本發(fā)明涉及一種利用糞便及有機垃圾生產(chǎn)生物有機肥的方法，屬于對糞便及有機垃圾處理及利用。

背景技術：

隨著科技進步和人類社會的發(fā)展，人們的環(huán)保意識不斷加強。不僅對 畜禽糞便及人類有機生活垃圾的處理是關系到污染地表水，破壞水生態(tài)系 統(tǒng)，甚至影響飲用水源，危及人類健康等人類保護環(huán)境的重要課題，而且 利用這些廢棄物生產(chǎn)高效活性生物有機肥則涉及到農(nóng)業(yè)應用無公害高品質(zhì) 的生物有機肥改良土壤結構，使土壤成為發(fā)酵合成型優(yōu)質(zhì)土壤，改良植物 品質(zhì)，增產(chǎn)，增收，抑殺病蟲害等深層人類保護環(huán)境的重要課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是將糞便及有機垃圾的處理和生產(chǎn)生物有機肥結合起來，充分考慮微生物的良性循環(huán)作用，使有機物的分解以及腐殖質(zhì) 的生成更理想，病源性生物的充分失活，微生物固氮充足，有機肥中有益 活性菌成分及存活率高，找到一種不僅利用這些廢棄物生產(chǎn)生物有機肥，而且為農(nóng)業(yè)提供一種無公害高品質(zhì)的生物有機肥，改良土壤結構， 使土壤成為發(fā)酵合成型優(yōu)質(zhì)土壤，從而改良植物品質(zhì)，增產(chǎn)，增收，抑殺 病蟲害。

本發(fā)明的技術方案：

利用糞便及有機垃圾生產(chǎn)生物有機肥的 方法包括予處理、發(fā)酵、干燥處理，其發(fā)酵主要微生物菌種包括光合細菌 群、乳酸菌群、酵母菌群、革蘭氏陽性的放線菌群、發(fā)酵系的絲狀菌群、 固氮菌、蘇云金桿菌。

所述的生物有機肥的方法，發(fā)酵過程是以厭氧和好氧交替進 行，厭氧發(fā)酵是在不通氣條件下，進行厭氧發(fā)酵時堆溫在70℃以上轉(zhuǎn)好氧 發(fā)酵，好氧發(fā)酵降到40℃時轉(zhuǎn)厭氧發(fā)酵直至全部基質(zhì)都變成腐殖質(zhì)。

所述的生物有機肥的方法，發(fā)酵微生物菌種采用液體有效微 生物群菌液和固體微生物群菌粉相結合，菌液為光合細菌群、乳酸菌群、 酵母菌群和革蘭氏陽性的放線菌群四大類有效微生物群，固體微生物群菌 粉包括光合細菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革蘭氏陽性的放線菌群、絲狀 菌群、固氮菌和蘇云金桿菌群，各菌種的含量是：存活的有益菌數(shù)為10⁸-10⁹個菌體/克。

所述的生物有機肥的方法，菌種加入量與廢棄物的重量比為 菌液3-4‰，菌粉10-20‰，同時加入20-40％％供有益菌繁殖的營養(yǎng)基質(zhì)。

所述的生物有機肥的方法，控制發(fā)酵過程酸堿度PH值 5.5-6.5，成熟時PH值7-8.5。

所述的生物有機肥的方法，控制發(fā)酵時碳氮比為25-30。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、微生物菌群篩選合理，起著良性循環(huán)作用，共生、互生、不抗拮。 自然篩選的微生物在繁殖時，不會產(chǎn)生變種。

2、整個微生物工程進行厭氧好氧交替的發(fā)酵工程，酶工程，微生物得 到充分的培殖，畜禽及廢棄物得到充分的水解。微生物在繁殖時，產(chǎn)生對 害蟲抗體物質(zhì)，蘇云金桿菌，放線菌釋放出對鱗翅白，園蠕蟲、病菌抑殺 作用的酶。

