申请日2011.07.23
公开(公告)日2012.03.21
IPC分类号C05F7/00; C05F17/00
摘要
本发明公开了一种利用活性污泥生产有机肥料方法，属于生物有机肥领域，发明旨在减少活性污泥对环境造成的污染，同时变废为宝，将活性污泥进行资源化利用生产有机肥料。本技术方法利用活性污泥含有丰富的淀粉、纤维素、脂肪、蛋白质等物质，然后通过生物菌液及酶制剂对其进行综合处理，酶制剂包含如下成分：30%～40%淀粉酶，25%～35%纤维素酶，20%～30%脂肪酶，25%～35%蛋白酶。添加麸皮等辅料后入固态发酵罐60℃发酵7小时，经烘干、粉碎后得到有机肥料，根据农业部有机肥国家标准进行测定，相关指标全部合格。
权利要求书
1.一种利用活性污泥生产有机肥料方法，包括如下步骤：活性污泥中添加质量比为 1.5%-7.5%的生物菌液，所述生物菌液由地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草 芽孢杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种菌液组成;添加质量比为1%-6%的混合酶 制剂，将添加有生物菌液和酶制剂的活性污泥入固态发酵罐，按60%-100%和10%-30%的比 例添加水和麸皮后进行固态发酵，发酵结束后经烘干粉碎后即得有机肥料。
2.如权1所述一种利用活性污泥生产有机肥料方法，其特征在于所述固态发酵控制如下：固 态发酵罐搅拌，处理初期5h，发酵温度40-50℃;处理中期1h，发酵温度55-60℃;处理后 期1h，发酵温度65-70℃，发酵时间1h。
3.如权1所述一种利用活性污泥生产有机肥料方法，其特征在于所述地衣芽孢杆菌、巨大芽 孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种菌体浓度在 4×108个/ml至8×108个/ml。
4.如权1所述一种利用活性污泥生产有机肥料方法，其特征在于所述混合酶制剂由淀粉酶、 纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、果胶酶和糖化酶组成。
5.如权4所述一种利用活性污泥生产有机肥料方法，其特征在于所述混合酶制剂的质量比例 为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶∶糖化酶为0.8-1.2∶1.0-1.2∶0.8-1.0∶ 1.0-1.4∶0.8-1.2∶0.6-0.8。
说明书
一种利用活性污泥生产有机肥料的方法
技术领域：
本发明属于生物技术领域，具体涉及利用生物菌液及酶制剂共同处理活性污泥，经微生 物固态发酵后最终制得有机肥料。
背景技术：
目前，随着工业、农业经济的快速发展，在生产活动中产生出大量的活性污泥，这些活 性污泥所产生的难闻的气体会对环境造成污染，同时也是对资源的一种极大浪费。由于活性 污泥富含淀粉类、脂肪类、纤维素类和蛋白质类等，这些物质都是有机物质，将其作为废弃 物处理实在可惜。基于我国经济可持续发展的需要，亟待找到一种合理的处理活性污泥的方 法，一方面实现活性污泥减量化，另一方面实现活性污泥的资源化利用。
中国专利申请号CN200810174378.8，一种利用城市污泥生产高腐殖酸含量粒状有机肥的 方法，专利是将城市污泥、干燥的风化煤粉末和磷石膏按照80-100∶30-50∶10-30的重量配 比混合，按原料总重的2%-4%接入酵素菌，充分混匀，进入发酵池，曝气，进行10-15天发 酵，后摊晒，粉碎，加入粉碎物料量的0.05%-0.1%有机水性粘结剂造粒即可。本发明可以提 高造粒过程的成球率，使产品中无纤维杂质，但是发酵时间较长。
本发明将活性污泥利用生物技术的方法即生物菌液和酶制剂的共同处理活性污泥，活性 污泥实现降解后，经微生物固态发酵处理得到有机肥料，依据农业部有机肥料的国家标准， 对由活性污泥生产得到的有机肥料进行相关指标检测，经测定，相关指标全部符合农业部有 机肥料的国家标准。利用活性污泥制得的有机肥料可用于农业、养殖业及畜牧业等，一方面 可以实现资源的回收和再利用，缓解国家能源紧缺的现状，另一方面也能减轻对环境的压力， 净化了环境，把活性污泥变废为宝，最终实现工业和农业的清洁生产。
发明内容：
本发明解决的技术问题是提供一种利用活性污泥生产有机肥料的方法。
利用活性污泥成产有机肥料的方法如下：
向活性污泥中添加质量比为1.5%-7.5%的生物菌液，所述生物菌液由地衣芽孢杆菌、巨 大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种菌液组 成，添加质量比为1%-6%的混合酶制剂，将添加有生物菌液和酶制剂的活性污泥入固态发酵 罐，按60%-100%和10%-30%的质量比例添加水和麸皮等辅料后进行固态发酵，其中，固态 发酵罐搅拌，处理初期5h，发酵温度40-50℃;处理中期1h，发酵温度55-60℃;处理后期 1h，发酵温度65-70℃，发酵时间1h，发酵结束后经烘干粉碎后即得有机肥料。
所述地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、德氏 乳杆菌保加利亚亚种菌体浓度均在4×108个/ml至8×108个/ml。
所述地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、德氏 乳杆菌保加利亚亚种采用常规菌株培养方法经斜面、一二级摇瓶培养获得。
所述混合酶制剂是由淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、果胶酶和糖化酶组成。
