一種污泥堆肥噬熱微生物菌劑及應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種污泥堆肥噬熱微生物菌劑及其應(yīng)用，由以下嗜熱細菌組成：嗜熱芽孢桿菌2~8×1010cfu/g，嗜熱乳酸桿菌3~6×1010cfu/g，枯草芽孢桿菌4~6×1011cfu/g，嗜熱璉球菌2~6×1011cfu/g。本發(fā)明的污泥堆肥噬熱微生物菌劑，具有促進生化污泥好氧堆肥化進程，延長堆肥高溫期，提高堆肥腐熟度的功能，能夠加速原料有機物的生物降解?？蓱?yīng)用于堆肥企業(yè)針對城市生活污水廠生化污泥的堆肥，用于生產(chǎn)生物有機肥料，并減少污泥帶來的環(huán)境危害。
【專利說明】
一種污泥堆肥噬熱微生物菌劑及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及生活污水廠生化污泥的快速堆肥菌 劑及其生產(chǎn)有機肥的方法，具體涉及一種污泥堆肥噬熱微生物菌劑及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國城市污水廠所產(chǎn)生的生物污泥產(chǎn)量大，成分復(fù)雜，污水處理廠產(chǎn)生的污泥量 約占處理污水體積的〇. 3%_0.5%，而往往又有很多污水處理廠重水輕泥，導(dǎo)致我國城市污 泥污染狀況不容樂觀，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平提高，對污水排放的標準日趨嚴 格，這都將導(dǎo)致城市污泥產(chǎn)量進一步的增長。
[0003] 污泥的處理和處置是一個相互緊密聯(lián)系而又相互獨立的完整體系。污泥的處理是 指將含水率較高的原生污泥通過濃縮、脫水、干化、堆肥等方式，達到減量化和無害化;污泥 處置是指在污泥經(jīng)過處理以后，進行無害化和資源化的處置。
[0004] 污泥是指處理污水所產(chǎn)生的固態(tài)、半固態(tài)及液態(tài)的廢棄物，是一種由有機顆粒、微 生物、無機顆粒、膠體等組成的成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的非均質(zhì)體。剩余污泥含水率高不易脫水，成 分復(fù)雜，含有難降解的有機物、鹽類以及少量的病原微生物和寄生蟲，如果不及時處理會對 造成直接的或潛在的環(huán)境危害。污泥處理的主要目標是實現(xiàn)其減量化、穩(wěn)定化、無害化、資 源化。要實現(xiàn)這樣的目標需要一系列的處理和處置，包括各種構(gòu)筑物的結(jié)合使用。污泥處置 的基本步驟為:濃縮、脫水、干化、最終處置。最終處置決定污泥最終的去路，污泥的最終處 置方法有衛(wèi)生填埋，焚燒處置、土地利用、污泥堆肥、堿性穩(wěn)定化、能源利用、做建筑材料。
[0005] 污泥堆肥一般采用在好氧條件下，污泥和一些調(diào)理劑以合適的比例混合，在適合 的通氧條件下，利用污泥本身的或者添加的微生物的活動，將污泥中的有機質(zhì)生物分解、轉(zhuǎn) 化成腐殖質(zhì)的過程，并殺死其中的病原微生物，污泥經(jīng)過堆肥化過程轉(zhuǎn)化成具有一定肥效 的產(chǎn)品，是一種無害化、減量化、資源化的綜合處理技術(shù)。
[0006] 污泥的好氧堆肥處理是污泥處理的有效方式，主要是利用污泥中的微生物，在通 氧的條件微生物通過生化作用降解污泥中的有害物質(zhì)，一般需要添加木肩，秸桿，稻殼等作 為調(diào)理劑。污泥堆肥過程可分為：中溫階段，高溫階段和腐熟階段。污泥的堆肥處理是最廉 價的污泥減量處理方式，有關(guān)研究報道指出，堆肥處理可以顯著降低污泥中有機污染物的 濃度。Hackett認為，污泥經(jīng)過堆肥可將其中的有機污染物降至農(nóng)林業(yè)可施用的標準直接農(nóng) 用。