，而不是彻底氧化分解为二氧化碳损失掉，因此好氧发酵和兼性厌氧发酵相结合的发酵方式有机质损失要少于传统完全好氧发酵，而且发酵产物中可溶性小分子含量比传统好氧发酵产物高4倍以上。
好氧发酵阶段仅需6-12天，好氧发酵完成后发酵料转移至堆放区，好氧发酵区可以上料进行下一批次好氧发酵，原料周转率比传统完全好氧发酵快2倍左右。兼性厌氧发酵阶段堆高比好氧阶段可以高2-3米，原料占地面积小，节省空间。
作为优选，步骤(4)中利用兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥的过程如下：先将高堆内的物料摊开，进行降温降湿，待物料湿度降到30％以下时，加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，生产粉状生物有机碳肥。
传统生物有机肥除腐熟有机物料本身含有的微生物以外，还要添加其他功能微生物，这些微生物以具有生防功能的枯草芽孢杆菌和解磷解钾的巨大芽孢杆菌、胶冻样芽胞杆菌为主，菌种单一，生物防治功能有限。为提高生物有机肥中微生物的病害防治效果，特别是对枯萎病、疫病、腐霉病及土壤线虫病等土传病害，本发明在发酵产物中添加木霉菌和淡紫拟青霉，制成高效防治土传病害的生物有机肥料。
在制浆黑液经脱水和发酵处理后得到的发酵产物中，除常规的枯草芽胞杆菌(细菌)外，还加入木霉菌(真菌)和淡紫拟青霉(真菌)，真菌和细菌组合，可以更好的构建作物根部微生态，在防治土传病害中发挥更好的作用。为保持发酵料中生物有机碳分子的活性，不对其进行烘干造粒，生产含水量在30％左右的粉状肥料效果较好，而且生产成本低。
优选地，在发酵产物中加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌有效活菌数分别达到0.1-0.3亿/克，优选为0.2亿/克、0.05-0.2亿/克，优选为0.1亿/克、0.05-0.2亿/克，优选为0.1亿/克。
作为优选，本发明所述方法包括如下步骤：
(1)制浆黑液加硫酸调节pH至7.0-8.0，然后将制浆黑液通入生物改性池；
(2)将改性微生物菌液加入生物改性池中，改性微生物菌液与制浆黑液体积比为1:10；改性微生物主要为嗜酸硫杆菌和木质素分解菌，各种微生物在其培养基中培养至菌体数量为109个/ml以上，然后按照嗜酸硫杆菌培养液：木质素分解菌培养液＝3.5:1(体积比)混合均匀制成改性微生物菌液；
(3)生物改性池中液体温度保持在25℃-35℃之间，曝气处理6-12h；
(4)将生物改性处理后的制浆黑液通入板框式压滤机进行压滤，进料时间为1.5-3.0h，进料压力0.6-0.8MPa，保压1.0-2.0h，隔膜压榨压力1.2～1.6MPa。压滤结束后泥饼含水量在60％以下；
(5)建堆发酵：按泥饼重量10％-35％的比例向泥饼中加入辅料，发酵混合料的水分控制在50％-55％，在上述物料中加入总重量0.05％的发酵菌剂，建1.0-1.2米发酵堆，建堆后用翻抛机将物料混匀，并将泥饼打碎。辅料可以是麦麸、豆粕、秸秆粉、稻壳、糠醛渣、木薯渣中的一种或几种。发酵菌剂是有机物料腐熟剂；
建堆后2-3天堆温能升到60℃以上。堆温升至60℃以上48h后，再次用翻抛机翻抛，使原料发酵均匀。第二次翻抛后48h进行第三次翻抛。第三次翻抛后继续发酵48h，结束好氧发酵过程。
(6)兼性厌氧发酵：好氧发酵结束后，将发酵料转移至堆放区，堆高3.0-4.0m，盖草帘保湿透气。建高堆后不用翻堆，保持25-35天后随用随取；
(7)利用兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥，先将高堆内的物料摊开，进行降温降湿，待物料湿度降到30％以下时，按比例加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌含量分别达到0.2亿/克、0.1亿/克、0.1亿/克。将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，生产粉状生物有机碳肥。
本发明具有如下有益效果：
采用造纸污泥生物改性法，解决了化学改性法添加大量无机物导致的有机质和养分下降的问题，简化了操作流程，降低了处理成本，所得脱水污泥便于进行后续资源化利用。
