一種污泥超高溫好氧發(fā)酵方法及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污泥超高溫好氧發(fā)酵方法及其應(yīng)用。包括以下步驟：1）以污泥為原料，與發(fā)酵腐熟物料混合攪拌，并添加發(fā)酵起爆劑；2）將步驟1）中得到物料進(jìn)行好氧發(fā)酵；3）將步驟2）中得到的物料進(jìn)行靜態(tài)發(fā)酵，得到完全腐熟物料。本發(fā)明的發(fā)酵方法升溫快，發(fā)酵溫度高，高溫持續(xù)時間長，能有效殺滅城市污泥中的病原菌、雜草種子；有機物分解快，發(fā)酵周期短，大大提高城市污泥處理效率；專利高溫嗜熱菌對臭氣成分分解率高，完全避免惡臭污染；投資與運行成本降低15%以上，適于大規(guī)模推廣。
【專利說明】一種污泥超高溫好氧發(fā)酵方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機固廢棄物資源化利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種污泥超高溫好氧發(fā)酵方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國污水處理事業(yè)的快速發(fā)展，城市污水處理廠的污泥產(chǎn)生量也越來越大，污泥的安全處置已成為當(dāng)今城市環(huán)境保護(hù)亟需解決的難題。污泥有機質(zhì)含量高、含水率大、易腐敗產(chǎn)生惡臭、滋生蚊蠅，傳播病原菌等，如不妥善處置將造成極大的環(huán)境污染?，F(xiàn)行的污泥處置方式主要有:填埋、焚燒、農(nóng)業(yè)利用等。污泥填埋占用大量的填埋場資源，易引發(fā)潰壩和地下水污染的風(fēng)險；污泥焚燒則因為投資運行成本巨大，產(chǎn)生的焚燒廢氣和焚燒灰難以處理，均無法作為污泥的主要處置方法大規(guī)模推廣應(yīng)用?；谔幹觅M用和廢物資源化角度考慮，農(nóng)業(yè)利用被認(rèn)為是最具吸引力的、可持續(xù)的污泥處置方法。
[0003]傳統(tǒng)的污泥農(nóng)業(yè)利用主要通過好氧發(fā)酵方式殺滅污泥中的病原菌和雜草種子、鈍化重金屬、降解有毒有害污染物，從而解決污泥農(nóng)業(yè)利用的安全問題。但由于傳統(tǒng)堆肥發(fā)酵技術(shù)堆溫上升速度慢，堆肥溫度低(55-70°C )，高溫持續(xù)時間短，導(dǎo)致堆肥生產(chǎn)周期長、對病原菌及重金屬的去除效果難以達(dá)到土地利用的標(biāo)準(zhǔn)，且在發(fā)酵過程中臭氣污染嚴(yán)重、衛(wèi)生條件差等一系列問題，長期制約了污泥好氧發(fā)酵技術(shù)的推廣應(yīng)用。
[0004]針對傳統(tǒng)污泥好氧發(fā)酵中存在的難題，國內(nèi)外許多的學(xué)者和公司開發(fā)出多種多樣的污泥好氧發(fā)酵調(diào)理劑及發(fā)酵工藝，但這些專利大多沒有將重點放在如何解決污泥好氧發(fā)酵升溫及維持高溫階段的停留時間上，而往往從發(fā)酵過程中出現(xiàn)的重金屬、臭氣、病原菌滅活等單一問題入手，因而不能從根本上解決污泥好氧發(fā)酵中存在的問題。
[0005]申請?zhí)枮?00810137214.8的中國專利公開了一種調(diào)理劑及其在污泥堆肥中的應(yīng)用，主要是利用0.2-lOcm粒徑的浮石作為堆肥膨松劑，并可在堆肥結(jié)束后通過篩分分離出來循環(huán)使用。該專利解決了好氧發(fā)酵`過程中通風(fēng)透氣的問題，但對于發(fā)酵溫度低、病原菌的去除及臭氣等問題卻無能為力。
[0006]申請?zhí)枮?01010111644.X的中國專利公開了一種污泥堆肥方法，通過優(yōu)選輔料，接種高效有益生物菌群CK21，添加固化劑鈍化重金屬，并配以部分比例的營養(yǎng)元素制成生物有機肥。該工藝解決了傳統(tǒng)好氧發(fā)酵周期過長、堆肥土地利用重金屬污染的風(fēng)險，但因需要外源添加的物質(zhì)較多，導(dǎo)致工藝復(fù)雜，成本較高，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。類似的專利還有一種有機廢棄物的規(guī)?；焖俣逊侍幚矸椒?中國專利申請?zhí)?200910039297.1);—種堆肥處置方法(中國專利申請?zhí)?02152821.7)。
