一种利用味精废液和秸秆发酵生产有机肥的方法
【专利摘要】本发明涉及利用味精废液和秸秆发酵生产有机肥的方法及有机肥产品，主要是将味精废液、秸秆、酸碱调整材和腐熟剂按比例混合后，将物料搅拌、升温至40℃-70℃，搅拌1-4h后，转入发酵槽或设备内堆积发酵5-10天，即可得到高品质有机肥。
【专利说明】
一种利用味精废液和秸秆发酵生产有机肥的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及农业领域和环保领域，具体涉及一种利用味精生产废液和秸杆发酵生 产有机肥的方法及有机肥产品。
【背景技术】
[0002] 我国是世界上味精产量最大的国家，每年产量约150万吨，而无论是生物发酵生产 味精工艺还是过去化学方法生产味精的工艺，每吨味精可产生废液25吨，味精废液中含有 丰富的有机质、硫酸铵、氨基酸及各种生物生长需要的微量元素等，是一种极佳的可利用资 源。味精废液的产量巨大，如不能合理的利用处理，将对环境造成极大的威胁和巨大的资源 浪费。
[0003] 作为农业大国，我国每年农作物秸杆产量约7亿吨，其中有1亿吨秸杆被焚烧掉，秸 杆的大量焚烧，不但影响了土地的品质，污染大气环境，同时也造成了资源浪费。目前国家 积极提倡和引导人们秸杆还田，目前因为使用和工艺的原因，大部分秸杆未进行腐熟便直 接被施入田地，秸杆还田的效果大打折扣。
[0004] 目前国内外对味精废液处理方式较多，处理手段和目的产物也不尽相同。主要有 以下几种处理方式:从味精废液中提取酵母精、核酸等;利用味精废液作为原料生产酵母、 家禽饲料和微生物添加剂等;利用味精废液生产复合肥、有机肥及氨基酸类农用杀菌剂等； 秸杆和味精废液混合堆积发酵主要是生产饲料，秸杆和味精废液采用传统堆肥方式生产有 机肥等。
[0005] CN201510004149公开了一种利用味精废液生产高肥效有机肥的方法与产品，其包 括混料、发酵、筛分粉碎以及成品包装步骤，所述混料步骤为:将味精废液、谷壳糠以及鸡粪 灰按(7~3): (2~4): (1~2)比例混合、堆垛成发酵物料。所得到产品在有机农产品生产上 使用，相当于有机无机肥的使用效果，增产效果明显。
[0006] CN201110353884-种利用味精废液制备全营养高氮型液体冲施肥的方法及产品， 属液体冲施肥生产技术领域。此发明弥补了磷酸根与中微量元素离子产生沉淀及液体冲施 肥低氮的缺陷，工艺简单，成本低。蔬菜田间试验结果表明产品用于施肥增产效果显著，蔬 菜品质得到明显改善。
[0007] CN200910109597-种利用味精废液制备绿化用营养基质添加剂的方法，该发明是 将对味精厂排放的废液进行蒸发浓缩后加螯合剂及硫酸盐(或氧化物)进行螯合反应而制 得的一种具有供肥、保肥、改土的液态功能性材料。
[0008] CN200810134663发明公开了一种利用味精废液生产硫酸钾有机型螯合液体冲施 肥的方法，将氯化钾肥转化成硫酸钾肥，同时充分利用味精废液中氨基酸、有机质，螯合了 加入其中的镁、锌、硼、铁、猛等中微量元素，是一种全营养型的液体肥料，此肥料弥补了硫 酸钾固体肥料不能生产高氮高钾型追肥的缺陷，特别适宜滴灌专用肥。
[0009] 味精废液属于微生物经深层液态发酵谷氨酸后的产物，废液中除有菌体蛋白、有 机质及硫酸铵等之外，还有大量与水结合的游离氨气(NH30H)，该氨气在酸性条件下(pH低 于6.5)不易挥发，但当pH高于6.5时氨气便大量迅速挥发，因此味精废液与秸杆发酵有机肥 过程中，如配方不合理、工艺不当，则会导致大量氨气挥发，造成氮损失，既污染了环境又损 失了氮元素降低了有机肥产品的肥效。