3、七類微生物大多為氨化微生物，分解蛋白質(zhì)，含氮有機物和無機鹽 及纖維碳水化合物。

4、在生物有機肥時，溫度由30℃可升至80℃，好氧厭氧交 替進行。病菌、蟲卵、寄生蟲，會因高溫及缺氧而死亡。

5、禽畜廢棄物中的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、碳化合物、纖維(植物、角 質(zhì))經(jīng)微生物分解達到無臭，無蚊蟲蠅滋生溫床。

6、微生物在繁殖時，能合成植物直接吸收的氮、磷、鉀和植物生長素。

7、使用固體微生物菌粉，能縮短發(fā)酵周期，簡化菌種制備設備和工藝。

8、病源性生物得到充分失活，微生物固氮充足，有機肥中有益活性 菌成分及存活率高，為農(nóng)業(yè)提供了一種無公害高品質(zhì)的生物有機肥，改良 土壤結構，使土壤成為發(fā)酵合成型優(yōu)質(zhì)土壤，主要靠發(fā)酵成熟的有機質(zhì)和 有效微生物群來改良土壤結構，使土壤成為發(fā)酵合成型優(yōu)質(zhì)土壤，此類土 壤能改良植物品質(zhì)，增產(chǎn)，增收，抑殺病蟲害。

具體實施方式

一、主要微生物菌種種類及作用：

1、光合細菌群：

光合細菌群屬于獨立營養(yǎng)微生物，它以土壤接受的光和熱為能源，以 植物根部的分泌物、有機物或有害氣體(硫化氫等)為基質(zhì)，合成氨基酸、 核酸等含氮化合物，以及生產(chǎn)活性物質(zhì)、糖類等多種促進植物生長發(fā)育的 物質(zhì)。這些代謝物，有的被植物直接吸收，有的成為其它微生物繁殖的基 質(zhì)。

另外，如果土壤中光合細菌增加，其它的有效微生物也會增加。例如： 以光合細菌分泌的氨基酸為食餌的VA菌根菌增加，它具有把植物根不吸收 的不溶性磷酸供給植物的能力。VA菌根菌增加，它與能固氮的一種固氮菌 共生，從而促進氮固定能力。

2、乳酸菌群：

乳酸菌以從光合細菌、酵母菌得到的糖類為基質(zhì)，產(chǎn)生乳酸。乳酸有 很強的殺菌力，特別是抑制有害微生物的繁殖，以及有機物的急劇腐敗分 解。

乳酸菌能使木質(zhì)素、纖維素等難分解的有機物容易分解，并消除未分 解有機物產(chǎn)生的種種弊端，在有機物發(fā)酵分解上發(fā)揮重要作用。

乳酸菌能抑制導致連作障礙的致病菌增殖。一般情況下，致病菌如果 增加，植物就衰弱，有害線蟲急劇增加。乳酸菌抑制致病菌活動，有害線 蟲也逐漸消失。

乳酸菌產(chǎn)生的乳酸能抑制菌核菌的活動和繁殖。乳酸菌類微生物，自 古以來，廣泛應用于乳酸飲料的酸乳酪等。

3、酵母菌群：

酵母菌利用作物根部產(chǎn)生的分泌物、光合細菌合成的氨基酸及糖類、 以及土壤中的有機物，發(fā)揮酵母菌具有的發(fā)酵力，合成對作物有效的物質(zhì)。 尤其是酵母菌分泌的激素等生理活性物質(zhì)，能促進根系生長及細胞分裂。

另外，也有利于其它有效微生物(乳酸菌、放線菌)的增殖。

4、革蘭氏陽性的放線菌群：

放線菌是細菌和霉菌的中間形態(tài)，攝取光合細菌產(chǎn)生的氨基酸，產(chǎn)生 抗生物質(zhì)。這種抗生物質(zhì)能有效抑制病原菌，爭奪有害霉菌及細菌增殖時 所需要的物質(zhì)(殼質(zhì))從而抑制其增殖，創(chuàng)造有利于其它微生物生存環(huán)境。