[0007]另外，還有很多科研工作者對好氧發(fā)酵裝置及堆肥機械進(jìn)行了改進(jìn)研究。申請?zhí)枮?00920099237.4的中國專利公開了一種污泥好氧發(fā)酵處理裝置，申請?zhí)枮?00820224275.3的中國專利公開了一種污泥通風(fēng)好氧發(fā)酵控制裝置等等，這些發(fā)明有助于提高污泥好氧發(fā)酵的自動化水平，但對污泥好氧發(fā)酵的溫度、周期、臭氣、病原菌及重金屬等核心問題卻沒有任何幫助。[0008]因此，開發(fā)一種升溫速度快，高溫階段持續(xù)時間長的污泥超好氧發(fā)酵技術(shù)，可以有效縮短發(fā)酵周期、徹底殺滅病原菌及防止發(fā)酵過程中的臭氣污染，這對于好氧發(fā)酵技術(shù)在污泥處置上的推廣應(yīng)用具有極為重要的現(xiàn)實意義。經(jīng)文獻(xiàn)與專利檢索，未發(fā)現(xiàn)超過80°C的污泥超高溫好氧發(fā)酵工藝，并應(yīng)用于城市污泥好氧發(fā)酵處置的先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是針對傳統(tǒng)城市污泥好氧發(fā)酵升溫速度慢、發(fā)酵溫度低、高溫持續(xù)時間短引起的一系列發(fā)酵問題，提供一種最高發(fā)酵溫度超過80°C (最高可達(dá)100°C )城市污泥超高溫好氧發(fā)酵方法，以達(dá)到提高城市污泥處理效率，縮短發(fā)酵周期、有效殺滅病原菌及防止臭氣污染，同時操作簡便、成本低廉，生產(chǎn)的有機肥能夠滿足土地利用標(biāo)準(zhǔn)之效果。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供城市污泥超高溫好氧發(fā)酵方法在有機固廢堆肥中的應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0012]一種污泥超高溫好氧發(fā)酵方法，包括如下步驟:
[0013]I)以污泥為原料，與發(fā)酵腐熟物料混合攪拌，并添加發(fā)酵起爆劑；
[0014]2)將步驟I)中得到的物料進(jìn)行好氧發(fā)酵；
[0015]3)將步驟2)中得到的物料進(jìn)行靜態(tài)發(fā)酵，得到完全腐熟物料。
[0016]其中，步驟I)中發(fā)酵原料包括城市污泥，但不限于城市污泥，還包括畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿、生活垃圾、園林枯枝落葉等有機固體廢棄物。
[0017]所述發(fā)酵腐熟物料為步驟3)中所制得的腐熟物料或為由原料包括城市污泥，但不限于城市污泥，還包括畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿、生活垃圾、園林枯枝落葉等有機固體廢棄物經(jīng)常規(guī)好氧發(fā)酵后，含水率小于25%的充分腐熟物料。
[0018]所述發(fā)酵起爆劑包括以下A和B兩組微生物菌劑制成:
[0019]A組:甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌(Bacillus methylotrophicus)UTM40ICGMCC N0.5927，厭氧芽抱桿菌(Anoxybacillus mongoliensis) UTM501CGMCC N0.5928,厭氧芽抱桿菌(Anoxybacillus pushchinoensis) UTM601CGMCC N0.5929,極端嗜熱菌(Calditerricolayamamurae) UTM80ICGMCC N0.6185 中的一種或幾種；
[0020]B 組:地芽孢桿菌(Geobacillus sp.) UTMOICGMCC N0.5641,地芽孢桿菌(Geobacillus sp.) UTM02CGMCC N0.5642，芽孢桿菌(Bacillus sp.) UTM03CGMCC N0.5643中的一種或幾種。
[0021]所用菌株保存于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編100101)保藏，保藏號依次是為:
[0022](I)Bacillus methylotrophicus.UTM401:CGMCC N0.5927 (該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?01210226954.5專利上公開)、(2) Anoxybacillussp.UTM501 =CGMCC N0.5928 (該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?01210227177.6 專利上公開)、(3) Anoxybacillus sp.UTM601 =CGMCC N0.5929 (該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?01210226967.2專利上公開)、(4)Calditerricola yamamurae.UTM801:CGMCC