一种活性生物有机肥及其制备方法与流程

本发明属于生物有机肥，具体涉及一种活性生物有机肥及其制备方法。

背景技术：

1、全球人口数量的迅猛增长，无疑对农业和粮食生产的需求加剧，这也显示出对肥料投入的潜在依赖。目前世界对氮、磷和钾的需求量每年将增加。污水污泥作为提供植物生长所需的主要营养物质的宝贵来源，其固体部分中很大一部分是有机物，这对土壤的物理、化学和生物特性有大的改良作用。

2、城市污泥的处置是一个世界性的难题，其处理不当容易造成二次环境污染。城市污泥中氮、磷、钾、钙和有机质所占的比重较大，氮、磷主要处于有机状态，释放缓慢，影响周期长，由此可见污泥是一种有自身优势生物资源，如果处理得当并合理利用，可以转化为宝贵的财富，实现资源循环利用。

3、由于城市污泥含有有机质、氮、磷等营养成分，将其发酵堆肥进行利用是目前污泥资源化利用最普遍的方法。污泥发酵堆肥操作简单，成本低，但相比于无机肥，污泥堆肥制得的有机肥肥效相对较低，长期施用还可能导致园林、农田等土壤产生重金属污染。

4、例如cn200510045172.1的专利申请，其公开了一种利用城市污泥制造生物有机肥的方法，包括物料配制、固溶、有氧发酵、粉碎处理、添加添加剂和细化造粒等步骤。物料配制的质量配方为：城市污泥(9-10)%、猪粪或鸡粪(65-70)%、秸秆(13-17)%、复合腐熟菌剂(2-3)%、其余为粉煤灰，然后调节含水量为(55-65)%。添加剂的的质量配比为：尿素8%、硫酸一铵5%、磷矿粉3%、硫酸钾5%、硼砂0.5%、硫酸锌1%、硫酸镁1%、硫酸锰1%、硫酸铁1%和黏土2.5%，其余为粉碎后的物料。

5、虽然现有技术成功使用了城市污泥，但是利用率低，仍旧添加了大量的化学元素肥料，生产成本大大增加，因此，如何高效的实现城市污泥的有效利用，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种利用城市污泥制备活性生物有机肥的方法，使用复合微生物发酵的方式，实现污泥中活性物质的充分释放和有害物质的充分降解，所制备的有机肥，有机质含量高，生物活性高，适合各类作物使用。

2、为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种活性生物有机肥，包括以下质量百分比的原料：发酵城市污泥60-70%、粉碎秸秆10-15%、活化剂0.1-0.5%、余量为辅助填料，按照总量100%计。

4、进一步的，所述粉碎秸秆的制备方法为：将植物秸秆晒干，然后用粉碎机粉碎成秸秆粉，过30-40目筛处理即可。

5、更进一步的，所述植物秸秆为玉米和/或小麦秸秆。

6、进一步的，所述发酵城市污泥的制备方法为：

7、(1)污泥预处理：将污泥原料进行加压热处理，自然降温后，调节体系含水量为70-85%，ph为5-7，得到预处理污泥a；

8、(2)混料：将预处理污泥a中加入预处理污泥a质量5-8%的木屑、0.3%的木质磺酸钠、1%的氧化钙以及3%聚合硫酸铝，成分搅拌均匀后90-120℃下高温灭菌，再调节体系含水率为60-70％，得到污泥混合料b；

9、(3)发酵处理：将污泥混合料b加入其质量1%的发酵菌剂和3-5%的蔗糖，搅拌混合均匀，然后加入发酵槽中25-30℃进行好氧发酵12-20h，此后每当堆肥物料温度＞65℃时，进行翻肥，发酵10-15天后结束发酵，干燥到含水量为15-20%，得到发酵城市污泥。

10、更进一步的，步骤（1）加压热处理的压力为0.5-1.0mpa，温度为100-120℃，时间为15-20min。

11、更进一步的，步骤（3）发酵菌剂为长枝木霉菌（trichoderma longibrachiatum）、胶红酵母菌（rhodotorula mucilaginosa）和杨氏柠檬酸杆菌（citrobacter youngae）按照质量比1:1:1混合得到；所述长枝木霉菌的保藏编号为cgmcc no.3.15738，购自中国普通微生物保藏管理中心，原始保藏日期为2016年9月22日；所述胶红酵母菌的保藏编号为cgmccno.2.5690，购自中国普通微生物保藏管理中心，原始保藏日期为2016年11月17日；所述杨氏柠檬酸杆菌的保藏编号为cgmcc no.1.12848，购自中国普通微生物保藏管理中心，原始保藏日期为2014年4月10日。本发明所选菌株均可通过中国普通微生物保藏管理中心开放购买，无需进行进一步重复保藏。