由于放線菌和光合細菌共存，故將放線菌和光合細菌混合后，所發(fā)揮 的凈菌作用比放線菌單獨時成倍增加。放線菌也有助長固氮菌和VA菌根菌 的作用。

5、發(fā)酵系的絲狀菌群：

提起絲狀菌(霉菌)，就使人聯(lián)想到腐敗、變質(zhì)。在有效微生物群里的 絲狀菌主要是發(fā)酵酒精時使用的曲霉菌屬為主體，該菌群能夠和其它有效 微生物共存，特別是對土壤中酯的生存有良好效果。因為酒精生成力強， 能防止蛆或其他有害昆蟲的發(fā)生，也有分離惡臭的效果。

6、固氮菌：

能將空氣中的氮固定在土壤中，直接供應作物的營養(yǎng)。它能與光合菌 共存，更能促進氮的固定能力。

7、蘇云金桿菌：

能釋出對鱗翅目，園蠕蟲，病菌抑殺作用的酶，它與放線菌共存，對 病蟲害的抑殺作用更大。

二、微生物菌種的制備：

發(fā)酵微生物菌種采用有效微生物群菌液和固體微生物群菌粉相結合， 菌液為光合細菌群、乳酸菌群、酵母菌群和革蘭氏陽性的放線菌群四大類 80多種有效微生物群，5億-10億個菌體/ml的菌液；固體微生物群菌粉 包括光合細菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革蘭氏陽性的放線菌群、絲狀菌 群、固氮菌和蘇云金桿菌群，各菌種含量均等。各菌種的含量是：存活的 有益菌數(shù)為10⁸-10⁹個菌體/克。同時加入營養(yǎng)基質(zhì)，如米糠、豆粕、糖蜜、 草灰等作為菌群食料。

三、畜禽糞便以堆肥發(fā)酵為基礎的機械化生產(chǎn)：

(1)設備：污泥、糞尿處理生產(chǎn)機械。

(2)原料成份：有效微生物群，各類畜禽糞便，植物廢棄物等。發(fā) 酵濕度為40％-50％，菌種加入量為菌液2-4‰，菌粉10-20‰。

四、具體工藝要求：

1、好氧發(fā)酵的微生物學過程：

在發(fā)酵過程中，由于微生物作用的結果，微生物發(fā)酵有機肥內(nèi)溫度迅 速上升，短期內(nèi)就可達到60-70℃甚至80℃，在這過程中，肥內(nèi)的有機物、 無機物發(fā)生著復雜的分解與合成的變化，微生物組成也發(fā)生著相應的變化。 大體可分成三個階段。

(1)發(fā)熱階段

發(fā)酵初期，主要由中溫好氧的微生物，利用發(fā)酵中最容易分解的可溶 性物質(zhì)，如淀粉、糖類等而迅速增殖，釋放出熱量，使發(fā)酵肥料溫度不斷 升高。

(2)高溫階段

發(fā)酵溫度上升到50℃以上，進入了高溫階段。加之淀粉、糖類等易分 解物質(zhì)的減少，以及它們被迅速分解、氧化時消耗了大量的氧，而造成了 局部的厭氧環(huán)境。于是，好熱性的微生物逐漸代替了中溫性微生物的活動。 這時，發(fā)酵中除殘留的或新形成的可溶性有機物繼續(xù)被分解轉(zhuǎn)化外，一些 復雜的有機物如纖維素、半纖維素等也開始受到強烈的分解。

由于各種好熱性微生物的最適溫度互不相同，因此，隨著發(fā)酵的溫度 上升變化，好熱性微生物的種類、數(shù)量也逐漸發(fā)生著變化。

溫度升到60℃時，僅有嗜熱性放線菌在繼續(xù)活動，慢慢地分解著有機 物。

高溫對于殺死病原性生物是極其重要的。病原性生物的失活取決于溫 度和接觸時間。據(jù)觀測，60-70℃維持3天，可使脊髓灰質(zhì)炎病毒、病原細 菌和蛔蟲卵失活。據(jù)日本“下水污泥資源利用協(xié)議會”制定的一個使病原 生物失活的暫定標準，為65℃，45h以上。我國根據(jù)長期的經(jīng)驗，一般認 為，發(fā)酵溫度在50-60℃、持續(xù)6-7天，可達到較好的殺滅蟲卵和病原菌 的效果。