N0.6185 (該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?201210343222.4專利上公開)、(5)Geobacillus sp.UTMOl =CGMCC N0.5641(該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?01210176596.1專利上公開)、(6)Geobacillus sp.UTM02 =CGMCC N0.5642 (該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?201210177294.6 專利上公開)、(7)Bacillus sp.UTM03 =CGMCC N0.5643 (該菌株的保藏證明及其保藏號已經(jīng)在專利申請?zhí)枮?01210177647.2專利上公開)。
[0023]所述發(fā)酵起爆劑還包括助料，所述助料為氯化亞鐵、硫酸鎂、硝酸鈉和石灰，其中氯化亞鐵:硫酸鎂:硝酸鈉:石灰重量比為0.05~0.15:0.01~0.03:0.02~0.05:
0.05~0.15。所述發(fā)酵起爆劑的活菌數(shù)為2.4-4 X IO8個/g。
[0024]所述發(fā)酵起爆劑的制備方法包括如下步驟:(1)菌種的活化:將菌株斜面轉(zhuǎn)接至
活化培養(yǎng)基平板上，培養(yǎng)至豐厚； [0025](2)發(fā)酵種子液制備:將步驟(1)中的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)；
[0026](3)發(fā)酵起爆劑制備:選擇主料與輔料及調(diào)理劑混合，然后分別接種步驟(2)中的發(fā)酵種子液，將物料風(fēng)干過篩后添加助料。
[0027]步驟(1)中，保存菌種的活化方法是:將4°C保存的生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至活化培養(yǎng)基平板上,培養(yǎng)至豐厚。其中UTM401、UTM501、UTM601、UTMO1、UTM02、UTM03采用LB培養(yǎng)基；UTM801采用改良YTPG培養(yǎng)基。
[0028]LB培養(yǎng)基配方為:胰化蛋白胨10g，酵母提取物5g，NaCllOg,植物凝膠10g，瓊脂15g。
[0029]改良YTPG培養(yǎng)基配方為:酵母提取物1.5~2.5g/L，細(xì)菌蛋白胨1.5~2.5g/L，葡萄糖 1.5 ~2.5g/L, PIPES4.5 ~7.5g/L，浸提液 1000ml/L, ρΗ7.2 ~7.4 (用固態(tài) NaOH調(diào)節(jié))，植物凝膠8~12g/L，瓊脂15~20g/L ;浸提液制備方法:稱取50g~100g —次發(fā)酵后腐熟堆肥(含水率小于30%)，加入250ml蒸餾水，在室溫下，150~200rpm振蕩8~16小時；取振蕩液在3000~4000rpm下離心5~20min，收集上清液，得浸提液母液，在4°C保存?zhèn)溆茫皇褂脮r，用蒸餾水稀釋I~3倍即為培養(yǎng)基浸提液。
[0030]步驟(2)中，發(fā)酵種子液制備采用常規(guī)的發(fā)酵方式進(jìn)行多級擴(kuò)培2~4代。其中UTM401、UTM501、UTM601、UTM01、UTM02、UTM03擴(kuò)培培養(yǎng)基為LB培養(yǎng)液，各級擴(kuò)培種子液的0D600在1.5~3.0之間停止培養(yǎng)；UTM801的擴(kuò)培培養(yǎng)基為改良YTPG培養(yǎng)液，培養(yǎng)2_3天
停止;
[0031]其中，一級種子液采用恒溫水浴搖床振蕩培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速150~200prm ;二級種子液采用發(fā)酵罐培養(yǎng)方式，發(fā)酵條件為:接菌量(v/v) 3%-10%，罐裝量(v/v) 70%-80%，間歇通風(fēng)攪拌:每間隔4-6小時通氣10-30分鐘，通氣量(v/v)0.8-1.5:1，每隔8~12小時攪拌10-20分鐘，轉(zhuǎn)速150-180rpm，培養(yǎng)2-7天。
[0032]步驟(1)、步驟(2)中，保存菌種的活化和擴(kuò)培培養(yǎng)溫度分別是:UTM40125~40°C;UTM50150 ~60°C ；UTM60150 ~60°C ；UTMOK UTMO2, UTMO360 ~70°C ；UTM80170 ~80°C。
[0033]步驟(3)中，所述主料為木薯加工廢棄物，輔料為豬糞和草木灰，調(diào)理劑為玉米面或麥麩；所述木薯加工廢棄物、豬糞、草木灰、玉米面或麥麩的混合比例是:(3~4):(1~