[001 0]经过多次实验对比，在不同的工艺条件下，氮元素损失量在5%-50%之间，因此合 理的腐熟剂、原料组合和工艺，能够很大程度上避免味精废液中氨气的挥发，减少氮元素的 流失，对味精废液的资源化利用具有很大的意义。
【发明内容】
[0011]本发明解决了味精废液资源化处理和秸杆还田过程中的技术问题，同时将二者结 合，利用合理的方法转变成高品质有机肥，避免了味精废液排放和秸杆焚烧所带来的环境 污染。
[0012] 本发明利用少量的有机固态废弃物对最大量的味精废液进行发酵腐熟，同时最大 程度上减少堆制腐熟过程中氮元素的流失，将味精废液无害资源化处理和有机秸杆废弃物 还田处理相结合得到高品质有机肥。
[0013] 本发明解决了味精废液和秸杆制作有机肥过程中，因味精废液酸性(PH<4)导致 的物料酸性过大，不利于微生物生长的问题，研发出能够在酸性条件下发挥作用，并具有一 定固氮功能的微生物腐熟剂，同时制定了合理的工艺和物料组合，实现了短时间内将味精 废液和秸杆转化成有机肥产品的目的。
[0014] 本发明的具体方案如下：
[0015] 本发明一方面涉及一种以味精废液为主要原料生产有机肥的方法，具体步骤为：
[0016] (1)按比例称取物料:味精废液1-5倍浓缩液40%-80%，秸杆20%-50%，酸碱调整 材2%-20%，腐熟剂添加比例为0.5%-4% ;
[0017] (2)将以上物料混合后，在设备中6-10转/min搅拌，同时40 °C -70 °C升温加热1 -4小 时后，此时物料含水量60-75%，pH 5.0-6.0;
[0018] (3)物料经加热搅拌完毕后，设备内直接静置堆积或转移至发酵槽进行堆积腐熟 发酵5-10天，物料温度变化为1-3天升温，5-7天持续高温60 °C-75°C，7-10天温度下降至50 °C及以下，期间根据物料温度变化，在60-70°C之间翻料1-3次。
[0019] 本发明中酸碱调整材选择依据为：（1)含有营养元素的碱性物质，如磷矿粉其pH约 9.0-10.0，总磷(五氧化二磷)含量约10-35 %，牡蛎壳pH为9.0-11.0，其主要营养成分为Ca、 Mg等中量营养元素，CaO含量大于35%，草木灰pH为9.0-11.0,其全钾(氧化钾)含量约5%-10% ; (2)添加量小，其中磷矿粉添加量约2-5%，牡蛎壳添加量约2-3%，草木灰添加量约3-10% ; (3)物料中添加了酸碱调整材后不但能够促进微生物快速对物料进行腐熟，还可以通 过缓慢对物料进行调节，达到降低氨气释放量的目的。
[0020] 本发明还涉及一种具有降解纤维素、固氮功能的有机物料腐熟剂，包括复合微生 物菌剂和载体，所述发酵复合微生物菌剂与载体的重量比为1-10:80-95,优选为5-8:82-95〇
[0021] 本发明所述有机物料腐熟剂中的发酵复合微生物菌剂包括如下微生物菌剂及重 量份:枯草芽胞杆菌〇. 1-0.5份，嗜热侧孢霉1.0-5.0份，巨大芽孢杆菌0.5-2.0份，产朊假丝 酵母0.5-5.0份，米曲霉0.5-5.0份，侧孢短芽孢杆菌0.5-2.0份，灰色链霉菌0.1-0.5份，白 腐菌0.1-0.5份，绿色木霉2.0-5.0份，毛霉0.5-5.0份，康氏木霉0.5-4.0份，固氮菌0.5-3.0 份。
[0022]上述各菌株有效活菌数分别为枯草芽胞杆菌100-300亿/克、嗜热侧孢霉50-150 亿/克、巨大芽孢杆菌50-150亿/克、产朊假丝酵母30-60亿/克、米曲霉30-60亿/克、侧孢短 芽孢杆菌100-200亿/克、灰色链霉菌30-60亿/克、白腐菌10-40亿/克、绿色木霉10-40亿/ 克、毛霉10-40亿/克、康氏木霉10-20亿/克、固氮菌10-30亿/克。
[0023] 本发明所用到的各种微生物菌剂均可以通过市售获得，或者通过常规固体发酵自 制。本发明有机物料腐熟剂中的复合微生物菌剂所含的微生物菌群，它们相互促进，具有相 互协同的效果。