(3)降溫和腐熟保肥階段

當高溫持續(xù)一段時間以后，易于分解或較易分解的有機物(包括纖維 素等)已大部分解，剩下的是木質(zhì)素(Lignin)等較難分解的有機物以及 新形成的腐殖質(zhì)。這時，微生物活動減弱，產(chǎn)熱量減少，溫度逐漸下降， 中溫性微生物又逐漸成為優(yōu)勢、殘余物質(zhì)進一步分解，腐殖質(zhì)繼續(xù)不斷地 積累，發(fā)酵進入了腐熟階段。此時，發(fā)酵肥可施用。所以主要問題是保存 腐殖質(zhì)和N素等植物養(yǎng)料。以發(fā)酵可采取壓緊肥堆的措施，造成厭氧狀態(tài)， 使有機質(zhì)礦化作用減弱，以免損失肥效。

2、厭氧發(fā)酵法：

厭氧發(fā)酵是在肥料發(fā)酵過程中與好氧發(fā)酵法交替的一種方法。厭氧發(fā) 酵是促進畜禽有機廢棄物無害化的過程。發(fā)酵方式與好氧發(fā)酵法相同，只 是發(fā)酵不用通氣系統(tǒng)，有機廢棄物在進行厭氧發(fā)酵時，堆溫較低、腐熟及 無害化所需時間較長

3、活性生物有機肥料的發(fā)酵過程是以好氧和厭氣交替的兩種方法：

好氧發(fā)酵方法是使有機廢棄物在好氧條件下通過微生物的作用，達到 穩(wěn)定化、轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣谕寥佬誀罡牧疾ψ魑锷L有益和容易吸收利用的 有機物的方法。穩(wěn)定化是指病源性生物的失活、有機物的分解以及腐殖質(zhì) 的生成。

4、發(fā)酵工程進行時，可控制酸堿度，使固氮菌和蘇云菌桿菌、放線 菌充分繁殖?？刂瓢l(fā)酵時PH5.5-6.5，成熟時PH7-8.5。控制發(fā)酵時：碳氮 比為25-30，則固氮最佳。

在糞便中可能存在以下幾個問題：

(1)可能混雜有病原性生物及雜草種子。

(2)可能存在過多的易分解的有機物，而對作物生長有害。

(3)容易發(fā)生腐敗和惡臭。

(4)含水量太高。

(5)PH值較高。

(6)作物難以吸收利用。

上述這些問題，幾乎都能通過發(fā)酵得到解決。在發(fā)酵過程中，由于微生物的作用，使一部分有機物迅速分解，這樣能大大減少對作物生長帶來 壞影響的、過剩的、易分解的有機物。同時，因產(chǎn)生大量能量而形成高溫， 能使病原性生物和雜草種子失活。由于易分解性有機物減少，而成為難以 腐敗、不發(fā)生惡臭的有機物。產(chǎn)生的熱量使水分蒸發(fā)而可得到含水量低的 有機物。PH值較高的廢棄物通過發(fā)酵可變成弱堿性。因此，上述問題通過 發(fā)酵幾乎都能得到解決了。另外發(fā)酵的一個重要特征是生成腐殖質(zhì)，它對 于改善土壤的物理、化學性狀是極為重要的。

當碳氮比過高時，因而需要適當加入N、P豐富的糞尿便(如雞糞)， 以利微生物生長。加入石灰或草炭是為了調(diào)節(jié)PH值，以中和微生物活動過 程中產(chǎn)酸引起的PH值下降。

發(fā)酵時，應注意控制水分、通氣、保溫這三個影響微生物活動的重要 因素。

厭氧、好氧交替發(fā)酵成熟期對各種不同成分的原料有所區(qū)別：雞糞 10-15天，豬糞15-20天，牛糞30-40天。

五、活性生物有機肥料成品：

發(fā)酵成熟后，經(jīng)過干燥、粉碎、篩分等程序，然后稱重，包裝。

利用有機廢棄物生產(chǎn)生物肥與用糞便生產(chǎn)生物有機肥的方法基本相同。