CN109912325A - 源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其解决了尿液收集和处理的技术问题，其包括尿液收集、臭氧处理、种子发酵、尿液发酵步骤，得到液体生物有机肥。本发明可用于尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的制备领域。

Description

源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法

技术领域

本发明属于肥料生产和生态环保技术领域，具体涉及一种源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法。

背景技术

尿液是由人体肾脏从血液中渗滤出来并经泌尿***排出的复杂混合物。健康成年人每人每天的尿液产生量约为1～1.5L。在尿液组分中除含有97％左右的水分外，还含有大量的其他物质。这些成分大致可归类为电解质，含氮化合物、维生素、激素、有机酸和其他有机化合物，其中含量最多的物质有尿素、尿酸、各种无机盐、以及蛋白质等。因此人体尿液中含有大量的营养物质，具有一定的污染性和资源性的双重特性。

水资源短缺是全球所关注的问题，而我国目前尿液的处理方式是小便自来水冲洗，与其他生活污水混合后排放至污水处理厂。从生态环保的角度考虑，可以从源头上控制污染物，对其进行分离收集并加以利用，即在粪尿尽可能不混合稀释的情况下进行单独收集并对其进行回收利用。

源分离尿液是指从源头单独分离与收集的尿液，区别于尿液和大便混合收集的方式。依据生态环保理论，将源分离尿液回收并最终回归到农田是最佳途径，因此实现低成本、易存储的尿液处理技术已成为该技术发展的必然趋势，但目前我国对尿液处理技术的研究较少，远远无法满足未来对该技术的应用要求，亟需加强该方面的研究工作。

本发明对源分离尿液中氮、磷等营养物质的回收与尿液处理技术研究进展进行发明。

发明内容

本发明就是为了解决现有尿液收集和处理效果不理想的技术问题，提供一种源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其对源分离的尿液进行臭氧无害化处理，以微生物对尿液发酵和除臭为基础，实现氮、磷等营养元素的回收，生产液体生物有机肥。

为此，本发明提供一种源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其包括如下步骤：

(1)尿液收集：对尿液单独收集；

(2)臭氧处理：利用臭氧对收集的尿液进行消毒和杀菌；

(3)种子发酵：枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌、酵母菌经单独发酵达到10⁸CFU/mL以上，然后按体积比1:1:2:2进行混合，得到复合菌群。

(4)尿液发酵：向经过所述步骤(2)处理的尿液中加入所述步骤 (3)中得到的复合菌群和糖蜜，混合均匀后在25～30℃的条件下进行密闭体系厌氧发酵，得到液体生物有机肥。

优选的，步骤(4)中，其原料重量份数包括预处理尿液450份、糖蜜10～25份、有益微生物发酵复合菌群发酵液15～25份。

优选的，步骤(4)中，发酵时的搅拌速率为125～250r/min，发酵时间控制为10～15d。

优选的，步骤(2)中，所述臭氧剂量为0.6～1.5g/L以上。

步骤(4)中有益微生物发酵复合菌群的制备具体方法如下：

1、将高温灭菌处理(121℃、30min)的LB培养基定量备用，培养基的配方为蛋白陈10g/L、酵母粉5g/L、氯化钠10g/L，补足水1L、琼脂20g(液体不加)，用于芽孢杆菌的接种和培养。

2、将高温灭菌处理(115℃、20min)的YPD培养基定量备用，培养基的配方为蛋白陈20g/L、酵母粉10g/L、葡萄糖20g/L，补足水1L、琼脂20g(液体不加)，用于酵母的接种和培养。

3、将高温灭菌处理(115℃、30min)的MRS培养基定量备用，蛋白胨10g/L、牛肉膏10g/L、酵母膏5g/L、柠檬酸氢二铵2g/L、葡萄糖20g/L 吐温80 1.0mL乙酸钠5g/L、磷酸氢二钾2g/L、硫酸镁0.58g/L、硫酸锰0.25g/L、补足水1L、琼脂20g/L(液体不加)，用于植物乳杆菌的接种和培养。

4、将活化的菌种分别接入到液体培养基中28～30℃、160r/min振荡，培养24小时。

5、将培养好的菌液计数,调四株菌株的含菌量为，枯草芽孢杆菌 2*10⁸CFU/mL、解淀粉芽孢杆菌1*10⁸CFU/mL，植物乳杆菌5*10⁸CFU/mL、酵母菌2*10⁸CFU/mL，然后按体积比1:1:2:2进行混合，形成有益微生物发酵复合菌群，即尿液发酵的二级种子液。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。本发明中的菌种均购于中国科学院微生物研究所，包括枯草芽孢杆菌CGMCC 1.108、解淀粉芽孢杆菌CGMCC 1.1099、植物乳杆菌CGMCC1.556、东方伊萨酵母CGMCC 2.1533。

