一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥快速生产工艺制造技术

本发明专利技术公布了一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥快速生产方法，该方法所用原材料包括畜禽粪便、蔬菜尾菜、食品加工下脚料、屠宰废弃物、固体生活垃圾、秸秆、稻壳、糖蜜、饼粕、草木灰、膨润土、硅藻土等为原料，生产富硒有机肥。该方法主要包括以下步骤:(1)厌氧堆肥处理；(2)氧化态硒的还原；(3)高温好氧堆肥；即得富纳米单质硒/有机硒有机肥。由于生产过程中物料经厌氧产酸发酵呈弱酸性，因此可有效抑制氨的挥发，保留肥效不散失，同时，含硫臭分被用于还原无机硒生成纳米单质硒，因此，整个生产过程中，臭分挥发大幅降低，生产过程从环境污染型向环境友好型转变。

A Rapid Production Process of Low-odor Volatile Nano-rich Selenium/Organic Selenium Organic Fertilizer

The invention discloses a fast production method of low odor volatilized nano-sized elemental selenium/organic selenium organic fertilizer. The raw materials used in the method include livestock and poultry dung, vegetable tailings, food processing waste, slaughter waste, solid domestic waste, straw, rice husk, molasses, cake, straw ash, bentonite, diatomite and other raw materials to produce selenium-rich organic fertilizer. The method mainly includes the following steps: (1) anaerobic composting treatment; (2) reduction of oxidized selenium; (3) thermophilic aerobic composting; that is to say, nanometer-rich elemental selenium/organic selenium organic fertilizer. Due to the weak acidity of materials in the process of anaerobic acid-producing fermentation, the volatilization of ammonia can be effectively inhibited and the fertilizer efficiency can not be lost. At the same time, the sulfur-containing odor is used to reduce inorganic selenium to form nano-elemental selenium. Therefore, the volatilization of odor is greatly reduced in the whole production process, and the production process changes from environmental pollution type to environment-friendly type.

【技术实现步骤摘要】
一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥快速生产工艺
本专利技术提供了一种有机肥的生产制备工艺，尤其涉及一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥的生产工艺，属于环境保护及农业