3): (0.8~1.2): (0.2~0.5);所述物料混合后發(fā)酵堆的高度為1.2~2.0米。
[0034]所述各發(fā)酵種子液的接種方法是:
[0035]接種方式:用適量的調(diào)理劑吸附重量百分比相當(dāng)于總物料干重0.2%~0.5%的發(fā)酵種子液后，均勻撒于物料混合均勻；
[0036]接種時機:當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到50~60°C時接種UTM501、UTM601及當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到65°C時接種UTMOl、UTM02、UTM03中的I~3種發(fā)酵種子液；當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到70°C時接種UTM801 ;發(fā)酵最高溫度降至38~45°C接種UTM401發(fā)酵種子液。
[0037]發(fā)酵管理:當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到70°C以上維持I~2天后，每隔2~5天翻堆一次，直至溫度下降穩(wěn)定于環(huán)境溫度。
[0038]所述助料及助料添加至風(fēng)干物料的重量比為:氯化亞鐵(0.08%~0.12%)、硫酸鎂(0.01% ~0.03%)、硝酸鈉(0.02% ~0.04%)石灰(0.05% ~0.15%)。
[0039]所述污泥含水率為78-82%，兩者混合后物料含水率為45_65%。
[0040]發(fā)酵腐熟物料作為返混料，污泥與返混料的添加比例為1:1-1: 2，含水率在30%以下。
[0041]其中，步驟2)中通過強制通風(fēng)深層好氧發(fā)酵。經(jīng)過3-6次翻堆，物料水分降至30-40%，發(fā)酵周期約10-20天。
[0042]堆體高度為2-3米，物料第三天溫度即可達(dá)到80°C，最高溫度能達(dá)到100°C，80°C以上高溫可持續(xù)7-15天。
[0043]好氧發(fā)酵過程中，可進(jìn)行翻堆，可采用小規(guī)模鏟車或大規(guī)模自動化翻拋設(shè)備實現(xiàn)，翻堆時間一般是在堆體溫度出現(xiàn)下降的時候。
[0044]其中，步驟3)中`所述靜態(tài)發(fā)酵時間12-15天，完全腐熟的物料含水率為30%以下。
[0045]完全腐熟的物料可以進(jìn)一步通過添加有益微生物、氮磷鉀養(yǎng)分、微量元素等物質(zhì)，經(jīng)過粉碎、過篩、造粒等工序，制備成生物有機肥、有機-無機復(fù)混肥、精制專用肥等高附加
值產(chǎn)品。
[0046]本發(fā)明的有益效果為:
[0047]本發(fā)明的污泥超高溫好氧發(fā)酵工藝升溫快，發(fā)酵溫度高(最高可達(dá)100°C)，高溫持續(xù)時間長(80°C以上高溫可持續(xù)7-15天)，能有效殺滅城市污泥中的病原菌、雜草種子；有機物分解快，發(fā)酵周期短，20-30天即可完全腐熟，大大提高城市污泥處理效率；對城市污泥減容/減量化效果顯著，污泥減量化達(dá)60%以上，減容率達(dá)80%以上；專利高溫嗜熱菌對臭氣成分分解率高，完全避免惡臭污染；投資與運行成本降低15%以上，適于大規(guī)模推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1為實施例6中堆肥過程溫度變化；
[0049]圖2為實施例6中堆肥過程有機物含量變化；
[0050]圖3為實施例6中堆肥過程發(fā)芽指數(shù)變化；
[0051]圖4為本發(fā)明的污泥超高溫好氧發(fā)酵工藝流程示意圖；
[0052]圖5為實施例9中發(fā)酵過程中溫度的變化圖；
[0053]圖6為實施例9中發(fā)酵過程中含水率的變化圖；
[0054]圖7為實施例10中發(fā)酵過程中溫度的變化圖；
[0055]圖8為實施例10中發(fā)酵過程中含水率的變化圖；
[0056]圖9為實施例11中發(fā)酵過程中溫度的變化圖；
[0057]圖10為實施例11中發(fā)酵過程中含水率的變化圖。【具體實施方式】
[0058]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。
[0059]若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。
[0060]實施例1微生物菌種的活化
[0061]I)將4°C保存的UTM401生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至LB培養(yǎng)基平板上，在30°C培養(yǎng)至豐厚。
