一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法.pdf

本发明公开了一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，由木薯渣和磷矿粉按照100：15-30的干基质量比混合后，加入复合发酵菌和糖厂废蜜糖进行两次发酵即可；其中所述的复合发酵菌由解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉三种菌种按菌数比10-50：10-50：1混合组成。本发明改变了其他专利以份数计算的方式，使用主料以干基计算的方式，从而摒弃了因水分差异较大而导致无法确定最终实际生产量的误差因数，可得到指标稳定的肥料；为木薯渣的处理提供了一条处理量很大，可以资源化利用的出路；充分利用了糖厂的废糖蜜对发酵过程进行了提效，提高了总磷向有效磷转化的效率，也提高了生物有机肥的生化活性。

权利要求书
1.  一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于由木薯渣和磷矿粉按照100：15-30的干基质量比混合后，加入复合发酵菌和糖厂废蜜糖进行两次发酵即可；
其中所述的复合发酵菌由解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉三种菌种按菌数比10-50：10-50：1混合组成。

2.  根据权利要求1所述的一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于所述复合发酵菌的添加量为使发酵湿料中新增菌数浓度不低于200万个/克。

3.  根据权利要求2所述的一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于包括以下具体步骤：
a、将木薯渣平铺于硬底化的平坦地面，晾晒至水分60-70％，加入磷矿粉混合为发酵湿料，再加入复合发酵菌混合均匀；
b、将混合物料翻动堆料，堆料高度低于1.5米，进行一次发酵，当温度达到55℃时，每天将糖厂废糖蜜按每立方米堆料加入3～8Kg的量喷洒于堆料表面，然后翻堆均匀；
c、待一次发酵的堆料温度下降至低于45℃、水分小于40％时，进行二次发酵至少20天；
d、在二次发酵期间对堆料进行半成品检测，对完成二次发酵的半成品进行成品加工即可。

4.  根据权利要求3所述的一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于一次发酵阶段中，堆料温度未达到50℃时，每两天翻堆一次，待温度升至50℃时，每天翻动两次，维持堆料温度不低于50℃的高温至少7天，当温度降温到50℃以下时，再改为两天翻堆一次。

5.  根据权利要求3所述的一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于二次发酵阶段，每3-5天翻堆一次，直至水分低于30％。

6.  根据权利要求3所述的一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于二次发酵的堆料半成品检测不符合行业标准，则对半成品进行外源性物质添加直至指标符合标准。

7.  根据权利要求1-6中任一项所述的一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于所述的复合发酵菌在使用前按每吨湿原料含10g硫酸锰的量加入硫酸锰物质源。

