一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法技术

一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；将所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；将所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；利用兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。本发明专利技术采用造纸污泥生物改性法，解决了化学改性法添加大量无机物导致的有机质和养分下降的问题，简化了操作流程，降低了处理成本，制得肥料施用方便，肥效高，功能菌配比合理，对枯萎病、疫病、腐霉病、线虫病等防病效果好。

A method of producing bio organic carbon fertilizer by using pulping black liquor

A method of using black liquor production of biological organic carbon fertilizer, comprising the following steps: pulping black liquor pH adjusted to neutral or weak alkaline treated by aeration which added to the modified microbial liquid; the biological treatment of pulping black liquor into the mud cake moisture content below 60%; the resulting mud the cake is prepared after adding auxiliary fermentation mixture, which added to the fermentation fermentation reactor followed by construction, aerobic fermentation, anaerobic fermentation; fermentation production of biological organic carbon fertilizer after prepared by the facultative anaerobic fermentation. The invention adopts paper sludge biological modification method to solve the organic matter and nutrient chemical modification method of adding large amounts of inorganic lead to a decline of the problem, simplifying the operation process, reduce processing costs, produce fertilizer application convenience, high efficiency, reasonable ratio of functional bacteria, Fusarium wilt, Phytophthora blight, mildew and rot nematode good effect of preventing disease.

【技术实现步骤摘要】
一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法
本专利技术属于有机碳肥
，具体涉及一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，尤其涉及制浆黑液经脱水处理后与辅料进行混合发酵，并添加有益微生物制造生物有机碳肥的方法。
技术介绍
造纸原料用的木材、秸秆等原料，均含有纤维素、木质素和半纤维素(聚糖类)三部分，造纸仅利用其中的纤维素(约占40％)，而其中约占25％的木质素与约占28％的半纤维素以及木糖、钾、氮、磷等物则留在制浆黑液中。制浆黑液有机质含量高，亲水性强，不易直接机械脱水。目前制浆黑液通常采用化学处理方法，如CN105016571A、CN103159372A、CN102953286A等中公开的处理方法，然而化学处理方法不便于其资源化利用。另外使用PAM絮凝法脱水后污泥含水率仍然很高(80％-85％)，给后续处置或利用增加了极大难度，如堆肥极不方便，需要大量的辅料，有恶臭，占地大；干化焚烧成本高等。为降低污泥含水率，必须增强污泥的脱水性能，需加入大量石灰-三氯化铁进行污泥改性，此法可使脱水后污泥含水率可降低到60％左右，但这种方法会引入大量无机物质，增加了污泥干物质量，降低了污泥有机质和热值，影响了污泥的后续资源化利用。对脱水污泥进行堆肥利用时，若采用80％-85％的污泥，则需要添加污泥重量1-2倍的辅料以使发酵物水分在合理范围，发酵原料成本非常高；若采用含水率60％左右的污泥，因为脱水前加入了大量的污泥改性物质，降低了污泥中有机质含量，发酵产物难以达到有机肥的质量要求。传统堆肥发酵过程中，需要不断翻堆，以利于供氧及散热，而且发酵过程一直维持好氧发酵，发酵时间长，有机质和养分损耗大。传统生物有机肥即是利用发酵好的原料与枯草芽孢杆菌等菌种复合而成。堆肥发酵技术有机质和养分损耗大，肥效低。利用传统的完全好氧发酵技术进行发酵时，原料中的有机物质大部分被转化为大分子腐殖质，部分有机物最终被分解为二氧化碳损失掉。腐殖质类物质虽然可作为植物的营养来源，但因其分解缓慢，所以肥效低、起效慢。当下农业生产中，由于化学肥料的大量使用和作物重茬种植等问题，导致土传病害严重，影响产量和收益。传统生物有机肥料虽然含有原料发酵产生的微生物和添加的枯草芽孢杆菌等菌种，有一定的恢复土壤微生态平衡的作用，但对作物的防病抗病效果有限。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于提供一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法。本专利技术采用造纸污泥生物改性法，解决了化学改性法添加大量无机物导致的有机质和养分下降的问题，简化了操作流程，降低了处理成本，所得脱水污泥便于进行后续资源化利用。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：(1)将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；(2)将步骤(1)所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；(3)将步骤(2)所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；(4)利用步骤(3)兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。制浆黑液中含有丰富的木质素、半纤维素及无机养分等，无抗生素和致病菌污染，是优良的堆肥原料；通过加入其它辅料进行堆肥发酵，既可以减轻造纸污泥填埋等带来的环境压力，又可以变废为宝、改良土壤。采用先好氧发酵再兼性厌氧发酵的发酵技术，既可使发酵原料充分腐熟，又可降低发酵过程中有机质和养分的损耗，提高发酵产物中可溶性小分子有机碳的含量，从而提高肥效，解决传统好氧发酵有机质和养分损耗高，肥效低的问题。有机肥料的肥力与其有效碳率呈正相关关系。传统好氧高温发酵制得的普通有机肥有效碳率约在1％左右。而采用先好氧发酵再兼性厌氧发酵的发酵技术生产的有机碳肥有效碳率在4％-6％之间，是普通有机肥有效碳率的4-6倍。有机碳肥中的小分子有机碳化合物可溶于水，能被作物根系和叶片等部位吸收，快速补充作物体内碳需求；有机碳肥中的大分子腐殖质类有机质分解慢，作用时间长，因此有机碳肥既有速效性又有长效性，比普通有机肥起效快，肥效高。同时有机碳肥中的小分子碳化合物在提高作物抗逆性方面也有重要作用。作为优选，步骤(1)中将制浆黑液调节pH至7.0-8.0，以避免碱性太高导致微生物死亡。优选地，pH使用硫酸调节。制浆黑液先用硫酸调节酸碱度，为微生物的生长繁殖提供良好的条件。优选地，改性微生物主要包括嗜酸硫杆菌和木质素分解菌。为降低制浆黑液的处理成本，便于脱水污泥的后续资源化利用，本专利技术用生物改性法替代化学法进行造纸污泥改性，采用特种微生物(嗜酸硫杆菌和木质素分解菌)对制浆黑液进行改性处理可实现污泥深度脱水(脱水后污泥含水率低于60％)。生物改性法仅需向黑液中添加改性微生物及少量营养物质，不用添加其他物质。经过微生物处理后污泥中的有机质和热值等基本不损失。生物改性处理并脱水后的得到的污泥饼易于堆肥。采用生物改性处理可以替代化学改性，不用添加石灰和三氯化铁等无机物，污泥脱水效果与化学改性法相当，但污泥量较化学法减少30％以上，而且脱水污泥中有机质和养分损失较少。优选地，改性微生物菌液制备方法如下：将嗜酸硫杆菌和木质素分解菌分别在其培养基中培养至菌体数量为109个/ml以上，然后将嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液混合均匀制成改性微生物菌液。优选地，嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液的体积比为2-5:1，黑液微生物改性以嗜酸硫杆菌为主，起降低黑液EPS和降低pH的作用；木质素分解菌主要对木质素进行初步降解，并分解黑液中小分子有机物，减少小分子有机物的结合水，微生物改性时要保证嗜酸性硫杆菌的优势地位，此比例可以兼顾上述作用，优选为3.5:1。优选地，改性微生物菌液与制浆黑液的体积比为1:5-15，改性微生物菌液添加量为制浆黑液体积的1/5-1/15时，黑液改性时间和成本可控制在比较合理的范围内；添加量少于1/15时，微生物数量少，改性时间长；添加量超过1/5时，虽然可以加快处理时间，但增加了改性微生物的培养量，成本增加，优选为1:10。优选地，制浆黑液的含固率为1-5％，优选为2％。将制浆黑液含固率调整到1-5％，尤其是2％左右，添加黑液1/5-1/15，尤其是1/10体积的改性微生物菌液进行处理，黑液比阻下降最多，脱水处理效果最好。优选地，曝气处理的温度为25℃-35℃，曝气处理的时间为6-12h。微生物的生长繁殖需要适宜的温度条件，温度在25℃以下，微生物代谢缓慢，代谢产物少，生物改性处理时间长；温度高于35℃，对微生物的生长繁殖产生抑制，甚至导致微生物死亡，因此本专利技术选择处理的温度为25℃-35℃。步骤(1)的操作均可以在生物改性池中进行。作为优选，步骤(2)中所述处理为压滤，优选为板框式压滤机压滤。优选地，压滤时的进料时间为1.5-3.0h，进料压力为0.6-0.8MPa，保压时间为1.0-2.0h，隔膜压榨压力为1.2～1.6MPa。步骤(2)所得泥饼的pH优选为4.0-5.5，养分优选为≥6.0％，有机质优选为≥60％。作为优选，步骤(3)中辅料为麦麸、豆粕、秸秆粉、稻壳、糠醛渣、木薯渣中的1种或2种以上的组合。优选地，发酵菌剂为有机物料腐熟剂。优选地，辅料的量为泥饼重量的10％-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：(1)将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；(2)将步骤(1)所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；(3)将步骤(2)所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；(4)利用步骤(3)兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。