[0024] 本发明所述有机物料腐熟剂中的载体为生物腐植酸、麦饭石、沸石粉中的一种或 几种。
[0025] 本发明有机物料腐熟剂所用的载体成分之一生物腐殖酸，能为复合微生物菌剂提 供良好的能源和氮源，缩短微生物适应期（停滞期），从而实现低温环境下微生物快速生长 繁殖。所述生物腐植酸具有如下特征:总腐植酸2 50%，生物黄腐酸2 20%，有机质2 75%， pH 5.0-7.5。本发明所用到的生物腐殖酸可以通过市售获得。
[0026] 本发明所用菌剂的载体成分之一麦饭石具有生物活性，可吸附微生物，起到保护 菌剂中微生物作用;麦饭石具有一定的吸附能力，可起到一定的除臭作用。
[0027] 本发明所用菌剂载体成分之一沸石粉不但具有良好的吸附作用，同时可增强菌剂 的流散行，是菌剂在使用过程中混合更均匀，便于菌剂使用。
[0028] 本发明另一方面涉及一种有机肥，利用味精废液与有机物料(秸杆类、园林废弃物 或畜禽粪便等有机废弃物资源)依据本发明提到的有机物料腐熟剂和方法，可得到有机质 不低于45%、养分含量不低于7%，含水量约20-30%，pH 6.5-8.0的优质有机肥。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明。
[0030] 本发明实施例中使用的各微生物菌剂的有效活菌数分别为:枯草芽胞杆菌200亿/ 克、嗜热侧孢霉100亿/克、巨大芽孢杆菌100亿/克、产朊假丝酵母40亿/克、米曲霉50亿/克、 侧孢短芽孢杆菌150亿/克、灰色链霉菌40亿/克、白腐菌20亿/克、绿色木霉20亿/克、毛霉30 亿/克、康氏木霉15亿/克g、固氮菌20亿/克。
[0031] 实施例1
[0032] (1)有机物腐熟剂的制备
[0033]将下述重量的微生物菌剂混合制备发酵复合微生物菌剂:枯草芽胞杆菌0.2kg、嗜 热侧孢霉1.0kg、巨大芽孢杆菌0.6kg、产朊假丝酵母0.4kg、米曲霉0.8kg、侧孢短芽孢杆菌 0.8kg、灰色链霉菌0.2kg、白腐菌0.2kg、绿色木霉1.5kg、毛霉0.9kg、康氏木霉lkg、固氮菌 0.4kg。载体为生物腐殖酸60kg、麦饭石20kg、沸石粉1 Okg。
[0034] (2)有机物料发酵配方组合
[0035] 味精废液（1.0倍原液)780kg、玉米秸杆200kg、磷矿粉20kg，腐熟剂0.1kg。
[0036] (3)发酵过程中工艺
[0037]将玉米秸杆加入生化处理机中，缓慢加入味精废液，同时加入磷矿粉，搅拌30min 后，启温，加热至60°C左右，加入腐熟剂，搅拌3h左右，水分约70%，物料出炉，转至发酵槽内 堆积发酵。
[0038]物料堆积过程中温度会持续上升，48h内温度上升至70 °C左右;发酵5-7天，期间翻 料2-3次。待温度下降且不再升高时，结束发酵，全程持续9天。
[0039] 实施例2
[0040] (1)有机物腐熟剂的制备
[0041] 将下述重量的微生物菌剂混合制备发酵复合微生物菌剂:枯草芽胞杆菌0.5kg、嗜 热侧孢霉1.2kg、巨大芽孢杆菌1.0kg、产朊假丝酵母0.8kg、米曲霉0.8kg、侧孢短芽孢杆菌 0.8kg、灰色链霉菌0.8kg、白腐菌0.6kg、绿色木霉2.5kg、毛霉0.6kg、康氏木霉0.5kg、固氮 菌1. lkg。载体为生物腐殖酸55kg、麦饭石20kg、沸石粉15kg。
[0042] (2)有机物料发酵配方组合
[0043]味精废液(2.0倍原液浓缩液)750kg、玉米秸杆150kg、磷矿粉25kg，腐熟剂0.4kg。
[0044] (3)发酵过程中工艺
