一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法与流程

本发明涉及有机废弃物资源利用，具体涉及一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法。

背景技术：

1、随着生物技术的不断发展，培养基应用范围越来越广泛。然而，大量培养基的使用会产生有机固体废弃物，给环境带来一定的压力。因此，生物培养基废弃物的处理成为一个亟待解决的问题。生物培养基废弃物主要来源于实验室、生物制药厂、食品工业等领域。这些废弃物中有些包含有抗生素、有害微生物等，处置不当对环境和生物体都可能带来潜在的危害。目前常见的处理方法有：通过化学氧化还原、中和等步骤将废弃物中有机物分解转化；通过发酵等生物处理方法将微生物代谢活性和生物降解能力将废弃物中的有机物转化为生物质和co2等无害物质，实现降解和净化。

2、而生物培养基废弃物中含有大量的营养物质，如碳源、氮源、蛋白质、无机盐等。若能将其资源化利用，不仅可以避免其数量多带来的环境问题，也能缓解资源短缺现状。为了增加粮食产量一直大量使用化肥，导致土壤板结肥力下降，酸化进而环境污染加剧，严重影响我国粮食与食品安全。与化肥相比，有机肥料中的营养物质更加丰富多样，肥效更为柔和，能够为土壤提供有益微生物。国家在十三五规划中提出，2020年实现化肥与农药用量零增长，有机肥行业前景广阔。

3、目前已有部分研究采用食用菌培养基废弃物制备有机肥。专利cn103864484a采用食用菌栽培基地的废弃菌包、污水处理厂产生的城市污泥和鸡粪为原料接种高效堆肥发酵菌后混合堆肥，发酵得到高n、p、k含量的有机肥。堆肥工艺成熟，但时间久，且堆肥过程中产生的甲烷、二氧化碳和氨气等导致碳排放增加。专利cn104710232b以北虫草废弃培养基和维生素c发酵废弃物古龙酸母液，并补加适量的n、p、k和微量元素生产有机肥。上述方法针对食品工业领域，但对于一些生物制药领域产生的生物培养基废弃物不太适用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案：

3、一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、(1)将生物培养基废弃物与其他原料和水混合搅拌均匀，得到混合物；

5、(2)将上述混合物转入到水热反应釜内进行水热液化反应；

6、(3)将上述水热液化反应得到的产物移出水热反应釜，静置，固液分离，除去固体产物即得所述液体有机肥。

7、进一步地，所述生物培养基废弃物为食品行业生物培养基废弃物或生物制药行业生物培养基废弃物。

8、进一步地，所述食品行业生物培养基废弃物为酵母菌、乳酸菌、曲霉菌或醋酸菌发酵后的废培养基。

9、进一步地，所述生物医药行业生物培养基废弃物为万古霉素、青霉素、头孢、红霉素或阿奇霉素发酵后的废培养基。

10、进一步地，所述食品行业生物培养基废弃物在步骤(1)中与磷酸、硝酸钾和水混合搅拌均匀，得到所述的混合物。

11、进一步地，所述生物医药行业生物培养基废弃物在步骤(1)中与高铁酸盐、磷酸、硝酸钾和水混合搅拌均匀，得到所述的混合物。

12、进一步地，所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾，高铁酸盐的加入量为所述的生物医药行业生物培养基废弃物重量的0.01-10％。高铁酸盐中高铁fe(vi)在酸性条件下的氧化还原电位为2.2v，高于其他常见氧化剂(如臭氧为2.08v，次氯酸盐为1.48v)，强氧化性将生物医药行业生物培养基废弃物中的抗生素降解为有机小分子，实现高效矿化的同时，对微生物也具有较强的灭菌灭活作用。水热液化反应条件下，酸和高铁酸盐其强氧化性和高水解性能够破坏固体物质表面的有机保护层，易于液化。

13、进一步地，所述磷酸的加入量为生物培养基废弃物重量的1-20％，所述硝酸钾的加入量为生物培养基废弃物重量的0.01-10％，所述水的加入量为生物培养基废弃物重量的1-50％。