说明书一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法
【技术领域】
本发明涉及一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，属于肥料制作技术领域。
【背景技术】
淀粉、酒精的生产，往往伴随着木薯渣的产生，本来利用这些废弃物来制作肥料是一件既解决污染又创造利润的事情，但由于资金、技术、意识等未能跟上，如何有效利用木薯渣已是一个严重的环境问题，因为这些工厂往往在欠发达地区建造，环保处理显得相对落后，所产生的木薯渣很多时间还是倾倒于荒地等少人地区，造成一定环境污染。
磷矿粉，一种矿石粉末，未经化学加工，总磷含量在18％左右，但其价值很低，目前是过磷酸钙价格的1/7左右。其水溶磷和枸溶性磷均相对过磷酸钙和钙镁磷肥很低，在某种程度来说，利用价值很低，只有在橡胶树等一些利用磷矿能力强的作物的长期用肥时才会使用到并可以让它们吸收利用，如何让这种磷矿粉有效地转变成为大部分作物容易吸收利用的磷肥，就显得很有意义了。
参考一些资料发现，目前已有关于利用木薯渣制作肥料的相关专利，包括但不限于以下：
《一种生物有机肥及其制备方法CN2014103749962》，利用高粱杆20-30份、玉米杆20-30份、木薯渣20-40份、草木灰10-20份、果蔬垃圾10-20份，动物粪便20-50份、EM菌液5-10份、纤维素酶0.001-0.003份，纯净水适量。《一种有机复合肥CN2014102879333》，苜蓿属2.4-3.0％、菜籽饼10.7-14.5％、蓖麻饼16-25.7％、稻壳粉25-40％、海蛤粉0.1-0.2％、秸秆粉20-31.5％、木薯渣10-13.8％、酒糟2-3.8％、剩余的为硅硼肥液。《一种木薯渣生物有机复合包膜肥料及其制备方法CN2014102461623》，木薯渣45-50、糖渣47-52、糖醛渣36-41、膨润土8-10、硫酸亚铁2-3、竹炭粉10-12、海泡石粉7-10、烷基多苷3-5、腐殖酸钠3-5、尿素26-29、磷酸一铵17-19、硫酸钾15-18、EM菌剂5-7、土壤改良剂7-9、水适量。《一种含氧量高的植物有机肥料CN2014102370361》，豆粕20-40份，棉籽粕10-20份，糖渣5-10份，二氧化硅4-8份，煤炭腐植酸5-10份，木薯渣20-30份，页岩7-14份，草木灰4-8份，种植菌类废弃土20-30份，饴糖渣5-10份，玉米渣5-10份，红豆杉3-9份，猪骨粉7-12份，牛股粉8-14份……从以上专利可以看出，肥料的配方原料较为复杂，原料来源将会是个棘手的问题，不利于实际上的生产，也会因为原料复杂多样，不可控因素增加，技术指标将变得难以控制，缺乏实用性。从本质上来说，肥料的发酵配方是要满足发酵的工艺条件和技术指标的，无论采用何种原料，最终目标都是要满足发酵配方，但原料的种类越多，则越难以调配使之符合。
而《一种高效有机肥料CN2014103099536》，其成分为木薯渣50-70份、钾矿粉30-50份、秸秆30-50份、畜禽粪便15-25份、河道淤泥20-40份、磷矿粉20-40份，从技术指标来说，含有机质的有机物料总量为115-185份(其中河道淤泥的有机质也较低，而且新鲜的木薯渣、畜禽粪便、河道淤泥水分较高，一般在60-85％)，而矿物总量为50-90份，所以，结合水分计算，无论从配方的理论计算还是实际生产来说，有机肥的有机质是达不到行业标准的，同时也因采用份数计算，水分的变化会导致肥料指标的波动较大，整体操作缺乏实用性。
【发明内容】
本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种简单易实施，同时解决磷矿粉低价值问题的利用木薯渣制作生物有机肥的方法。
本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：
一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，其特征在于由木薯渣和磷矿粉按照100：15-30的干基质量比混合后，加入复合发酵菌和糖厂废蜜糖进行两次发酵即可；
