專利名稱：一種有機(jī)生物復(fù)合肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以造紙黑液和釀造黃水為原料。通過(guò)化學(xué)處理和生物轉(zhuǎn)化、制備生物有機(jī)復(fù)合肥及其方法眾所周知，在目前通用的各種肥料中，無(wú)機(jī)化肥能快速提供充足的養(yǎng)份是其優(yōu)點(diǎn)，但是單獨(dú)施用無(wú)機(jī)化肥利用率很低，大約有60-70％養(yǎng)份被土壤所固定或流失；有機(jī)肥料能改良土壤，具有保水保肥和提高作物的品質(zhì)等功能，然而，有機(jī)肥料養(yǎng)份濃度太低，肥效緩慢，單獨(dú)使用不能滿足高產(chǎn)田作物的需要；微生物肥料通過(guò)固氮解磷，解鉀和抗病等作用來(lái)減少農(nóng)業(yè)的投入，如果將微生物肥料用在有機(jī)質(zhì)含量不足的土壤里，有益微生物就會(huì)因缺乏營(yíng)養(yǎng)和能最而減少其活性，難以體現(xiàn)出應(yīng)有的效果。
在有機(jī)生物復(fù)合肥的生產(chǎn)方法中，一般是以麩皮米糠和泥炭為原料制成微生物肥料，亦叫菌糠，然后把菌糠和無(wú)機(jī)化肥混配造粒，制成有機(jī)生物復(fù)合肥料，市面上亦稱為生物活性復(fù)合肥，該肥料所含的微生物和有機(jī)質(zhì)都來(lái)自于菌糠，然而菌糠中的無(wú)機(jī)養(yǎng)份極微，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)菌糠用量不足以滿足微生物在土壤中繼續(xù)繁殖的需要時(shí)，有機(jī)生物復(fù)合肥會(huì)因缺乏有機(jī)質(zhì)和生物活性而徒有虛名，如果增加菌糠用量，使其有機(jī)質(zhì)含量≥20％(相當(dāng)于復(fù)合肥中加入了40％的菌糠)所制備的復(fù)合肥在外觀和養(yǎng)份等方面均達(dá)不到復(fù)合肥的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(GB15063-94)并且在成本和價(jià)格方面缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
制漿廠提取的黑液和釀造廠產(chǎn)生的黃水，均含豐富的有機(jī)和無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，直接排入水中造成公害。堿和硫等化學(xué)產(chǎn)品回收技術(shù)，很難適應(yīng)木材植物為原料的中小型造紙廠，提取木質(zhì)素或粘合劑等綜合利用辦法；不易解決產(chǎn)品市場(chǎng)問題；生化處理措施，很難解決運(yùn)行成本和二次污染問題；也有人建議直接將亞銨法制漿黑液濃縮干燥制成有機(jī)肥，然而該肥料中的有機(jī)質(zhì)大多以還原性木質(zhì)素和糖的形式存在，腐植酸含量少于4％，大量直接施入土壤可能仄氧發(fā)酵而產(chǎn)生硫化氫，毒害農(nóng)作物根系，堿法制漿的黑液不能直接作為肥料使用。
針對(duì)上述問題，本法的主要目的在于提供一種利用造紙黑液和釀造黃水為原料，制備一種生物活性菌≥2000萬(wàn)個(gè)/克肥料，有機(jī)質(zhì)≥20％，N+P2O5+K2O≥25％的有機(jī)生物復(fù)合肥及其制備方法，從而徹底解決制漿廠和釀造廠黃水綜合利用問題，并提供經(jīng)濟(jì)而有效地解決農(nóng)業(yè)化肥污染和輕化工業(yè)有機(jī)污染的方法。
本發(fā)明所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥所用原料黑液和/或黃水中至少含有(按干基重量計(jì))≥30％還原性有機(jī)質(zhì)和≥10％的無(wú)機(jī)養(yǎng)份。本發(fā)明的產(chǎn)品總肥效養(yǎng)份為至少含有(按重量計(jì))生物活性菌≥2000萬(wàn)個(gè)/克肥料，中微量元素≥10％，有機(jī)質(zhì)≥20％，N+P2O5+K2O≥25％，活化劑是由中國(guó)農(nóng)科院菌種保藏管理中心提供菌種按常規(guī)培育的，菌種編號(hào)和名稱分別為Accc10007園褐固氮菌，Accc10010巨大芽孢桿菌，Accc10013凍樣芽孢桿菌。