[0062]2)將4°C保存的UTM501、UTM601生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至LB培養(yǎng)基平板上，在55°C
培養(yǎng)至豐厚。
[0063]3)將4°C保存的UTMOl、UTM02、UTM03生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至LB培養(yǎng)基平板上，分別在60°C、60°C、65°C培養(yǎng)至豐厚。
[0064]4)將4°C保存的UTMOl、UTM02、UTM03生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至LB培養(yǎng)基平板上，均在65 °C培養(yǎng)至豐厚。
[0065]5)將4°C保存的UTMOl、UTM02、UTM03生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至LB培養(yǎng)基平板上，分別在601:、651:、651:培養(yǎng)至豐厚。
[0066]6)將4°C保存的UTM801生產(chǎn)菌株斜面轉(zhuǎn)接至改良YTPG培養(yǎng)基平板上，在75°C培
養(yǎng)至豐厚。
[0067]實施例2微生物發(fā)酵種子液`的制備
[0068]I) UTM401發(fā)酵種子液制備
[0069]用無菌玻璃刮刀將在LB平板上活化培養(yǎng)至豐厚的UTM401菌落全部轉(zhuǎn)接至裝有2000ml LB液體培養(yǎng)基的5000ml三角瓶中，在振蕩器上30°C，轉(zhuǎn)速160r/min下震蕩培養(yǎng)3天，此時0D600為1.8，停止培養(yǎng)，此為一級發(fā)酵種子液。
[0070]將一級發(fā)酵種子液接種至發(fā)酵種子罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵條件為:接菌量(v/V) 10%，罐裝量(v/v) 80%，間歇通風(fēng)攪拌:每間隔4小時通氣10分鐘，通氣量(v/v) 1:1，每隔8小時攪拌10分鐘，轉(zhuǎn)速160rpm，30°C培養(yǎng)3天后，檢測其0D600為2.5，停止培養(yǎng)，此為UTM401發(fā)酵種子液。
[0071]2) UTM501和UTM601發(fā)酵種子液制備
[0072]用無菌玻璃刮刀將在LB平板上活化培養(yǎng)至豐厚的UTM501和UTM601菌落分別全部轉(zhuǎn)接至裝有2000ml LB液體培養(yǎng)基的5000ml三角瓶中，在振蕩器上50°C，轉(zhuǎn)速160r/min下震蕩培養(yǎng)3天，此時0D600分別為2.2和2.5，停止培養(yǎng)，此為一級發(fā)酵種子液。
[0073]將一級發(fā)酵種子液分別接種至發(fā)酵種子罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵條件為:接菌量(v/v) 10%，罐裝量(v/v) 75%,間歇通風(fēng)攪拌:每間隔5小時通氣20分鐘,通氣量(v/v)
0.8:1，每隔10小時攪拌15分鐘，轉(zhuǎn)速150rpm，50°C培養(yǎng)3天后，檢測其0D600分別為2.6和2.7，停止培養(yǎng)，此為UTM501和UTM601發(fā)酵種子液。
[0074]3)UTM801發(fā)酵種子液制備
[0075]用無菌玻璃刮刀將在改良YTPG培養(yǎng)基平板上活化培養(yǎng)至豐厚的UTM801菌落全部轉(zhuǎn)接至裝有2000ml液體改良YTPG培養(yǎng)基的5000ml三角瓶中，在水浴振蕩器中80°C恒溫下，轉(zhuǎn)速160r/min下震蕩培養(yǎng)2天后停止培養(yǎng)，此為一級發(fā)酵種子液。[0076]將一級發(fā)酵種子液分別接種至發(fā)酵種子罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵條件為:接菌量(v/v)5%，罐裝量(v/v)70%，間歇通風(fēng)攪拌:每間隔6小時通氣30分鐘，通氣量(v/v)0.8:1，每隔8小時攪拌20分鐘，轉(zhuǎn)速150rpm，80°C培養(yǎng)3天后停止培養(yǎng)，此為UTM801發(fā)酵種子液。
[0077]4) UTMOl、UTM02、UTM03 發(fā)酵種子液制備
[0078]用無菌玻璃刮刀將在LB平板上活化培養(yǎng)至豐厚的UTM01、UTM02、UTM03菌落分別全部轉(zhuǎn)接至裝有2000ml LB液體培養(yǎng)基的5000ml三角瓶中，在振蕩器上60_70°C，轉(zhuǎn)速160r/min下震蕩培養(yǎng)3天，此時0D600分別為2.4、1.5和2.9，停止培養(yǎng)，此為一級發(fā)酵種子液。