其中所述的复合发酵菌由解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉三种菌种按菌数比10-50：10-50：1混合组成。
所述复合发酵菌的添加量为使发酵湿料中新增菌数浓度不低于200万个/克，按湿基百分比质量计算，复合发酵菌数量占所有物料总质量的0.1-1％。
复合发酵菌在使用前按每吨湿原料含10g硫酸锰的量加入硫酸锰物质源。
本发明利用木薯渣制作生物有机肥的方法包括以下具体步骤：
a、将木薯渣平铺于硬底化的平坦地面，晾晒至水分60-70％，加入磷矿粉混合为发酵湿料，再加入复合发酵菌混合均匀；
b、将混合物料翻动堆料，堆料高度低于1.5米，进行一次发酵，当温度达到55℃时，每天将糖厂废糖蜜按每立方米堆料加入3-8Kg的量喷洒于堆料表面，然后翻堆均匀；
c、待一次发酵的堆料温度下降至低于45℃、水分小于40％时，进二次发酵至少20天；
d、在二次发酵期间，对堆料进行半成品检测，对完成二次发酵的半成品进行成品加工即可。
本发明在一次发酵阶段中，堆料温度未达到50℃时，每两天翻堆一次，待温度升至50℃时，每天翻动两次，维持堆料温度不低于50℃的高温至少7天，当温度降温到50℃从下时，再改为两天翻堆一次。
糖厂的废糖蜜，为糖厂利用糖蔗制作白砂糖后的液体下脚料，其经过浓缩，颜色为黑褐色，水分为40-50％，总养分为30-70g/L，有机质大于150g/L，氨基酸大于20g/L，腐植酸大于80g/L。这种物质，腐植酸含量高，活性基团多且活性高，也含有氨基酸，对于增加肥料的功效和提供营养给微生物繁殖，都是极好的材料。废糖蜜添加要适量，太多了会使物料粘结成团，而且不透气，太少了没什么作用。
解磷巨大芽孢杆菌可分解无机磷化物，如磷酸钙、磷灰石等，它主要是通过产生各种酶类或酸类而发挥作用的，农业上可用它制成微生物肥料。
地衣芽孢杆菌，产生近中生的椭圆状芽孢，孢囊稍膨大，兼氧性细菌，能抑制致病菌的生长繁殖，在50-55℃和厌氧环境中仍能繁殖并对物料进行生化作用。
黑曲霉，是重要的发酵工业菌种，可生产淀粉酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡萄糖氧化酶、柠檬酸、葡糖酸和没食子酸等。有的菌株还可将羟基孕甾酮转化为雄烯，生长适温37℃，最低相对湿度为88％。
配制复合发酵菌时，要同时按发酵时的每吨湿原料含10g硫酸锰的量加入硫酸锰物质源与复合发酵菌复配。加入硫酸锰有助于芽孢杆菌产生孢子，从而保存生命。
本发明在二次发酵阶段，每3-5天翻堆一次，直至水分低于30％。
本发明堆料半成品检测不符合行业标准，则对半成品进行外源性物质添加直至指标符合标准。外源性物质包括氮肥、磷肥、钾肥、功能性菌种(肥料登记上所记载的)和其他能提高肥料有机质的物料，如果半成品不合格，只能称为不合格的生物有机肥，不能置于市场上出售。即使半成品的技术指标不合格，对本发明一样有着有益的效果，充分实现了废物循环利用，并提供了生物有机肥的加工基质，大大降低了生物有机肥的生产成本。
本发明中除了能有效利用糖厂的废糖蜜补充易利用的物质来培养微生物外，还能使发酵菌尤其是黑曲霉更易利用废糖蜜产出高活性酸类物质，这对于提高磷矿粉的有效性具有好处。废糖蜜相对于其他原料来说，微生物是极易利用它的，微生物尤其是黑曲霉对废糖蜜生化利用，将加快磷矿粉的磷向有效磷的转化，也有利于其他两种菌的生长繁殖。
本发明与现有技术相比，有以下优点：
a)改变了其他专利以份数计算的方式，使用主料以干基计算的方式，从而摒弃了因水分差异较大而导致无法确定最终实际生产量的误差因数，可得到指标稳定的肥料；
b)为木薯渣的处理提供了一条处理量很大，可以资源化利用的出路；
c)充分利用了糖厂的废糖蜜对发酵过程进行了提效，提高了总磷向有效磷转化的效率，也提高了生物有机肥的生化活性；
d)为低价值的磷矿粉提供了一条升值途径；
e)制作简单有效，方便大规模应用该技术，尤其是小投资的有机肥厂；
f)提供了一种高效的生物肥，菌种与物料高度相适应，作物应用效果良好性能显著。
【具体实施方式】
一种利用木薯渣制作生物有机肥的方法，由干基质量比的包括以下具体步骤：