好氧发酵阶段加速有机物质的分解和转化，同时高温可杀灭病原菌；兼性厌氧发酵阶段，氧气不足，有机物质转化为各种小分子有机碳化合物，而不是转化为二氧化碳损失掉，提高了发酵产物中小分子有机碳的含量，降低了发酵过程中有机质的损耗。各种小分子有机碳化合物可被作物根系直接吸收，在植物体内转化为各种组成成分；小分子有机碳的吸收利用可同时带动无机养分的吸收，因此该发酵法得到的有机碳肥起效快，肥效高。传统好氧发酵得到的发酵产物中可溶性小分子有机碳的含量仅占1％右(干物质)，而先好氧再兼性厌氧发酵技术可使发酵产物中可溶性小分子有机碳的含量提高到4％以上。另外，传统好氧发酵需要20天以上，而采用先好氧再兼性厌氧发酵技术可以将发酵周期的好氧阶段缩短至6-12天左右，因此可大大加快原料周转率。
目前市场上有商品化的木霉菌和淡紫拟青霉菌剂产品，主要以叶面喷施、穴施或拌种为主。由于纯菌剂用量少，施用不方便而且单独施用费工费时。将木霉菌和淡紫拟青霉菌添加到生物有机肥料中，施用方便，肥效高，功能菌配比合理，对枯萎病、疫病、腐霉病、线虫病等防病效果好。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
制浆黑液pH值在12以上，先用硫酸调节酸碱度至7.0。将含固率2.0％的制浆黑液通入改性反应池，向池中添加黑液1/10体积的改性微生物菌液。生物改性池中液体温度保持在25℃，曝气处理12h。将生物改性处理后的制浆黑液通入板框式压滤机进行压滤，进料时间为2.0h，进料压力0.8MPa，保压2.0h，隔膜压榨压力1.2MPa。压滤结束后将泥饼转移至好氧发酵区，按泥饼重量12％的比例向泥饼中加入麦麸和豆粕(重量比1:1，水分含量14％)，发酵混合料的水分控制在55％，在上述物料中加入总重量0.05％的发酵菌剂，建1.0米高发酵堆，建堆后用翻抛机将物料混匀，并将泥饼打碎。建堆后2天堆温能升到60℃以上。保持48h后，再次用翻抛机翻抛，使原料发酵均匀。第二次翻抛后48h进行第三次翻抛。第三次翻抛后继续发酵48h，结束好氧发酵过程。好氧发酵结束后，将发酵料转移至堆放区，堆高3.5m，盖草帘保湿透气。建高堆后不用翻堆，保持35天后将高堆内的物料摊开，进行降温降湿。待物料湿度降到30％以下时，按比例加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌含量分别达到0.2亿/克、0.15亿/克、0.1亿/克。将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，得到成品粉状生物有机碳肥。
根据NY/T1976-2010水溶肥料中有机质含量的测定标准，测得本实施例粉状生物有机碳肥中有效碳率为5.1％，为高碳有机肥。
实施例2
制浆黑液pH值在12以上，先用硫酸调节酸碱度至8.0。将含固率1.5％的制浆黑液通入改性反应池，向池中添加黑液1/15体积的改性微生物菌液。生物改性池中液体温度保持在35℃，曝气处理6h。将生物改性处理后的制浆黑液通入板框式压滤机进行压滤，进料时间为2.0h，进料压力0.8MPa，保压2.0h，隔膜压榨压力1.2MPa。压滤结束后将泥饼转移至好氧发酵区，按泥饼重量33％的比例向泥饼中加入稻壳和玉米秸秆粉(重量比1:1，水分含量20％)，发酵混合料的水分控制在50％，在上述物料中加入总重量0.05％的发酵菌剂，建1.2米高发酵堆，建堆后用翻抛机将物料混匀，并将泥饼打碎。建堆后3天堆温能升到60℃以上。保持48h后，再次用翻抛机翻抛，使原料发酵均匀。第二次翻抛后48h进行第三次翻抛。第三次翻抛后继续发酵48h，结束好氧发酵过程。好氧发酵结束后，将发酵料转移至堆放区，堆高3.5m，盖草帘保湿透气。建高堆后不用翻堆，保持25天后将高堆内的物料摊开，进行降温降湿。待物料湿度降到30％以下时，按比例加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌含量分别达到0.2亿/克、0.1亿/克、0.15亿/克。将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，得到成品粉状生物有机碳肥。
根据NY/T1976-2010水溶肥料中有机质含量的测定标准，测得本实施例粉状生物有机碳肥中有效碳率为4.2％，为高碳有机肥。
实施例3
制浆黑液pH值在12以上，先用硫酸调节酸碱度至7.5。将含固率2.5％的制浆黑液通入改性反应池，向池中添加黑液1/10体积的改性微生物菌液。生物改性池中液体温度保持在30℃，曝气处理8h。将生物改性处理后的制浆黑液通入板框式压滤机进行压滤，进料时间为2.0h，进料压力0.8MPa，保压2.0h，隔膜压榨压力1.2MPa。压滤结束后将泥饼转移至好氧发酵区，按泥饼重量25％的比例向泥饼中加入木薯渣和糠醛渣(重量比1:1，水分含量35％)，发酵混合料的水分控制在55％，在上述物料中加入总重量0.05％的发酵菌剂，建1.2米高发酵堆，建堆后用翻抛机将物料混匀，并将泥饼打碎。建堆后2天堆温能升到60℃以上。保持48h后，再次用翻抛机翻抛，使原料发酵均匀。第二次翻抛后48h进行第三次翻抛。第三次翻抛后继续发酵48h，结束好氧发酵过程。好氧发酵结束后，将发酵料转移至堆放区，堆高3.5m，盖草帘保湿透气。建高堆后不用翻堆，保持30天后将高堆内的物料摊开，进行降温降湿。待物料湿度降到30％以下时，按比例加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌含量分别达到0.25亿/克、0.1亿/克、0.1亿/克。将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，得到成品粉状生物有机碳肥。