[0079]將一級發(fā)酵種子液分別接種至發(fā)酵種子罐中進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。發(fā)酵條件為:接菌量(v/v) 10%，罐裝量(v/v) 75%,間歇通風(fēng)攪拌:每間隔5小時通氣20分鐘,通氣量(v/v)
0.8:1，每隔10小時攪拌15分鐘，轉(zhuǎn)速150rpm，在60-70°C下培養(yǎng)4天后，檢測其0D600分別為2.1、1.8和2.7，停止培養(yǎng)，此為UTM01、UTM02、UTM03發(fā)酵種子液。
[0080]實施例3發(fā)酵起爆劑的制備
[0081]取木薯皮、木薯酒糟、豬糞、草木灰、玉米面按重量比2:2:2:0.8:0.2混合，使發(fā)酵堆高度為1.4米，每天多點檢測發(fā)酵溫度。根據(jù)溫度變化，接種相當(dāng)于初始物料干重0.3%的各發(fā)酵液，接種前分別用適量玉米面吸附各發(fā)酵種子液，接種后通過攪拌使混合均勻。各菌的接種時間為:當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到55°C時接種UTM501、UTM601,當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到65°C時接種UTMOI，當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到70°C時接種UTM801，并在70°C維持2天后；當(dāng)發(fā)酵最高溫度降至38° C時接種UTM401，每隔3天翻堆一次直至溫度下降穩(wěn)定于環(huán)境溫度，將物料風(fēng)干至含水率降至40%以下。
[0082]將風(fēng)干物料過篩，然后添加助料:氯化亞鐵(0.08%)、硫酸鎂(0.02%)、硝酸鈉(0.03%)石灰(0.05%)?；旌暇鶆蚝蠹礊楸景l(fā)明堆肥接種用UTM發(fā)酵起爆劑。經(jīng)檢測發(fā)酵起爆劑的總活菌數(shù)為3.1 X IO8個/g。
[0083]實施例4發(fā)酵起爆劑的制備
[0084]取木薯渣、豬糞、草木灰、玉米面按重量比3:1:1:0.4混合，使發(fā)酵堆高度為1.5米，每天多點檢測發(fā)酵溫度。根據(jù)溫度變化，接種相當(dāng)于初始物料干重0.5%的各發(fā)酵液，接種前分別用適量玉米面吸附各發(fā)酵種子液，接種后通過攪拌使混合均勻。各菌的接種時間為:當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到55°C時接種UTM501、UTM601,當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到65°C時接種UTMOl和UTM02，當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到70°C時接種UTM801，并在70°C維持2天后；當(dāng)發(fā)酵最高溫度降至40°C時接種UTM401，每隔2天翻堆一次直至溫度下降穩(wěn)定于環(huán)境溫度，將物料風(fēng)干至含水率降至40%以下。
[0085]將風(fēng)干物料過篩，然后添加助料:氯化亞鐵(0.1%)、硫酸鎂(0.01%)、硝酸鈉(0.04%)、石灰(0.1%)。混合均勻后即為本發(fā)明堆肥接種用UTM發(fā)酵起爆劑。經(jīng)檢測發(fā)酵起爆劑的總活菌數(shù)為3.9 X IO8個/g。
[0086]實施例5發(fā)酵起爆劑的制備
[0087]取木薯酒糟、豬糞、草木灰、麥麩按4:3:1.2:0.5 (重量比)混合，使發(fā)酵堆高度為
1.8米，每天多點檢測發(fā)酵溫度。根據(jù)溫度變化，接種相當(dāng)于初始物料干重0.2%的各發(fā)酵液，接種前分別用適量玉米面吸附各發(fā)酵種子液，接種后通過攪拌使混合均勻。各菌的接種時間為:當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到55°C時接種UTM501、UTM601,當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到65°C時接種UTMO1、UTM02和UTM03，當(dāng)發(fā)酵最高溫度達(dá)到70°C時接種UTM801，并在70°C維持2天后；當(dāng)發(fā)酵最高溫度降至45°C時接種UTM401，每隔3天翻堆一次直至溫度下降穩(wěn)定于環(huán)境溫度，將物料風(fēng)干至含水率降至40%以下。