技术介绍
一方面，畜禽粪便、蔬菜尾菜、食用菌废弃菌棒、食品加工下脚料、固体生活垃圾等固体废弃物产生量与日俱增，处理不当，很易腐烂滋生大量病原菌，同时还会产生恶臭，从而引发一系列环境问题。另一方面，在农业种植领域，由于长期、大量、不合理地施用化肥农药，造成土壤有机质减少，微生态破坏，土壤贫瘠化，甚至导致土壤酸化板结严重，将增加土壤中的铅、镉、锰、铜等重金属元素的溶出，不但影响作物生长发育及产量形成，还降低了农产品品质，并陷入恶性循环。大力推广施用有机肥替代化肥、不施或少施化肥可从根本上解决土壤酸化及板结等问题，对地力提升具有非常大的促进作用。基于此，积极探索有机固体废弃物资源化利用，将其用作有机肥生产原材料，所得有机肥提升地力的同时提高作物产品品质，构建循环农业发展模式，已成为国内外农业发展的方向。目前，利用有机废弃物为原料生产有机肥，始终存在着臭分挥发的问题，臭分主要为氨气、硫化氢、硫醇、硫醚等。大量臭分的挥发不仅给生产厂房内部及周边造成严重空气污染，还将造成物料中氮、硫的损失，尤其是氨的挥发直接降低肥效。因此，抑制有机肥生产过程中的臭分挥发也亟需技术上的突破。与此同时，硒作为人体必需微量元素，所具有的抗氧化、清除氧自由基、抗重金属等功效已被广泛证实，在癌症、心血管病、糖尿病等的预防和治疗方面有着良好的应用前景。因此，世界卫生组织(WHO)推荐健康成年人每天硒的摄入量为50-200微克。然而，我国人均每日硒摄入量仅为36微克，低于世界卫生组织推荐标准。有资料表明，我国从东北三省起斜穿至云贵高原存在一条低硒地带，占我国国土面积72％的地区贫硒、缺硒，其中30％为严重缺硒地区，粮食等天然食物硒含量较低，华北、东北、西北等都属于缺硒地区。要满足贫硒地带人们的日常硒摄入，可以采取多种途径进行补硒，但以发展富硒种植业最为经济、科学、安全、有效，因此，扩大富硒肥料的生产及普及富硒肥料的施用则成为实施富硒种植业的关键环节。此外，富硒有机肥不仅能用作植物硒源，而且具有有机肥特性，增加土壤肥效元素及有机质、改善和防止土壤酸化板结，对富硒种植业提质增效作用显著。此外，富硒有机肥对重金属污染也具有一定拮抗作用，在土壤修复方面也具有广阔应用前景。因此，富硒有机肥有着巨大市场需求量和发展潜力。目前，涉及富硒肥料或果蔬营养剂的专利较多，但多数是亚硒酸盐或硒酸盐等无机硒源与其它基肥的简单物理掺混。由于此类无机含硒物质易溶于水而流失，且超过一定剂量均有很强生物毒性，因此，普遍存在使用过程中易流失、生物利用率不高、操作过程不安全、作物吸收转化率较低等问题。也有尝试通过微生物发酵生产富硒有机肥的，如公开号为104987199A(申请号201510352798.0)专利申请书中提及将亚硒酸钠、富硒土等硒源物质加入到带玉米粒玉米棒、菠菜叶、地瓜叶、赭石蟹壳粉、草炭、贝壳粉、吲哚乙酸、腐殖质等混合密闭发酵，最后得富硒有机肥，硒含量为12-18g/kg。但其并未指明微生物发酵过程对硒元素存在的物理化学特性有无影响，因此，亦可视为简单的添加含硒物质。申请号为201610338121.6的专利公布了一种利用高耐硒枯草芽孢杆菌(BacillusSubtilis)SE201412在含硒培养基中培养，所得发酵菌液可制备成富有机硒菌剂，该方法对富硒肥料的生产和使用作出了较大的改进，部分解决了使用安全问题。但由于其成品为菌液，限制了其作为基肥施用，更重要的是，其生产菌种为特定的高耐硒单一菌种，极大限制了其适用范围。随着研究的推进，纳米单质硒因其具有稳定性好、生物活性高、安全无毒而成为重要硒源物质。纳米单质硒肥，易被植物吸收和利用且可作为一种缓释硒肥，根部基施或追施时其施用的安全浓度范围较硒酸盐或亚硒酸盐大幅提高。纳米硒在生物活性及安全性方面有较大优势，因此也有相关专利将纳米硒直接掺入有机肥生产物料中，以制备纳米硒有机肥，如公布号为CN105884561A(申请号201510023869.2)专利申请书中提及向鸡粪、秸秆、草炭土等物料中加入富硒膨润土和纳米二氧化硒、亚硒酸钠，以制备纳米硒生物有机肥。然而，该方法生产过程中添加的纳米二氧化硒并非纳米单质硒，所添加的二氧化硒、富硒膨润土和亚硒酸钠等含硒无机物质并未明确是否能全部或部分转化为纳米单质硒和有机硒，较大可能还是以无机态硒形式存在，施用后的生物利用率不高及使用安全问题依然存在。另还有公布号为CN108546166A(申请号201810793227.4)专利公布了以畜禽粪便为原料，添加无机硒，利用腐熟专用酶菌复合剂和微生物菌剂，在全自动曝氧发酵操作系统中快速腐熟转化为富硒生物有机肥，声称其成品富含有机硒和纳米硒。该方法首先需要特殊酶菌复合剂和微生物菌剂及全自动曝氧发酵系统，生产成本较高，其次能否完成无机硒的生物转化，尚未明确关键控制点。以上富纳米硒有机肥相关专利均采用添加无机硒达到目的，共同问题在于，硒酸盐/亚硒酸盐/氧化硒等型态的硒具有生物毒性，如不加以控制，一方面很容易对好氧发酵菌种造成毒害，降低好氧发酵效率，延长腐熟时间和生产周期，因此，生产过程对发酵菌剂的硒耐受度有很高要求，市售大多数菌种可能并不适合采用；另一方面，受限于生产中使用的发酵菌剂对硒的耐受力，势必降低发酵物料中硒的加入量，使得提高成品有机肥的硒含量成为瓶颈。
技术实现思路
本专利技术解决了上述现有技术中的不足，提供了一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥生产工艺，该工艺中将畜禽粪便、蔬菜尾菜、食品加工下脚料(豆粕、花生饼粕、菜籽饼粕)、固体生活垃圾等含氮、硫的有机质原料为主要材料，以秸秆、稻壳、草木灰、膨润土、无机硒等为辅料，生产富含纳米单质硒/有机硒有机肥，并且生产过程中低臭分/无臭分挥发。实现本专利技术上述目的所采用的技术方案为：一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥生产工艺，包括以下步骤：(1)、厌氧发酵：将含氮、硫的有机固体废弃物的含水量调节至30～95％，在物料中接种能够加速厌氧发酵进程的添加剂，所述添加剂中包括沼液、沼渣及专用厌氧发酵菌剂的一种以上，以及好氧发酵菌剂，地上堆放或置于地下槽、发酵池内或密闭容器内，厌氧发酵1～30天，生成有机酸及含硫的小分子化合物，所述含硫的小分子化合物至少包括H2S、硫醇、硫醚；(2)、氧化还原反应：向厌氧发酵后的物料中添加无机硒化合物，所述无机硒化合物为亚硒酸盐/硒酸盐/二氧化硒中的一种或两种以上的混合物，此类氧化态硒化合物与含硫的小分子化合物在酸性条件下发生氧化还原反应，生成纳米单质硒；(3)、调节理化参数：调节反应后的物料的含水量至30～80％，碳氮比为10～50；(4)、接种好氧发酵菌剂：按照0.01～5％的接种量向物料中接入好氧发酵菌剂，并搅拌均匀；(5)、好氧发酵：经好氧堆肥发酵，即制得富含纳米单质硒/有机硒的有机肥。所述添加剂中包含有用于促进含硫的小分子化合物生成的含硫有机物或无机盐。所述有机固体废弃物为畜禽粪便、蔬菜尾菜、餐饮残渣、食品加工下脚料、固体生活垃圾中的一种或两种以上的组合。步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥快速生产工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)、厌氧发酵：将含氮、硫的有机固体废弃物的含水量调节至30～95％，在物料中接种能够加速厌氧发酵进程的添加剂，所述添加剂中包括沼液、沼渣及专用厌氧发酵菌剂的一种以上，以及好氧发酵菌剂，地上堆放或置于地下槽、发酵池内或密闭容器内，厌氧发酵1～30天，生成有机酸及含硫的小分子化合物，所述含硫的小分子化合物至少包括H2S、硫醇、硫醚；(2)、氧化还原反应：向厌氧发酵后的物料中添加无机硒化合物，所述无机硒化合物为亚硒酸盐/硒酸盐/二氧化硒中的一种或两种以上的混合物，此类氧化态硒化合物与含硫的小分子化合物在酸性条件下发生氧化还原反应，生成纳米单质硒；(3)、调节理化参数：调节反应后的物料的含水量至30～80％，碳氮比为10～50；(4)、接种好氧发酵菌剂：按照0.01～5％的接种量向物料中接入好氧发酵菌剂，并搅拌均匀；(5)、好氧发酵：经好氧堆肥发酵，即制得富含纳米单质硒/有机硒的有机肥。