【技术特征摘要】
1.一种利用制浆黑液生产生物有机碳肥的方法，包括如下步骤：(1)将制浆黑液调节pH至中性或弱碱性，向其中加入改性微生物菌液后进行曝气处理；(2)将步骤(1)所得生物改性处理后的制浆黑液处理成含水量60％以下的泥饼；(3)将步骤(2)所得泥饼加入辅料后制得发酵混合料，向其中加入发酵菌剂建发酵堆，然后依次进行好氧发酵、兼性厌氧发酵；(4)利用步骤(3)兼性厌氧发酵结束后制得的发酵料生产生物有机碳肥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将制浆黑液调节pH至7.0-8.0；优选地，pH使用硫酸调节。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中改性微生物主要包括嗜酸硫杆菌和木质素分解菌；优选地，改性微生物菌液制备方法如下：将嗜酸硫杆菌和木质素分解菌分别在其培养基中培养至菌体数量为109个/ml以上，然后将嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液混合制成改性微生物菌液；优选地，嗜酸硫杆菌培养液与木质素分解菌培养液的体积比为2-5:1。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中改性微生物菌液与制浆黑液的体积比为1:5-15；优选地，曝气处理的温度为25℃-35℃，曝气处理的时间为6-12h。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述处理为压滤，优选为板框式压滤机压滤；优选地，压滤时的进料时间为1.5-3.0h，进料压力为0.6-0.8MPa，保压时间为1.0-2.0h，隔膜压榨压力为1.2～1.6MPa。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志顺，崔为同，
申请(专利权)人：山东森博生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37