本發(fā)明的一種有機(jī)生物復(fù)合肥制備方法是這樣實(shí)現(xiàn)的，選擇對(duì)土壤和作物有益無(wú)害的化學(xué)品如銨鹽、鎂鹽、鈣鹽、鉀鹽、尿素、磷酸鹽等化肥類物質(zhì)用于制漿和釀造，收集制漿過(guò)程提取的黑液和/或釀造發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的黃水備用，然后將黑液和/或黃水真空濃縮到含固量為50％±10％，冷卻到20-50℃，一般為30-45℃，最好為37℃，制成微生物發(fā)酵用營(yíng)養(yǎng)液，將由中國(guó)農(nóng)科院菌種保藏管理中心提供，編號(hào)Accc1007、Accc1010、Accc10013，公開使用的名稱分別為園褐固氮菌、巨大芽孢桿菌、凍樣芽孢桿菌等試管菌種，按常規(guī)通過(guò)搖瓶、種子罐制成活化劑，接種到由黑液和/或黃水配制的營(yíng)養(yǎng)液中，好氧發(fā)酵12-36小時(shí)，最好為24小時(shí)，制成的液體微生物有機(jī)肥可以直接用于各種農(nóng)作物，亦可真空干燥，按需要補(bǔ)充磷鉀化肥混配造粒制成有機(jī)質(zhì)大于20％(按重量計(jì))，無(wú)機(jī)養(yǎng)份大于25％(按重量計(jì))的高質(zhì)量有機(jī)生物復(fù)合肥，也可以先將營(yíng)養(yǎng)液噴霧干燥配入磷鉀化肥后，再接種活化劑實(shí)現(xiàn)固態(tài)好氧發(fā)酵12-36小時(shí)，最好為24小時(shí)，再造粒制成粒狀有機(jī)生物復(fù)合肥，兩種發(fā)酵方式均不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
微生物用營(yíng)養(yǎng)液(干基重)與活化劑(干基重)之比一般為10∶0.5-1.5，最好為10∶1。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是用于制漿和釀造的化學(xué)品為對(duì)作物和土壤都是有益無(wú)害的化肥類物質(zhì)，如銨鹽、鎂鹽、鈣鹽、鉀鹽、鉀堿、尿素、磷酸鹽等，這些物質(zhì)先作制漿造紙和發(fā)酵釀造，然后作為有機(jī)生物復(fù)合肥的養(yǎng)份，實(shí)現(xiàn)一物多用。由于制漿和釀造所用的化學(xué)品均為化肥類物質(zhì)，隨同造紙和釀造所帶入的大量有機(jī)質(zhì)和幾乎全部的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)均以黑液或黃水的形式回收，(所回收的黑液和黃水折干基計(jì)；含有40-50％左右的還原性有機(jī)質(zhì)，15-18％左右的無(wú)機(jī)養(yǎng)份)，這為制備高濃度優(yōu)質(zhì)有機(jī)生物復(fù)合肥成為現(xiàn)實(shí)。本法的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在利用黑液和/或黃水為原料制備有機(jī)生物復(fù)合肥過(guò)程中，操作條件溫和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，投入少、產(chǎn)出多，是實(shí)現(xiàn)無(wú)公害制漿和釀造以及生態(tài)型農(nóng)業(yè)的有效方法。
本發(fā)明制得的有機(jī)生物復(fù)合肥是集無(wú)機(jī)化肥的速效性，有機(jī)肥料的緩效性和微生物肥料的特效性于一體的生態(tài)功能性肥料，是當(dāng)今肥料發(fā)展的高科技新產(chǎn)品。
以下通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步介紹本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不限于下述實(shí)例實(shí)例1將亞銨法草漿黑液1000Kg(固相物濃度10％左右)在多效真空蒸發(fā)器中濃縮到固相物濃度為50％左右，泵入500L發(fā)酵罐冷卻到37℃，接種預(yù)先制好的活化劑10L鼓泡通入無(wú)菌空氣，維持反應(yīng)溫度在37℃左右，生物反應(yīng)熱由夾套冷卻水移出，好氧發(fā)酵24小時(shí)，在45℃以下真空干燥，制作粉狀有機(jī)生物肥100Kg左右，再混配100Kg左右無(wú)氯磷鉀肥改性和調(diào)整養(yǎng)份，制備出200Kg左右有機(jī)生物復(fù)合肥，分析結(jié)果有機(jī)質(zhì)24.30％，全氮(N)7.62％，全磷(P2O5)12.53％，全鉀(K2O)8.87％，生物活性菌數(shù)5000萬(wàn)個(gè)/克肥料。
實(shí)例2原料相同實(shí)例1不同的是把濃縮到50％的黑液先噴霧干燥成粉狀有機(jī)肥其中有機(jī)質(zhì)49.70％，全氮(N)10.05％，全磷(P2O5)1.93％，全鉀(K2O)5.50％，腐植酸總量3.191％，將得到的有機(jī)肥100Kg左右混配100kg無(wú)氯磷鉀肥，接種10Kg固體活化劑，在37℃條件下固態(tài)好氧發(fā)酵24小時(shí)，反應(yīng)熱用人工翻堆的辦法移出。然后造粒成型，其中有機(jī)質(zhì)24.16％，全氮(N)7.83％，全磷12.50％，全鉀(K2O)9.10％，生物活性菌數(shù)2000萬(wàn)個(gè)/克肥料。