【技术特征摘要】
1.一种低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥快速生产工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)、厌氧发酵：将含氮、硫的有机固体废弃物的含水量调节至30～95％，在物料中接种能够加速厌氧发酵进程的添加剂，所述添加剂中包括沼液、沼渣及专用厌氧发酵菌剂的一种以上，以及好氧发酵菌剂，地上堆放或置于地下槽、发酵池内或密闭容器内，厌氧发酵1～30天，生成有机酸及含硫的小分子化合物，所述含硫的小分子化合物至少包括H2S、硫醇、硫醚；(2)、氧化还原反应：向厌氧发酵后的物料中添加无机硒化合物，所述无机硒化合物为亚硒酸盐/硒酸盐/二氧化硒中的一种或两种以上的混合物，此类氧化态硒化合物与含硫的小分子化合物在酸性条件下发生氧化还原反应，生成纳米单质硒；(3)、调节理化参数：调节反应后的物料的含水量至30～80％，碳氮比为10～50；(4)、接种好氧发酵菌剂：按照0.01～5％的接种量向物料中接入好氧发酵菌剂，并搅拌均匀；(5)、好氧发酵：经好氧堆肥发酵，即制得富含纳米单质硒/有机硒的有机肥。2.根据权利要求1所述的低臭分挥发的富纳米单质硒/有机硒有机肥快速生产工艺，其特征在于：步骤(1)中所述添加剂中包含有用于促进含硫的小分子化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，何冬兰，李晓华，程国军，刘宏辉，夏爽，阎春兰，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42