[0045]将玉米秸杆加入生化处理机中，缓慢加入味精废液，同时加入磷矿粉，搅拌30min 后，启温，加热至50°C左右，加入腐熟剂，搅拌2h左右，水分约65%-70%，物料出炉，转至发 酵槽内堆积发酵。
[0046]物料堆积过程中温度会持续上升，48h内温度上升至70 °C左右;发酵5-7天，期间翻 料2-3次。待温度下降且不再升高时，结束发酵，全程持续9天。
[0047] 实施例3
[0048] (1)有机物腐熟剂的制备
[0049] 将下述重量的微生物菌剂混合制备发酵复合微生物菌剂:枯草芽胞杆菌0.6kg、嗜 热侧孢霉1.2kg、巨大芽孢杆菌0.6kg、产朊假丝酵母1.0kg、米曲霉0.6kg、侧孢短芽孢杆菌 0.8kg、灰色链霉菌0.2kg、白腐菌0.6kg、绿色木霉3.0kg、毛霉0.6kg、康氏木霉1.0kg、固氮 菌0 · 8kg。载体为生物腐殖酸70kg麦饭石15kg沸石粉4kg。
[0050] (2)有机物料发酵配方组合
[00511味精废液(2.5倍原液浓缩液)770kg、玉米秸杆100kg、磷矿粉30kg，腐熟剂0.1kg。
[0052] (3)发酵过程中工艺
[0053]将玉米秸杆加入生化处理机中，缓慢加入味精废液，同时加入磷矿粉，搅拌30min 后，启温，加热至45°C左右，加入腐熟剂，搅拌lh左右，水分约70%，停止搅拌，关闭加热，物 料在设备内部堆积发酵。
[0054]物料堆积过程中温度会持续上升，48h内发酵槽温度上升至65 °C左右，发酵5-7天， 期间开启搅拌翻料2-3次，每次10-20min。待温度下降且不再升高时，结束发酵，全程持续10 天。
[0055]实施例实验结果
[0056]由以上实施例得到的有机肥的指标检测如表1所示：
[0057]
[0058] 由上表可见，由本方法得到的有机肥的各项指标都优于有机肥料行业标准NY/T 525-2012的规定，同时总养分(氮、磷、钾）含量可高达11.23 %，得到的肥料作为有机肥使 用，不但能够补充土壤中碳含量，同时还可以起到无机肥的作用，减少无机肥的添加；同时 酸性的味精废液经过发酵处理后，可得到中性甚至弱碱性的有机肥，可用于改善酸化土壤。
[0059] 本发明中酸碱调整材不局限于磷矿粉，牡蛎壳、草木灰等皆可作为味精废液有机 肥转化过程中的调整材，使用过程中只要保证物料的酸碱度在5-6.5之间，若pH大于6.5，则 在发酵初期便会有氨气释放，发酵后期氨气释放会更加严重。味精废液与秸杆等直接堆积 发酵，也可以发酵腐熟，只是周期会延长，启温速度缓慢，时间成本增加。
[0060] 本发明中主要采用玉米秸杆作为味精废液发酵转化有机肥的原料，但是有机物料 不局限于玉米秸杆，小麦秸杆、水稻秸杆、园林废弃物、及部分生活垃圾均可作为原料，只是 根据物料吸水程度不一，适当调整比例。
[0061] 本发明中磷矿粉除作为酸碱调整材之外，还可以提高有机物料的磷含量，实际使 用过程中可根据氮磷钾含量要求对调整材进行选择和调整，如可用钾矿粉、草木灰等调高 钾的含量等，可有针对性生产专用肥，降低生产成本。
[0062] 本发明中有机腐熟剂主要起到加速腐熟、固氮、除臭等作用，在实际使用过程中， 如不加腐熟剂，味精废液与秸杆按照本发明的工艺和配方，同样可起到腐熟的效果，只是时 间延长，氮损失量较大(高达50%)。
[0063] 利用本发明得到的有机肥，可通过后期处理，作为半成品来生产有机无机复合肥 及各种专用肥。