实施例1：尿液的臭氧处理方法如下：

尿液经收集后，测得尿液处理前COD 3120mg/L，显黄色，有尿骚味；当尿液经臭氧达到1.1g/L的剂量处理水平后，COD下降为876mg/L，接近无色无味；

实施例2：尿液有机肥发酵

经臭氧处理的尿液450份，添加有益微生物发酵复合菌群二级种子液10份和糖蜜15份，进行密闭发酵，搅拌速率为125～250r/min，发酵 5d，制得液体生物有机肥。该有机肥测得总养分(N+P2O5+K2O)，238g/L；有机质，472g/L，酸碱度(pH)(1：250倍稀释)，5.8。

实施例3：液体有机肥应用于西红柿

选择在江苏江阴某西红柿种植大棚试验面积为3亩。试验设3个处理，对照(CK)不施用有机肥、液体生物有机肥(M1)、施用商品固体有机肥(M2)，每个处理设3个重复，随机区组排列。有机肥的使用量均为 2000kg/亩；施用生物液体有机肥随水浇灌4次，共计400Kg。定植30 d后，每处理随机取10株，测量株高、茎粗、叶片数量，并取平均值。采收期时，各处理随机取10株，测定单果重、单株重及总产量。

番茄定植30d后，施用生物液体有机肥及商品有机肥均可以促进番茄生长发育。株高方面，生物液体有机肥与商品有机肥处理效果相似，都高于对照处理。两个处理的叶片数都明显高于对照处理，生物液体有机肥和商品有机肥接近。因此，可以看出，施用生物液体有机肥可有效促进番茄的生长发育(表1)。

表1生物液体有机肥处理对西红柿生长发育的影响

处理	株高(cm)	茎粗(cm)	叶片数
				CK	91.6	0.64	10.6
M1	97.5	0.95	15.6
				M2	95.6	0.93	15.5

西红柿采收期时，与对照相比，施用生物液体有机肥、商品有机肥对西红柿的增产效果各项指数都高于对照。单株重方面，生物液体有机肥与商品有机肥相比，单果重和单株重增加了4.7g和0.09kg，但明显高于对照处理。而同等面积产量相比，生物液体有机肥处理比常规发酵处理增产9.3kg，比对照处理增产44.4kg。说明施用该生物液体有机肥能明显增加西红柿的产量。(表2)

表2有机堆肥对西红柿产量的影响

处理	单果重(g)	单株重(Kg)	产量(Kg)
				CK	95	2.01	241.8
M1	115.7	2.36	286.2
				M2	109	2.23	276.9

实施例4：液体有机肥应用于茶叶

在江苏无锡某有机茶园基地，选择茶树长势均匀的试验地4亩左右，实验茶树与基地其他茶树管理，只是施肥有所不同。试验地划分为4块，分别对应4个处理，每个处理之间都有设有2米左右的隔离行，将液体生物有机肥经水稀释使用，5个处理分别为清水对照(CK)、液体有机肥高浓度(稀释100倍)、液体有机肥中浓度(稀释300倍)、液体有机肥低浓度(稀释1000倍)，按照每平方米5升的量浇灌使用。各处理以相同的方式在冬季施用2次，春季采收茶叶，结果表明：施用稀释1000倍低浓度的春茶产量与清水对照无显著差异；施用高浓度的春茶产量相当，都比清水对照增产55％以上，施用中浓度的春茶产量也比清水对照增产 20％左右。

Claims (4)

1.一种源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其特征是包括如下步骤：

(1)尿液收集：对尿液单独收集；

(2)臭氧处理：利用臭氧对收集的尿液进行消毒和杀菌；

(3)种子发酵：枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、植物乳杆菌、酵母菌经单独发酵达到10⁸CFU/mL以上，然后按体积比1:1:2:2进行混合，得到复合菌群；

(4)尿液发酵：向经过所述步骤(2)处理的尿液中加入所述步骤(3)中得到的复合菌群和糖蜜，混合均匀后在25～30℃的条件下进行密闭体系厌氧发酵，得到液体生物有机肥。

2.根据权利要求1所述的源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其特征在于所述步骤(4)中，其原料重量份数包括预处理尿液450份、糖蜜10～25份、有益微生物发酵复合菌群发酵液15～25份。

3.根据权利要求1或2所述的源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其特征在于所述步骤(4)中，发酵时的搅拌速率为125～250r/min，发酵时间控制为10～15d。

4.根据权利要求1或2所述的源分离尿液无害化处理及发酵生物液体有机肥的方法，其特征在于所述步骤(2)中，所述臭氧剂量为0.6～1.5g/L以上。