蔡全英等堆肥研究中將污泥和秸桿、木肩等調(diào)理劑按適當比例混合，利用污泥中的微生 物群落，有效地降低了污泥中多環(huán)芳烴類、氯苯類等有毒有害有機污染物的含量，并在研究 中表明多環(huán)芳烴類化合物在堆肥過程中是比較容易降解的。陳桂梅等人研究指出中溫階段 結(jié)束的標志是堆溫升至45°C，堆肥要達到無害化就要保證堆溫保持在55°C以上5-7天，來達 到殺滅蛔蟲卵和大腸桿菌的要求。王彪等人在污泥高溫好氧堆肥實驗研究中指出可考慮將 堆肥結(jié)束時硝酸根離子含量大量增加的現(xiàn)象作為堆肥腐熟的標志，但是具體的量化指標仍 需進一步研究。花莉的研究表明好氧堆肥是一種降低污泥中PAHs含量有效方法，經(jīng)過50天 的堆肥后，PAHs的總量減少了 79 %左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種污泥堆肥噬熱 微生物菌劑，滿足污泥堆肥使用。本發(fā)明的另一目的是提供上述噬熱微生物菌劑在污泥堆 肥中的應(yīng)用。
[0008] 技術(shù)方案:為了上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0009] -種污泥堆肥噬熱微生物菌劑，由以下嗜熱細菌組成：嗜熱芽孢桿菌(Bacillus alcalophilus)2~8 X 101Qcfu/g，嗜熱乳酸桿菌（Thermophilic Lactobacillus)3~6 X 101Qcfu/g，枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis)4~6 X lOncfu/g，嗜熱鏈球菌 (Thermophilic bacteria Lian)2~6X 10ucfu/g〇
[0010] 所述的污泥堆肥噬熱微生物菌劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。
[0011] -種污泥堆肥方法，包括以下步驟：
[0012] 1)物料重量比例組成：污泥60~70%，木粉39~29%，權(quán)利要求1所述的微生物菌 劑6~7L菌液/m3物料；
[0013] 2)將微生物菌劑均勻潑灑在污泥和木粉的混合物上，并充分翻攪；
[0014] 3)堆肥，物料水分應(yīng)控制在60~75%，C/N比調(diào)節(jié)到25~30:1，pH值呈中性或弱堿 性，物料粒徑在5~10mm;
[0015] 4)堆肥過程中，觀察物料溫度變化，當溫度升至60°C以上，物料每2~3天翻堆一 次，堆肥20~30天完成。
[0016] 步驟3)中，堆高不超過80cm，底部寬約500~800cm，長度不限。
[0017] 步驟3)中，通過添加尿素或葡萄糖調(diào)節(jié)C/N值。
[0018] 步驟3)中，物料的pH值用堿石灰或1 %的醋酸來進行調(diào)節(jié)。
[0019] 所述污泥堆肥方法所獲得的肥料。
[0020] 所述的肥料，有機質(zhì)含量以干基計2 35% ;氮+五氧化二磷+氧化鉀含量以干基計 2 6.0%，其中氮含量2 3.0 % ;有效活菌數(shù)2 60.0億/g;糞大腸菌群數(shù)< 100個/g，蛔蟲卵死 亡率2 95%，酸堿度口115.5-8.0。
[0021 ]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種污泥堆肥噬熱微生物菌劑，具有促進生 化污泥好氧堆肥化進程，延長堆肥高溫期，提高堆肥腐熟度的功能，能夠加速原料有機物的 生物降解?？蓱?yīng)用于堆肥企業(yè)針對城市生活污水廠生化污泥的堆肥，用于生產(chǎn)生物有機肥 料，并減少污泥帶來的環(huán)境危害。
【附圖說明】
[0022]圖1是堆肥溫度的變化圖；
[0023]圖2是添加菌劑時堆肥過程中總有機質(zhì)變化結(jié)果圖；
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
[0025] 實施例1