[0088]將風(fēng)干物料過篩，然后添加助料:氯化亞鐵(0.12%)、硫酸鎂(0.03%)、硝酸鈉(0.02%)、石灰(0.15%)?；旌暇鶆蚝蠹礊楸景l(fā)明堆肥接種用UTM發(fā)酵起爆劑。經(jīng)檢測發(fā)酵起爆劑的總活菌數(shù)為2.4X IO8個/g。
[0089]實施例6發(fā)酵起爆劑的應(yīng)用效果
[0090]選用雞糞為主要原料，糠醛和糖渣為輔料，按進(jìn)行堆肥，將實施例3中的發(fā)酵起爆劑 (記為起爆劑3)按5%添加至物料中混合均勻。另分別以市場購買的發(fā)酵劑產(chǎn)品(宜春強微生物科技有限公司活力99堆肥快速腐熟劑，接種量按產(chǎn)品說明)和不添加發(fā)酵起爆劑為空白對照，進(jìn)行堆肥發(fā)酵。每5天攪拌，堆肥時間為30天。實驗數(shù)據(jù)如下圖1所示。發(fā)酵后第I天，起爆劑3處理即達(dá)到59°C，而發(fā)酵劑產(chǎn)品和空白對照處理在第2天才達(dá)到53.7°C和50°C，接種起爆劑3起溫明顯要快于其他兩個處理。
[0091]對高溫階段(≥50°C)的溫度進(jìn)行分析如下表1所示:
[0092]表1高溫階段的溫度分析
[0093]
【權(quán)利要求】
1.一種污泥超高溫好氧發(fā)酵方法，包括以下步驟: 1)以污泥為原料，與發(fā)酵腐熟物料混合攪拌，并添加發(fā)酵起爆劑； 2)將步驟I)中得到物料進(jìn)行好氧發(fā)酵； 3)將步驟2)中得到的物料進(jìn)行靜態(tài)發(fā)酵，得到完全腐熟物料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵起爆劑，包括以下A和B兩組微生物菌劑制成: A 組:甲基營養(yǎng)型芽抱桿菌(Bacillus methylotrophicus) UTM401CGMCC N0.5927,厭氧芽抱桿菌(Anoxybacillus mongoliensis) UTM501CGMCC N0.5928,厭氧芽抱桿菌(Anoxybacillus pushchinoensis) UTM601CGMCC N0.5929,極端嗜熱菌(Calditerricolayamamurae) UTM80ICGMCC N0.6185 中的一種或幾種； B 組:地芽孢桿菌(Geobacillus sp.)UTMOICGMCC N0.5641，地芽孢桿菌(Geobacillussp.) UTM02CGMCC N0.5642，芽孢桿菌(Bacillus sp.) UTM03CGMCC N0.5643 中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵起爆劑還包括助料，所述助料為氯化亞鐵、硫酸鎂、硝酸鈉和石灰，其中氯化亞鐵:硫酸鎂:硝酸鈉:石灰重量比為0.05~0.15:0.01 ~0.03:0.02 ~0.05:0.05 ~0.15。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵起爆劑的制備方法，包括以下步驟: (1)菌種的活化:將菌株斜面轉(zhuǎn)接至活化培養(yǎng)基平板上，培養(yǎng)至豐厚； (2)發(fā)酵種子液制備:將步驟(1)中的菌種擴(kuò)大培養(yǎng)； (3)發(fā)酵起爆劑制備:選擇主料與輔料及調(diào)理劑混合，然后分別接種步驟(2)中的發(fā)酵種子液，將物料風(fēng)干過篩后添加助料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述發(fā)酵起爆劑的添加量為混合物料的1-1.5w%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟I)中污泥與發(fā)酵腐熟物料的配比為1:1-1:2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中所述好氧發(fā)酵中經(jīng)過3-6次翻堆，物料水分降至30-40%，發(fā)酵周期10-20天。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)中所述靜態(tài)發(fā)酵時間12-15天，完全腐熟物料的含水率在30%以下。
9.權(quán)利要求1-8任一項所述方法在有機固廢堆肥中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述有機固廢為城市污泥、畜禽糞便、農(nóng)作物秸桿、生活垃圾、園林枯枝落葉中的一種或幾種。
【文檔編號】C05F15/00GK103694010SQ201310670909
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】劉永躍, 周順桂, 許宜北, 汪涌 申請人:大地綠源環(huán)?？萍?北京)有限公司