a、将木薯渣平铺于硬底化的平坦地面，晾晒至水分60-70％，按木薯渣与磷矿粉干基质量比100：15-30加入磷矿粉混合为发酵湿料，再将由解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉三种菌种按菌数比10-50：10-50：1混合组成并按每吨湿原料含10g硫酸锰的量添加硫酸锰物质源的复合发酵菌按使发酵湿料新增菌数浓度不低于200万个/克的量加入混匀；
b、将步骤a得到的混合物料翻动堆料，堆料高度低于1.5米，进行一次发酵，堆料温度未达到50℃时，每两天翻堆一次，待温度升至50℃以上时，每天翻动两次，当温度达到55℃时，每天将糖厂废糖蜜按每立方米堆料加入3-8Kg的量喷洒于堆料表面，然后翻堆均匀，一次发酵中维持堆料温度不低于50℃的高温至少7天；
c、待一次发酵的堆料温度下降至低于45℃、水分小于40％时，进行二次发酵至少20天，期间每3-5天翻堆一次，直至水分低于30％；
d、在二次发酵期间，对堆料进行半成品检测，对完成二次发酵的半成品进行成品加工即可。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1：
按干基百分比质量计，木薯渣：磷矿粉＝100：20，
采用解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉三种菌种按菌数比例50：50：1配制菌数浓度为100亿个/克的复合发酵菌，按湿基百分比质量计算，复合发酵菌质量占预发酵湿物料总质量的0.5％，也即为5公斤/吨湿原料，保证预发酵湿物料中新增菌数浓度不低于500万个/克；
在木薯渣运回肥料加工场之前进行过磅，确定每车木薯渣的质量大约为10吨，并检测其水分含量平均为85％，总共拉了10车，总量为100吨，经计算，木薯渣的干基质量是15吨；
同时也检测磷矿粉的水分，确定含水量为9％；
按照以干基计的木薯渣：磷矿粉＝100：20的比例，可以确定磷矿粉的干基质量是3吨(木薯渣的干基质量是15吨)，折算水分后，磷矿粉湿基约为3.3吨；
将这100吨木薯渣平铺于硬底化的平坦地面，晾晒至水分为65％，将3.3吨的磷矿粉洒铺在木薯渣表层，计算这批混合物料的总质量还剩下100×85％÷(1-65％)+3.3≈46吨，成为预发酵湿物料；
并按湿基百分比质量计算应加入的复合发酵菌的质量，可得46×0.5％＝230公斤，将这230公斤菌种按每吨湿原料含10g硫酸锰的量加入硫酸锰物质源混匀，也平铺到木薯渣、磷矿粉中，然后将平铺于硬底化的平坦地面的所有物料用铲车翻动，搅拌物料大致均匀，并堆放在一起形成一堆，其高度不超过1.5米，然后进入一次发酵阶段；
一次发酵阶段，前3天在温度未达到50℃以上时，翻堆了一次，第4天温度升至62℃，每天翻动两次，在50℃以上的高温维持15天后，温度开始低于50℃。
在第4天温度升至62℃时，每天按每立方米物料加入5Kg糖厂废糖蜜的量喷洒于物料表面，然后翻堆均匀，直至发酵温度低于55℃，当温度下降至小于45℃、水分小于40％，这时进入二次发酵(陈化)阶段，本阶段持续时间为30天，翻堆时间改为5天一次，在陈化阶段的第28天时，水分低于30％，即完成二次发酵(陈化过程)。
对陈化过程中的半成品进行检测，其氮、磷、钾、有机质、重金属、有害微生物、蛔虫卵、pH、水分均符合行业生物有机肥的标准，解磷巨大芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌和总数也在4000万个/克以上。
检测水溶性磷的指标，有效磷的含量至少占到总磷的57.8％以上，生化效果较明显，若延长陈化时间，有效磷的含量还会不断上升，最终非常接近总磷含量。
对各项指标均合格的半成品进行深加工和包装，至此，生物有机肥制作完毕。
如果半成品检测不合格，则加入外源性物质，使其达到标准才能进行下一步成品加工和包装。
在本发明的生产方法工艺参数范围内，磷矿粉的多少，对肥料的总养分有影响，磷矿粉加多一些，生物有机肥的总养分多些。
本发明中，复合发酵菌中，解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌占数量上的优势，在本发明配比范围内对最终的菌数指标(例如4000万个/克)影响不大，但将解磷巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌相对减少而黑曲霉的菌数相对增多时，对酸类物质的产生有益处，有利于磷矿粉中的磷向有效磷转化。