所述混合酶制剂的质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶∶糖化酶为 0.8-1.2∶1.0-1.2∶0.8-1.0∶1.0-1.4∶0.8-1.2∶0.6-0.8。
固态发酵罐搅拌转速在10-50r/min;
以污水处理厂好氧池中的絮状活性污泥为材料，由于活性污泥富含淀粉、纤维素、脂肪、 蛋白质等有机物质，所以运用生物技术的方法能够有效处理富含有机物质的活性污泥，最终 制得的有机肥料经测定，水分、有机质、有效活菌数、pH、粪大肠菌群数等相关指标符合农 业部有机肥料标准，最终得率能够达到16%-19%。
有益效果：
本发明提供了一种能有效处理活性污泥的工艺，实现了活性污泥的资源化利用。同时， 本发明针对活性污泥富含蛋白质类、淀粉类、脂肪类和纤维素类，利用能够产生蛋白酶、淀 粉酶、脂肪酶和纤维素酶的微生物菌种，将其加入到活性污泥中，同时添加一定比例的酶制 剂协同处理活性污泥，在发酵处过程中就能够较快的降解生物大分子有机物，有效提高固态 发酵的速率和效率。在固态发酵过程中通过调整热风的温度，在50℃至70℃的高温条件下， 能将活性污泥中的致病菌杀死，而在活性污泥中添加的微生物菌种均为耐高温菌株，能在温 度较高的环境中很好的繁殖，能够增加最终产品中的有益菌数，此外，反应过程中可以发生 美拉德反应使产品增香。运用该法处理活性污泥，符合无害化、资源化、减量化的处理原则， 通过活性污泥制得的有机肥，含有丰富的有机质，更容易被植物吸收利用，经实验田小范围 应用，能够有效促进农作物增产、见效快，并能有效消除环境恶臭、净化环境，且应用成本 较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限制性的， 不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
向1千克活性污泥当中加入生物菌液和酶制剂。生物菌液，其包含如下成分：地衣芽孢 杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚 种，其添加的质量比例各为0.25%，总共添加1.5%。其中，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、 纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的菌体浓度在7×108个/ml至8×108个/ml。添加质量比为1%的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶 (200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪酶 (100000u/g)，果胶酶(100000u/g)，糖化酶(200000u/g)。
酶制剂的组成质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶∶糖化酶为0.8∶ 1.0∶0.8∶1.0∶0.8∶0.6。
将添加有生物菌液和酶制剂的活性污泥入固态发酵罐，按60%和10%的比例添加水和麸 皮等辅料后进行固态发酵，其中，固态发酵罐搅拌转速始终在25r/min，处理初期5h，发酵 温度40℃;处理中期1h，发酵温度55℃;处理后期1h，发酵温度65℃，发酵时间1h，发 酵结束后经烘干粉碎后即得有机肥料。制得的有机肥料经测定，水分、有效活菌数等指标全 部符合农业部有机肥料的标准。1千克活性污泥能够制得0.16千克有机肥料，得率为16%， 经实验田小范围应用，能够有效促进农作物增产、见效快，并能有效消除环境恶臭、净化环 境，且应用成本较低，具体情况见产品效果实验。
本例中地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)、巨大芽孢杆菌(Paenibacillus larvael)、纳 豆芽孢杆菌(Bacillus natto)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)和德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrucckii subsp.bulgaricus)，购于中 国普通微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址位于北京市朝阳区北辰西路1号院 3号，邮编100101，保藏编号分别为CGMCC No1.106，No1.941，No1.1086，No1.1630，No1.124， No1.1482。
所述地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、德氏 乳杆菌保加利亚亚种均采用常规菌株培养方法经斜面、一二级摇瓶培养获得，各菌菌体浓度 均在6×108个/ml至8×108个/ml。
生物菌株一级种子和二级种子培养：
一级种子培养：肉汤培养基固态斜面活化地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌，植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种六株菌，37℃培养24小时。