實(shí)例3用賴氨酸發(fā)酵后黃水為原料，按實(shí)例1的條件制備成有機(jī)生物肥，再按有機(jī)生物肥∶磷銨渣∶氯化鉀＝7∶2∶1(重量比)，混配造粒有機(jī)生物復(fù)合肥。其中有機(jī)質(zhì)28.12％，生物活化菌3000萬(wàn)個(gè)/克肥料，全氮(N)11.83％，全磷(P2O5)7.33％，全鉀(K2O)6.24％。
實(shí)例4用黑液和黃水各50％(析干基計(jì))分別按實(shí)例1，實(shí)例2，實(shí)例3的條件，制備有機(jī)生物復(fù)合肥，其結(jié)果類似。
權(quán)利要求
1.權(quán)利要求，一種有機(jī)生物復(fù)合肥，其特征在于含有組成為(按重量百分?jǐn)?shù))。無(wú)機(jī)總養(yǎng)份25-45％有機(jī)質(zhì)20-50％生物活性菌2000-5000萬(wàn)/克肥料
2.如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥，其特征在于黑液和/黃水至少含有(按干基計(jì))30-50％的還原性有機(jī)質(zhì)和10-20％無(wú)機(jī)養(yǎng)份。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥，其特征在于至少含有(按干基計(jì))生物活性菌2000萬(wàn)個(gè)/克肥料，有機(jī)質(zhì)≥20％，N+P2O5+K2O≥25％。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥，其特征在于所述的活化劑由中國(guó)農(nóng)科院菌種保藏管理中心提供菌種而培養(yǎng)的。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥的制備方法，其特征在于選擇對(duì)上壤和作物有益無(wú)害的化學(xué)品如銨鹽，鎂鹽、鈣鹽、鉀鹽、鉀堿、尿素、磷酸鹽等化肥類物質(zhì)用于造紙制漿和釀造，將制漿過(guò)程提取的黑液和/或釀造過(guò)程產(chǎn)生的黃水濃縮到含固量50％±10％，冷卻到25-50℃，制成微生物發(fā)酵用營(yíng)養(yǎng)液，將試管菌種按常規(guī)通過(guò)搖瓶種子罐制成活化劑，隨后可a)將活化劑接種到微生物發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)液中，好氧發(fā)酵24小時(shí)左右，制得液態(tài)微生物有機(jī)肥，經(jīng)干燥，配入磷鉀化肥后，造粒制成或；b)將微生物發(fā)酵用營(yíng)養(yǎng)液先干燥后配入磷鉀化肥，再接種活化劑，實(shí)現(xiàn)固態(tài)好，氧發(fā)酵24小時(shí)左右，造粒制得。
6.如權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥的制備方法，其特征在于黑液和/或黃水冷卻到一般為30-45℃，最好為37℃。
7.如權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥的制備方法，其特征在于所述的濃縮采用真空蒸發(fā)。
8.如權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)生物復(fù)合肥的制備方法，其特征在于所述的干燥采用真空干燥。
9.如權(quán)利要5所述的一種微生物有機(jī)復(fù)合肥的制備方法，其特征在于所述的干燥采用噴霧干燥。
全文摘要
本發(fā)明是一種以造紙黑液或釀造黃水等有機(jī)廢液為原料,制備有機(jī)生物復(fù)合肥及其方法。選擇對(duì)土壤和作物有益而無(wú)害的化肥類化學(xué)品對(duì)農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行深加工,使生產(chǎn)過(guò)程中回收的黑液或黃水可以直接作為微生物的營(yíng)養(yǎng)物,黑液或黃水中的還原性有機(jī)質(zhì)通過(guò)微生物作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥和生物氮、磷、鉀,本發(fā)明方法制備的有機(jī)生物復(fù)合肥,功能齊全,成本低廉,具有廣泛的推廣意義和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C05F11/00GK1188093SQ9710731
公開日1998年7月22日 申請(qǐng)日期1997年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月14日
發(fā)明者呂高 申請(qǐng)人:呂高