一種利用微生物細(xì)胞廢液制備菌肽有機(jī)肥的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種利用微生物細(xì)胞廢液制備菌肽有機(jī)肥的方法，該方法包括如下步驟：（1）水解；（2）固液分離；（3）純化除雜；（4）生化降解；（5）組分調(diào)節(jié)。本發(fā)明方法直接利用自然界存在和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的含微生物細(xì)胞的廢水和固體廢棄物為原料，利用理化作用和生化反應(yīng)綜合使用的方式，完成提取、脫毒等，使之成為一種有效的有機(jī)肥料原料，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)和廢棄物資源化處理的目標(biāo)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種利用微生物細(xì)胞廢液制備菌肽有機(jī)肥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)肥的制備方法，特別涉及一種利用各種微生物細(xì)胞廢液(包括青霉素或頭孢菌素發(fā)酵廢液、富營(yíng)養(yǎng)化湖泊藍(lán)綠藻、城市污水處理廠處理生活污水過(guò)程中產(chǎn)生的活性污泥中的一種或兩種以上)制作菌肽有機(jī)肥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，多年來(lái)由于長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料，有機(jī)肥不足，各類(lèi)養(yǎng)分比例失調(diào)，致使農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、土壤理化性狀和土壤微生物區(qū)系受到不同程度的破壞，在一定程度上影響了農(nóng)產(chǎn)品的安全。美國(guó)等西方國(guó)家有機(jī)肥料已接近肥料總用量的50%，而我國(guó)雖然有機(jī)肥生產(chǎn)呈連年上升趨勢(shì)，但目前的使用率仍然僅不足10%。傳統(tǒng)有機(jī)肥主要有人畜的糞便和從自然界開(kāi)采的腐植酸兩大類(lèi)，其中人畜糞便因其環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越少被工業(yè)化肥料生產(chǎn)所使用，而自然界開(kāi)采的腐植酸礦藏又受到自然資源儲(chǔ)量的嚴(yán)格限制，因此如何利用現(xiàn)有資源，大量生產(chǎn)安全、可靠、高效的有機(jī)肥料，是我國(guó)有機(jī)肥料生產(chǎn)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。 [0003]微生物細(xì)胞的主要物質(zhì)成分為蛋白質(zhì)，其含量一般占干物質(zhì)的70%以上，經(jīng)過(guò)理化作用和生化反應(yīng)處理后，很容易得到具有很強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)性能和生物活性的小分子蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)，即菌肽(包含多肽和游離氨基酸殘基)，這些物質(zhì)可以直接被植物和土壤系統(tǒng)吸收利用，提高作物的品質(zhì)和土地的肥力。
[0004]一直以來(lái)，微生物來(lái)源的有機(jī)活性物質(zhì)均需要涉及到前期微生物發(fā)酵培養(yǎng)等復(fù)雜的工藝過(guò)程，造成加工制造困難，生產(chǎn)成本高昂等問(wèn)題。然而本發(fā)明方法直接利用自然界存在和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的含微生物細(xì)胞的廢水和固體廢棄物為原料，利用理化作用和生化反應(yīng)綜合使用的方式，完成提取、脫毒等，使之成為一種有效的有機(jī)肥料原料，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了環(huán)境保護(hù)和廢棄物資源化處理的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種利用各種微生物細(xì)胞廢液(所述微生物細(xì)胞廢液為:青霉素或頭孢菌素發(fā)酵廢液、富營(yíng)養(yǎng)化湖泊藍(lán)綠藻或城市污水處理廠處理生活污水過(guò)程中產(chǎn)生的活性污泥中的一種或兩種以上)制作菌肽有機(jī)肥的方法，該方法包括如下步驟:
[0006]( I)水解
[0007]I).將微生物細(xì)胞廢液加水調(diào)節(jié)至混合物含水率80%_90% ；
[0008]2).向加水后混合物中加入生石灰，攪拌均勻；或向加水后混合物中加入濃硫酸，攪拌均勻；
[0009]3).在108°C _130°C溫度下進(jìn)行水解反應(yīng)，時(shí)間為0.5-4小時(shí)；
[0010](2)固液分離
[0011]使用離心或者壓濾的方式進(jìn)行固液分離，取溶液部分待用；
[0012](3)純化除雜
[0013]利用納濾膜過(guò)濾方式去除一價(jià)鹽離子，然后再采用離子交換方式去除二價(jià)鹽離子；或者使用電滲析的方式去除全部鹽離子；
[0014](4)生化降解
[0015]添加木瓜蛋白酶和溶菌酶進(jìn)行降解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為30_50°C，時(shí)間為4-10小時(shí)；
[0016](5)組分調(diào)節(jié)
[0017]按照國(guó)家對(duì)有機(jī)水溶肥料的分型標(biāo)準(zhǔn)成分要求，添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調(diào)節(jié)其氮磷鉀含量即可。
[0018]優(yōu)選地，所述水解反應(yīng)中生石灰的加入量為加水后混合物中干基有機(jī)質(zhì)含量(質(zhì)量)的15%-28%。所述濃硫酸的加入量為加水后混合物中干基有機(jī)質(zhì)含量(質(zhì)量)的8%-15%。
[0019]優(yōu)選地，所述生化降解步驟木瓜蛋白酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.5-1.5%，溶菌酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.2-2%。
[0020]優(yōu)選地，所述離心選取5000-12000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速，離心20_40min ;所述壓濾選用0.2-0.8MPa壓力直至液體停止流出為止，一般為0.5-2小時(shí)。