根据NY/T1976-2010水溶肥料中有机质含量的测定标准，测得本实施例粉状生物有机碳肥中有效碳率为5.5％，为高碳有机肥。
实施例4
制浆黑液pH值在12以上，先用硫酸调节酸碱度至7.3。将含固率3.5％的制浆黑液通入改性反应池，向池中添加黑液1/5体积的改性微生物菌液。生物改性池中液体温度保持在27℃，曝气处理10h。将生物改性处理后的制浆黑液通入板框式压滤机进行压滤，进料时间为1.5h，进料压力0.8MPa，保压1.5h，隔膜压榨压力1.3MPa。压滤结束后将泥饼转移至好氧发酵区，按泥饼重量28％的比例向泥饼中加入豆粕(水分含量14％)，发酵混合料的水分控制在50％，在上述物料中加入总重量0.03％的发酵菌剂，建1.0米高发酵堆，建堆后用翻抛机将物料混匀，并将泥饼打碎。建堆后2天堆温能升到60℃以上。保持24h后，再次用翻抛机翻抛，使原料发酵均匀。第二次翻抛后48h进行第三次翻抛。第三次翻抛后继续发酵48h，结束好氧发酵过程。好氧发酵结束后，将发酵料转移至堆放区，堆高3.0m，盖草帘保湿透气。建高堆后不用翻堆，保持33天后将高堆内的物料摊开，进行降温降湿。待物料湿度降到30％以下时，按比例加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌含量分别达到0.2亿/克、0.1亿/克、0.15亿/克。将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，得到成品粉状生物有机碳肥。
根据NY/T1976-2010水溶肥料中有机质含量的测定标准，测得本实施例粉状生物有机碳肥中有效碳率为5.8％，为高碳有机肥。
实施例5
制浆黑液pH值在12以上，先用硫酸调节酸碱度至7.8。将含固率2.5％的制浆黑液通入改性反应池，向池中添加黑液1/10体积的改性微生物菌液。生物改性池中液体温度保持在33℃，曝气处理7h。将生物改性处理后的制浆黑液通入板框式压滤机进行压滤，进料时间为2.0h，进料压力0.7MPa，保压2.0h，隔膜压榨压力1.4MPa。压滤结束后将泥饼转移至好氧发酵区，按泥饼重量25％的比例向泥饼中加入木薯渣(水分含量35％)，发酵混合料的水分控制在55％，在上述物料中加入总重量0.08％的发酵菌剂，建1.1米高发酵堆，建堆后用翻抛机将物料混匀，并将泥饼打碎。建堆后3天堆温能升到60℃以上。保持48h后，再次用翻抛机翻抛，使原料发酵均匀。第二次翻抛后48h进行第三次翻抛。第三次翻抛后继续发酵72h，结束好氧发酵过程。好氧发酵结束后，将发酵料转移至堆放区，堆高4.0m，盖草帘保湿透气。建高堆后不用翻堆，保持28天后将高堆内的物料摊开，进行降温降湿。待物料湿度降到30％以下时，按比例加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌含量分别达到0.2亿/克、0.15亿/克、0.1亿/克。将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可进行包装，得到成品粉状生物有机碳肥。
根据NY/T1976-2010水溶肥料中有机质含量的测定标准，测得本实施例粉状生物有机碳肥中有效碳率为4.6％，为高碳有机肥。
对比例1
与实施例1步骤相同，除了将含固率0.5％的制浆黑液通入改性反应池。因含固率过低，单位时间内黑液处理量仅为正常处理量的1/4左右，极大降低了黑液处理效率。
对比例2
与实施例1步骤相同，除了将含固率8％的制浆黑液通入改性反应池。因黑液浓度太高，导致微生物改性处理不充分，经压滤机压滤后，泥饼含水率仍高达68％，影响后续发酵利用。
对比例3
与实施例2步骤相同，除了发酵混合料的水分控制在40％。好氧发酵过程基本正常，兼性厌氧发酵阶段因缺水导致发酵不充分。
根据NY/T1976-2010水溶肥料中有机质含量的测定标准，测得本对比例粉状生物有机碳肥中有效碳率为1.8％。
对比例4