12、更进一步的，所述发酵菌剂的制备方法为：将长枝木霉菌、胶红酵母菌和杨氏柠檬酸杆菌解冻后活化，然后分别挑取单菌落分别接种到lb液体培养基中，25-30℃、180-200r/min培养至od600≈0.8得到种子液，将种子液均按照1%的量接种到lb液体培养基中25-30℃、180-200r/min培养，当菌落活性数达到1×108cfu·ml-1后结束培养，将三种菌的培养液按照体积比1:1:1混合后，得到发酵菌剂。

13、所述lb液体培养基的组成：蛋白胨10g/l，氯化钠5g/l，酵母粉5g/l，溶剂为水，ph值7.2-7.4，121℃灭菌。

14、进一步的，所述活化剂为苹果酸和海藻酸钠，质量比为1:2；所述辅助填料为凹凸棒土和/或硅藻土。

15、一种活性生物有机肥的制备方法，包括以下制备步骤：首先制备发酵城市污泥，然后将发酵城市污泥、粉碎秸秆、活化剂、辅助填料按照配比混合均匀后，随后破碎，造粒，再低温烘干至含水率为20-25%，筛分后，得终产品有机肥。

16、本发明污泥有机肥的用量：50-100kg/亩。

17、城市污泥是城市生活、生产等污水通过厌氧、好氧、沉降、脱水等处理过程中产生的副产物，既含有大量有机质、氮、磷等营养成分，将其发酵堆肥进行利用是目前污泥资源化利用最普遍的方法。污泥发酵堆肥操作简单，成本低，但相比于无机肥，污泥堆肥制得的有机肥肥效相对较低，品质一般。因此如何提升发酵效率，提升污泥有机肥的品质，是目前亟待解决的技术问题。

18、首先，本发明对废弃污泥进行加压热处理，对污泥中絮凝体和细胞膜的解体有积极的影响，会导致有机化合物的溶解和胞内物质释放，从而有利于后续的发酵工艺，同时可以杀死致病菌和虫卵等有害生物。其次加入木屑、木质磺酸钠、氧化钙以及聚合硫酸铝等成分，可以起到调节酸碱度、吸附重金属离子等作用，同时可以破坏污泥中小颗粒的稳定性，使其失去稳定性后容易接近并凝合成絮状细粒，更利于后续的发酵。

19、后续本发明筛选得到三株高效污泥发酵菌株，三者均具有优秀的发酵功能，特别的，其中长枝木霉菌能够分解纤维素、木质素等难降解有机物，将它们转化为更容易降解的有机物，这有助于减少有机物损失，缩短堆肥时间，提高有机质的利用；而筛选得到的胶红酵母菌，其具有较高的糖发酵能力和较好的适应性，能够分泌胡敏酸、富里酸等有机物，促进污泥中腐殖质的合成，提高堆肥产品的质量，提高堆肥效率；而杨氏柠檬酸杆菌，具有加速有机质分解、减少病原菌和钝钝化重金属离子、增加肥效等作用，同时其可以分泌有机酸等生物活性物质，提升长枝木霉菌、胶红酵母菌的生物活性，三者等比例混合后，呈现良好的协同作用，实现对于污泥的高效有机发酵，提升发酵产物营养物质含量，所得有机肥各项指标符合相关标准，可替代市售产品使用，真正实现了污泥的资源化利用。

20、辅助填料的加入，一方面可以辅助吸附和固定重金属元素离子，另一方面也可以吸附营养元素，实现营养元素的缓释，延长有机肥的有效肥效时间。

21、有益效果：本发明筛选三种微生物菌株对废弃城市污泥进行生物发酵处理，不仅可以实现污泥中虫卵和病菌的祛除，同时有效降低重金属元素含量，提升营养物质含量水平，保证营养的供给，真正实现废弃城市污泥的无害化处理和资源化利用。