[0021]優(yōu)選地，所述步驟(5)為:添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調(diào)節(jié)其氮磷鉀總量達(dá)200g/L 。
[0022]本發(fā)明所具有的有益效果:
[0023]I).本發(fā)明是一種微生物細(xì)胞廢棄物處理的新方法，克服了現(xiàn)有處理技術(shù)(堆肥、干化焚燒等)成本高、占地面積大的缺點(diǎn)，并且在廢棄物處理的同時(shí)獲得資源化產(chǎn)品，安全高效、環(huán)境友好。
[0024]2).本發(fā)明是一種純有機(jī)肥料的制造方法，符合世界各國(guó)對(duì)有機(jī)肥料的要求，有機(jī)質(zhì)含量高，營(yíng)養(yǎng)成分充足。
[0025]3).本發(fā)明中間產(chǎn)物菌肽，具有良好的土壤調(diào)理和植物根系營(yíng)養(yǎng)效果，以菌體細(xì)胞廢棄物作為原料生產(chǎn)菌肽，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成為純有機(jī)肥料產(chǎn)品，是一項(xiàng)全新的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0027]實(shí)施例1
[0028]一種菌肽有機(jī)肥的制備方法，包括如下步驟:
[0029]某城鎮(zhèn)污水處理廠的活性污泥，加水調(diào)節(jié)至混合物含水率83% ;加入生石灰，生石灰的加入量為加水后混合物中干基有機(jī)質(zhì)含量(質(zhì)量)的20%，在128°C條件下，水解40分鐘，并使用0.6Mpa壓力進(jìn)行板框壓濾60分鐘后收集濾液，經(jīng)過(guò)納濾膜過(guò)濾和離子交換樹(shù)脂進(jìn)行純化除雜后，添加木瓜蛋白酶和溶菌酶進(jìn)行生物降解，木瓜蛋白酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.8%，溶菌酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.5%，在35°C下降解5小時(shí)，最后得到濾液中菌肽含量為78g/L。取上述菌肽溶液，加醋酸調(diào)節(jié)PH至7，加腐植酸鉀、骨粉調(diào)節(jié)至氮磷鉀總量達(dá)200g/L，充分?jǐn)嚢枞芙夂蟮玫皆摼挠袡C(jī)肥。
[0030]實(shí)施例2
[0031]使用實(shí)施例1中所制成的菌肽有機(jī)肥進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，試驗(yàn)分為A、B、C、D四組每組四盆，A組為大豆蛋白液組，B組為實(shí)施例1中的菌肽有機(jī)肥組，C組為普通復(fù)合肥組，D組為空白組，底肥為每盆15粒煮熟的大豆。種植類(lèi)別有青菜V-1、油菜V-2、大蔥V-3、散蔥V-4和櫻桃小蘿卜V-5五個(gè)類(lèi)別，在蔬菜發(fā)芽生長(zhǎng)到5個(gè)真葉時(shí)候開(kāi)始施肥，10天/次，共施肥4次，期間統(tǒng)計(jì)蔬菜的高度和冠幅，最后一次施肥10天后收獲蔬菜，稱重并檢測(cè)其中的葉綠素、維生素含量。
[0032]表1.蔬采聞度、誕幅統(tǒng)計(jì)
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種利用各種微生物細(xì)胞廢液制作菌肽有機(jī)肥的方法，該方法包括如下步驟:所述微生物細(xì)胞廢液為:青霉素或頭孢菌素發(fā)酵廢液、富營(yíng)養(yǎng)化湖泊藍(lán)綠藻或城市污水處理廠處理生活污水過(guò)程中產(chǎn)生的活性污泥中的一種或兩種以上；(1)水解1).將微生物細(xì)胞廢液加水調(diào)節(jié)至混合物含水率80%-90%；2).向加水后混合物中加入生石灰，攪拌均勻；或向加水后混合物中加入濃硫酸，攪拌均勻；3).在108°C_130°C溫度下進(jìn)行水解反應(yīng)，時(shí)間為0.5-4小時(shí)；(2)固液分離使用離心或者壓濾的方式進(jìn)行固液分離，取溶液部分待用；(3)純化除雜 利用納濾膜過(guò)濾方式去除一價(jià)鹽離子，然后再采用離子交換方式去除二價(jià)鹽離子；或者使用電滲析的方式去除全部鹽離子；(4)生化降解添加木瓜蛋白酶和溶菌酶進(jìn)行降解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為30-50°C，時(shí)間為4-10小時(shí)；(5)組分調(diào)節(jié)按照國(guó)家對(duì)有機(jī)水溶肥料的分型標(biāo)準(zhǔn)成分要求，添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調(diào)節(jié)其氮磷鉀含量即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述水解反應(yīng)中生石灰的加入量為加水后混合物中干基有機(jī)質(zhì)含量(質(zhì)量)的15%-28%;所述濃硫酸的加入量為加水后混合物中干基有機(jī)質(zhì)含量(質(zhì)量)的8%-15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述生化降解步驟木瓜蛋白酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.5-1.5%，溶菌酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.2_2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述離心選取5000-12000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速，離心20-40min ;所述壓濾選用0.2-0.8MPa壓力直至液體停止流出為止，一般為0.5-2小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述步驟(5)為:添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調(diào)節(jié)其氮磷鉀總量達(dá)200g/L。
【文檔編號(hào)】C05G1/00GK103435389SQ201310307586
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】左健, 劉成林 申請(qǐng)人:天津市裕川環(huán)境科技有限公司