二级种子培养：将地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌，植物 乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种接种至肉汤液体培养基500ml三角瓶中，装液量50ml，在 37℃，150r/min条件下摇床中培养24小时，涂布营养琼脂平板，计算得各菌菌体浓度均在6 ×108个/ml至8×108个/ml。
本例中对活性污泥制得有机肥料的测定，与农业部标准对比结果如下：
产品效果实验：
试验地的选择与试验设计：试验于2009年4月27日-9月30日在宁夏盐池县花马池镇 八堡村进行。
试验田达到田种植玉米10亩，分别在种植时使用本发明产品每亩25公斤，出苗1个月左 右通过锄地松土方式使用发明产品5公斤，对照组使用常规肥料。
发明产品使用玉米地玉米产量达到650公斤，对照组达到500公斤;发明产品的使用使玉 米亩产量提高了30%。该地块在第2年种植春小麦，春小麦产量达到了400公斤，比对照组单 产提高了20%。且试验田土壤结构良好，无大块和板结现象。
实施例2
向1千克活性污泥当中加入生物菌液和酶制剂。生物菌液，其包含如下成分：地衣芽孢 杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚 种，其添加的质量比例各为0.8%，总共添加4.8%。其中，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、 纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的菌体浓度在7×108个/ml至8×108个/ml。添加质量比为3%的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶 (200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪 酶(100000u/g)，果胶酶(100000u/g)，糖化酶(200000u/g)。
酶制剂的组成质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶∶糖化酶为1.0∶ 1.0∶0.9∶1.1∶1.1∶0.7。
将添加有生物菌液和酶制剂的活性污泥入固态发酵罐，按70%和20%的比例添加水和麸 皮等辅料后进行固态发酵，其中，固态发酵罐搅拌转速12r/min，处理初期5h，发酵温度45℃; 处理中期1h，发酵温度58℃;处理后期1h，发酵温度67℃，发酵时间1h，发酵结束后经 烘干粉碎后即得有机肥料。制得的有机肥料经测定，水分、有效活菌数等指标全部符合农业 部有机肥料的标准。1千克活性污泥能够制得0.18千克有机肥料，得率为18%，经实验田小 范围应用，能够有效促进农作物增产、见效快，并能有效消除环境恶臭、净化环境，且应用 成本较低，具体情况见产品效果实验。
产品效果实验：
试验地的选择与试验设计：试验于2009年4月27日-9月30日在宁夏盐池县花马池镇 八堡村进行。
试验田达到田种植玉米10亩，分别在种植时使用本发明产品每亩25公斤，出苗1个月左 右通过锄地松土方式使用发明产品5公斤，对照组使用常规肥料。
发明产品使用玉米地玉米产量达到650公斤，对照组达到500公斤;发明产品的使用使玉 米亩产量提高了30%。该地块在第2年种植春小麦，春小麦产量达到了400公斤，比对照组单 产提高了20%。且试验田土壤结构良好，无大块和板结现象。
实施例3
向1千克活性污泥当中加入生物菌液和酶制剂。生物菌液，其包含如下成分：地衣芽孢 杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚 种，其添加的质量比例各为1.25%，总共添加7.5%。其中，地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、 纳豆芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种的菌体浓度在7×108个/ml至8×108个/ml。添加质量比为6%的混合酶制剂，酶制剂的组成为：淀粉酶 (200000u/g)，纤维素酶(200000u/g)，脂肪酶(100000u/g)，蛋白酶(100000u/g)，脂肪酶 (100000u/g)，果胶酶(100000u/g)，糖化酶(200000u/g)。
酶制剂的组成质量比例为淀粉酶∶纤维素酶∶脂肪酶∶蛋白酶∶果胶酶∶糖化酶为1.2∶ 1.2∶1.0∶1.4∶1.2∶0.8。
将添加有生物菌液和酶制剂的活性污泥入固态发酵罐，按100%和30%的比例添加水和 麸皮等辅料后进行固态发酵，其中，固态发酵罐搅拌转速12r/min，处理初期5h，发酵温度 50℃;处理中期1h，发酵温度60℃;处理后期1h，发酵温度70℃，发酵时间1h，发酵结 束后经烘干粉碎后即得有机肥料，制得的有机肥料经测定，水分、有效活菌数等指标全部符 合农业部有机肥料的标准。1千克活性污泥能够制得0.19千克有机肥料，得率为19%，具体 情况见产品效果实验。
产品效果实验：
试验地的选择与试验设计：试验于2009年4月27日-9月30日在宁夏盐池县花马池镇 八堡村进行。
试验田达到田种植玉米10亩，分别在种植时使用本发明产品每亩25公斤，出苗1个月左 右通过锄地松土方式使用发明产品5公斤，对照组使用常规肥料。
发明产品使用玉米地玉米产量达到650公斤，对照组达到500公斤;发明产品的使用使玉 米亩产量提高了30%。该地块在第2年种植春小麦，春小麦产量达到了400公斤，比对照组单 产提高了20%。且试验田土壤结构良好，无大块和板结现象。