[0026] -種污泥堆肥噬熱微生物菌劑，由各種嗜熱細菌組成，具體為：嗜熱芽孢桿菌 (Bacillus alcalophilus)2~8X 101Qcfu/g，嗜熱乳酸桿菌（Thermophilic Lactobacillus)3~6 X 101Qcfu/g，枯草芽抱桿菌（Bacillus subtilis)4~6 X 10ncfu/g， 嗜熱鏈球菌(Thermophilic bacteria Lian)2~6X 10ncfu/g，所有菌株均為現(xiàn)有菌株。
[0027] 微生物液態(tài)菌劑的制備:分別將上述幾種嗜熱菌置于培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)至菌劑 濃度范圍時，取各種菌按照1:1的體積比例混合制成菌液。
[0028] 所制備的堆肥微生物制劑具有以下性能指標：
[0029] 1)產(chǎn)品外觀及保質(zhì)期：產(chǎn)品為無色混濁液體，無臭味，陰涼（20°C以下）干燥處保 存，有效期1年。
[0030] 2)施用菌劑的污泥堆肥腐熟期：10-13天。
[0031] 實施例2
[0032]應(yīng)用實施例1制備的微生物菌劑進行堆肥，具體如下：
[0033] 1)物料重量比例組成：污泥70 %，木粉29 %，實施例1的微生物菌劑6L菌液/m3物 料；
[0034] 2)菌劑的活化過程：首先將微生物菌劑(液體）均勻潑灑在污泥和木粉的混合物 (預(yù)先充分混合)上，并充分翻攪(用攪拌機)均勻。
[0035] 3)堆肥過程:物料水分應(yīng)控制在60~75%，C/N比調(diào)節(jié)到25~30:1，pH值呈中性或 弱堿性，物料粒徑在5~10mm。堆肥時，物料堆成條狀進行發(fā)酵。堆高不超過80cm，底部寬約 500~800cm，長度不限。如果C/N值高，通過添加少量尿素來進行調(diào)節(jié)，如果C/N值低，通過添 加少量葡萄糖進行調(diào)節(jié)。物料的pH值可用堿石灰或1 %的醋酸來進行調(diào)節(jié)。
[0036] 4)堆肥過程中，應(yīng)觀察物料溫度變化，當溫度升至60 °C以上后，物料每2~3天翻堆 一次。堆肥20~30天基本完成。
[0037] 堆肥腐熟的檢查方法如下：（1)從顏色氣味看，腐熟堆肥的污泥變成褐色或黑褐 色，有黑色汁夜，具有少量的氨臭味。（2)秸桿硬度，用手握堆肥，濕時柔軟而有彈性;干時很 脆，易破碎，有機質(zhì)失去彈性。（4)堆肥體積，比剛堆時縮小2/3~1/2。
[0038]對施用本產(chǎn)品后堆肥進行檢測，主要指標符合國家有機肥料標準(NY 525-2002) 和生物有機肥(NY 884-2004)標準，甚至某些指標超過相應(yīng)標準;其中：有機質(zhì)含量（以干基 計)/(%)> 35;總養(yǎng)分(氮+五氧化二磷+氧化鉀)含量（以干基計)/(%)> 6.0,其中氮含量 2 3.0;有效活菌數(shù)(cfu)，億/g 2 60.0;糞大腸菌群數(shù)，個/g(mLH 100，蛔蟲卵死亡率，％ 2 95%，酸堿度pH 5.5-8.0。
[0039] 除臭效果:堆肥化開始后第三天臭味基本消失，投加復(fù)合菌后廠區(qū)空氣環(huán)境得到 明顯改善，而且可以大大減少污水處理廠除臭設(shè)施的投資和化學(xué)除臭劑的使用。
[0040] 實施例3
[0041] 以未添加實施例1微生物菌劑的相同物料為對照(空白），采用實施例2方法進行堆 肥，對比堆肥過程中物料的有機碳和溫度變化。
[0042] 堆肥溫度變化結(jié)果見圖1，由圖1可知，堆體溫度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，溫度變 化范圍在29-66°C之間。兩組的堆體起始溫度均在29°C左右，在第一天迅速上升到33°C，并 不斷上升，在第7天左右兩桶均能達到最高溫度。由圖1可知，添加篩選出的嗜熱微生物菌劑 的堆體的最高溫度可達66°C，而空白對照堆體的最高溫度只有61°C左右。并且添加嗜熱微 生物菌劑的堆體高溫期（>45°C )的持續(xù)時間也較長，大約持續(xù)有6天。這說明，接種的自制 嗜熱微生物菌劑可以促進堆體的發(fā)酵腐熟，可以提高堆體的最高溫度，延長高溫期的持續(xù) 時間。