与实施例2步骤相同，除了发酵混合料的水分控制在65％。建堆后堆温不能升到60℃以上，且发酵料有恶臭味产生，无法顺利完成发酵。
对比例5
与实施例3步骤相同，除了生物改性池中液体温度保持在20℃。因温度过低，改性微生物代谢缓慢，污泥改性处理不充分，经压滤机压滤后，泥饼含水率仍高达76％，影响后续发酵利用。
对比例6
与实施例3步骤相同，除了生物改性池中液体温度保持在40℃。因温度过高，改性微生物生长繁殖受抑制，污泥改性处理不充分，经压滤机压滤后，泥饼含水率仍高达78％，影响后续发酵利用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：
(1)将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；
(2)将步骤(1)所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；
(3)将步骤(2)所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；
(4)利用步骤(3)兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将制浆黑液调节pH至7.0-8.0；
优选地，pH使用硫酸调节。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中改性微生物主要包括嗜酸硫杆菌和木质素分解菌；
优选地，改性微生物菌液制备方法如下：将嗜酸硫杆菌和木质素分解菌分别在其培养基中培养至菌体数量为109个/ml以上，然后将嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液混合制成改性微生物菌液；
优选地，嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液的体积比为2-5:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中改性微生物菌液与制浆黑液的体积比为1:5-15；
优选地，曝气处理的温度为25℃-35℃，曝气处理的时间为6-12h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述处理为压滤，优选为板框式压滤机压滤；
优选地，压滤时的进料时间为1.5-3.0h，进料压力为0.6-0.8MPa，保压时间为1.0-2.0h，隔膜压榨压力为1.2～1.6MPa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中辅料为麦麸、豆粕、秸秆粉、稻壳、糠醛渣、木薯渣中的1种或2种以上的组合；
优选地，发酵菌剂为有机物料腐熟剂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中辅料的量为泥饼重量的10％-35％；
优选地，发酵菌剂的量为泥饼和辅料总重量的0.02-0.1％；
优选地，发酵混合料的水分控制在50％-55％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中好氧发酵的过程如下：建堆后对物料进行第一次翻抛将物料混匀，并将泥饼打碎，建堆后2-3天堆温能升到60℃以上，保持24-72h后，再次进行第二次翻抛，使原料发酵均匀，24-72h后进行第三次翻抛，继续发酵24-72h。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中兼性厌氧发酵的过程如下：好氧发酵结束后，将发酵料堆高，盖覆盖物保湿透气，保持25-35天后随用随取。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)中利用兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥的过程如下：先将高堆内的物料摊开，进行降温降湿，待物料湿度降到30％以下时，加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，将发酵料与菌剂搅拌均匀后即可得到所述生物有机碳肥；
优选地，在发酵产物中加入枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌，使成品中枯草芽孢杆菌、木霉菌和淡紫拟青霉菌有效活菌数分别达到0.1-0.3亿/克、0.05-0.2亿/克、0.05-0.2亿/克。
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