[0064] 上述实例仅仅是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限定，通过将上述方 案进行简单的调整进而得到的方案，同样在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种利用味精废液和秸杆发酵生产有机肥的方法，包括如下步骤： 步骤1:按以下重量百分比投放物料：味精废液1-5倍浓缩液40 % -80 %，秸杆20 % -50%，酸碱调整材2%-20%，腐熟剂0.05%-4% ; 步骤2:将步骤1中的物料混合均匀，在设备中慢速搅拌，同时加热升温到40°C-70°C，保 持1-4小时； 步骤3:加热完毕后，设备内直接静置或移至发酵槽发酵5-10天，根据物料温度变化，在 60-70°C之间翻料1-3次。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸碱调整材为含有大量或中量营养元 素的碱性物质，pH值2 9.0。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱性物质至少为磷矿粉、牡蛎壳或草 木灰中的一种。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述磷矿粉单独使用添加量为2-5 %，P2O5 含量为10%-35%，pH值9.0-10.0;所述牡蛎壳单独使用添加量为2-3%，Ca0>35%，有机质 > 10 %，pH值9.0-11.0;所述草木灰单独使用添加量为3-10 %，全钾含量5-10 %，pH值9.0- 11.0。5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述腐熟剂包括发酵复合微生物菌剂和载 体，所述发酵复合微生物菌剂与载体的重量比为1-10:80-95。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述发酵复合微生物菌剂与载体的重量比 为5-8:82-95〇7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述发酵复合微生物菌剂包括如下重 量份的微生物菌剂:枯草芽胞杆菌0.1-0.5份，嗜热侧孢霉1.0-5.0份，巨大芽孢杆菌0.5-2.0份，产朊假丝酵母0.5-5.0份，米曲霉0.5-5.0份，侧孢短芽孢杆菌0.5-2.0份，灰色链霉 菌0.1-0.5份，白腐菌0.1-0.5份，绿色木霉2.0-5.0份，毛霉0.5-5.0份，康氏木霉0.5-4.0 份，固氮菌0.5-3.0份； 各菌剂有效活菌数分别为:枯草芽胞杆菌100-300亿/克、嗜热侧孢霉50-150亿/克、巨 大芽孢杆菌50-150亿/克、产朊假丝酵母30-60亿/克、米曲霉30-60亿/克、侧孢短芽孢杆菌 100-200亿/克、灰色链霉菌30-60亿/克、白腐菌10-40亿/克、绿色木霉10-40亿/克、毛霉10-40亿/克、康氏木霉10-20亿/克g、固氮菌10-30亿/克。8. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述载体至少为生物腐殖酸、沸石粉或 麦饭石中的一种。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述生物腐植酸满足如下条件： 总腐植酸2 50%， 生物黄腐酸2 20%， 有机质2 75%， pH 5.0-7.5〇10. 根据权利要求1~9任一项所述方法生产的有机肥，其特征在于，有机质含量> 45 %，养分含量 > 7-12 %，水分20-30 %，pH 6 · 5-7 · 5。
【文档编号】C05G1/00GK105884449SQ201510735782
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年11月4日
【发明人】于家伊
【申请人】北京嘉博文生物科技有限公司