[0043]表1添加微生物菌劑后堆肥物料有機碳的變化
[0045] 有機碳變化結(jié)果見表1和圖2,兩組堆體中總有機碳的變化趨勢均為不斷下降，空 白組T0C由379g/kg降至356g/kg;自制嗜熱菌菌劑實驗組由386g/kg降至335g/kg。這是因 為，隨著堆肥的進行，堆體中的有機質(zhì)不斷被微生物分解利用。在5-8天內(nèi)，總碳的變化趨勢 最大，說明在此階段微生物的生命活動最為旺盛，新陳代謝能力較強，之后便趨于平緩。其 中，添加自制菌劑的實驗組中，總有機碳的變化率比空白組大，這說明，嗜熱菌實驗組堆體 中微生物活動最為旺盛，秸桿的腐熟度最大。
[0046] 可見本發(fā)明的污泥堆肥微生物菌劑，可促進污泥好氧堆肥化進程，延長了堆肥的 高溫腐熟期，在相同的腐熟期內(nèi)能提高堆肥腐熟度，能夠加速原料有機物的生物降解。可應(yīng) 用于堆肥企業(yè)針對不同糞便和秸桿原料的堆肥，用于生產(chǎn)生物有機肥料。
[0047] 同時，施用微生物菌劑單獨對污泥(污泥50 %~70 %，秸桿28.9%~48.9%，微生 物菌劑6L菌液/m3物料）；進行堆肥試驗，堆肥腐熟期糞便為10-15天?？梢姳景l(fā)明的污泥堆 肥噬熱微生物菌劑，可促進秸污泥好氧堆肥化進程。
【主權(quán)項】
1. 一種污泥堆肥噬熱微生物菌劑，其特征在于，由以下嗜熱細菌組成:嗜熱芽孢桿菌2~ 8 X 101()cfu/g，嗜熱乳酸桿菌3~6 X 101()cfu/g，枯草芽孢桿菌4~6 X 10ncfu/g，嗜熱璉球菌2~ exioWg。2. 權(quán)利要求1所述的污泥堆肥噬熱微生物菌劑在污泥堆肥中的應(yīng)用。3. -種污泥堆肥方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 物料重量比例組成:污泥60~70%，木粉39~29%，權(quán)利要求1所述的微生物菌劑6~7L菌 液/m3物料； 2) 將微生物菌劑均勻潑灑在污泥和木粉的混合物上，并充分翻攪； 3 )堆肥，物料水分應(yīng)控制在60~75%，C/N比調(diào)節(jié)到25~30:1，pH值呈中性或弱堿性，物料 粒徑在5~10mm; 4)堆肥過程中，觀察物料溫度變化，當溫度升至60°C以上，物料每2~3天翻堆一次，堆肥 20~30天完成。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥堆肥方法，其特征在于，步驟3)中，堆高不超過80cm，底部 寬約500~800cm，長度不限。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥堆肥方法，其特征在于，步驟3)中，通過添加尿素或葡萄 糖調(diào)節(jié)C/N值。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的污泥堆肥方法，其特征在于，步驟3)中，物料的pH值用堿石灰 或1%的醋酸來進行調(diào)節(jié)。7. 權(quán)利要求3的污泥堆肥方法所獲得的肥料。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的肥料，其特征在于:有機質(zhì)含量以干基計2 35%;氮+五氧化二 磷+氧化鉀含量以干基計2 6.0%，其中氮含量2 3.0%;有效活菌數(shù)2 60.0億/g;糞大腸菌群 數(shù)< 100個/g，蛔蟲卵死亡率2 95%，酸堿度pH 5.5-8.0。
【文檔編號】C12R1/07GK105820976SQ201610202319
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】喬維川, 耿明明, 施藝, 陶駿奇, 夏昊
【申請人】南京林業(yè)大學(xué)