14、进一步地，所述水热液化反应的温度为80-180℃，压力为0.1-1.2mpa，反应时间1-6h。

15、进一步地，所述水热液化反应包括两个主反应，其中一个主反应为生物培养基废弃物的蛋白质在酸的作用下发生水解反应，经过多肽，最后得到多种α-氨基酸，另一个主反应为生物培养基废弃物的多糖化合物在酸的催化下水解为葡萄糖，葡萄糖与硝酸基在酸的作用下生成二氧化碳和氮氧化物，同时放出热量。

16、与现有技术相比，本发明中直接采用生物培养基废弃物在磷酸和高铁酸盐作用下，通过水热液化反应，将生物大分子分解为小分子有机物，得到含有n、p、k液体有机肥。整个方法在减量化、无害化处理的基础上对资源有效回收利用，实现变废为宝。具体优点：

17、(1)生物培养基废弃物液化程度高。通过水热液化反应，生物培养基废弃物的液化率达到95％以上。与传统化肥相比，液体有机肥便于管道运输和施肥灌溉，省时、省力、省肥、省水。

18、(2)工艺流程简单。该方法采用水热液化方法将生物培养基废弃物液化的同时，使得残留的微生物失活、抗生素分解，做到废弃物的减量化和无害化。与现有其他技术相比，磷酸和高铁酸盐的投加量小，反应本身为放热反应，反应温度低，反应时间短，工艺流程简单，节省了大量的人力、能耗成本。

19、(3)资源化程度高。反应后原有的生物有机大分子转化为有机小分子如氨基酸、可溶性糖等营养物质，具有一定的缓释效果，符合农业用肥的实际需求。整个方法使生物培养基废弃物的处理成本扭亏为盈。

技术特征：

1.一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述生物培养基废弃物为食品行业生物培养基废弃物或者生物制药行业生物培养基废弃物。

3.根据权利要求2所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述食品行业生物培养基废弃物为酵母菌、乳酸菌、曲霉菌或醋酸菌发酵后的废培养基。

4.根据权利要求2所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述生物医药行业生物培养基废弃物为万古霉素、青霉素、头孢、红霉素或阿奇霉素发酵后的废培养基。

5.根据权利要求2所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述食品行业生物培养基废弃物在步骤(1)中与磷酸、硝酸钾和水混合搅拌均匀，得到所述的混合物。

6.根据权利要求2所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述生物医药行业生物培养基废弃物在步骤(1)中与高铁酸盐、磷酸、硝酸钾和水混合搅拌均匀，得到所述的混合物。

7.根据权利要求6所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾，高铁酸盐的加入量为所述的生物医药行业生物培养基废弃物重量的0.01-10％。

8.根据权利要求5或6所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述磷酸的加入量为生物培养基废弃物重量的1-20％，所述硝酸钾的加入量为生物培养基废弃物重量的0.01-10％，所述水的加入量为生物培养基废弃物重量的1-50％。

9.根据权利要求1所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述水热液化反应的温度为80-180℃，压力为0.1-1.2mpa，反应时间1-6h。

10.根据权利要求1所述的一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，其特征在于，所述水热液化反应包括两个主反应，其中一个主反应为生物培养基废弃物的蛋白质在酸的作用下发生水解反应，经过多肽，最后得到多种α-氨基酸，另一个主反应为生物培养基废弃物的多糖化合物在酸的催化下水解为葡萄糖，葡萄糖与硝酸基在酸的作用下生成二氧化碳和氮氧化物，同时放出热量。

技术总结本发明公开了一种生物培养基废弃物制备液体有机肥的方法，包括以下步骤：(1)将生物培养基废弃物与其他原料和水混合搅拌均匀，得到混合物；(2)将混合物转入到水热反应釜内进行水热液化反应；(3)将水热液化反应得到的产物移出水热反应釜，静置，固液分离，除去固体产物即得液体有机肥。本发明采用水热液化方法将生物培养基废弃物中生物大分子分解为小分子有机物，同时残留的微生物失活、抗生素分解，得到含有N、P、K液体有机肥，整个方法在减量化、无害化处理的基础上对资源有效回收利用，实现变废为宝。技术研发人员：李政,田子建,林清玉受保护的技术使用者：佛山经纬纳科环境科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2