一种中草药固体废弃物的处理方法技术

本发明专利技术涉及中药药渣处理技术领域，具体涉及一种中草药固体废弃物的处理方法，利用微生物发酵技术将中草药废弃物高值化利用，利用高光谱测定方法能有效监测堆肥过程中木质素和纤维素的含量变化，结合液相色谱化学测定药渣发酵样本得到含量标准，计算得到随发酵天数变化的药渣有机率；并结合堆肥发酵过程中实时监测堆肥发酵温度，计算含水率和碳氮比判断是否达到完全堆肥腐熟，进一步调控堆肥过程是否进行翻堆操作，能有效提高堆肥发酵技术中的肥效转化率并实现中草药废弃物营养成分的高质转化。化。化。

【技术实现步骤摘要】
一种中草药固体废弃物的处理方法


[0001]本专利技术涉及固体废弃物处理
，具体涉及一种中草药固体废弃物的处理方法。

技术介绍

[0002]随着中草药产业的快速发展，在生产加工过程中产生了大量的中草药渣等有机废弃物。在早期采用填埋、焚烧、堆放等方式处理中草药废弃物，会造成环境污染加剧和资源的巨大浪费，成为了发展中草药种植加工技术的瓶颈。而中草药废弃物中残留大量的纤维素、粗蛋白、脂质、氨基酸及多种微量元素，是一种富含营养的可循环利用的生物质资源。但由于现代制药工艺的选择局限性，大部分药厂只利用了其中的一小部分有效成分。因此，对中草药废弃物进行合理应用能有效减少资源浪费，提高药渣利用率，能促进中草药产业的良性循环发展。
[0003]目前，实现中草药废弃物无害化和资源化的最主要途径是以中草药废弃物为原料，通过好氧发酵制备生物有机肥，不仅可以解决环境污染问题，而且对促进农业的可持续发展有着显著意义。与普通肥料相比，生物有机肥的营养元素更齐全，含有功能性微生物菌群能帮助土壤分解剩余养分，促进农作物根系有益微生物增殖，同时具有生物利用率高、作用周期长、成本低、对土壤及环境不会造成危害等优点。
[0004]在现有技术中，专利公开号CN106007943A公开了一种高效中药渣提取液肥料添加剂及其制备方法，提供一种含硅酸盐类肥料施用于作物种植前，能促进作物幼苗生长和根系发育，但采用碱溶酸析技术将稻壳灰中的非晶态硅转化为易溶态的硅酸盐容易造成过碱污染，无法较好控制炭化产物溶液融合吸附的制备过程；而专利公开号CN110437015A公开了一种利用中草药药渣发酵制备炭基黄腐酸生物有机肥的方法，通过多种发酵结合有效提高中药药渣的利用，使得中药药渣充分熟化，但缺乏对中草药药渣发酵过程从有氧发酵到形成腐熟半成品后进行厌氧发酵的准确发酵时间监测，难以保证发酵制备有机肥的肥效。因此，在土壤和环境污染现象日益增多的情况下，亟需研发一种高效利用中草药固体废弃物制备复合生物肥料的无害化处理方法，具有提高制备生物肥料的肥效且实现中药渣高质转化的应用前景。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种中草药固体废弃物的处理方法，利用微生物发酵技术将中草药废弃物高值化利用，利用高光谱测定方法能有效监测堆肥过程中木质素和纤维素的含量变化，结合液相色谱化学测定药渣发酵样本得到含量标准，计算得到随发酵天数变化的药渣有机率；并结合堆肥发酵过程中实时监测堆肥发酵温度，计算含水率和碳氮比判断是否达到完全堆肥腐熟，进一步调控堆肥过程是否进行翻堆操作，能有效提高堆肥发酵技术中的肥效转化率并实现中草药废弃物营养成分的高质转化。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供一种中草药固体废弃物的处理方
法，所述方法包括以下步骤：S100，对中草药固体废弃物进行预处理，获得有机制肥原料；S200，对有机制肥原料灭菌后接种发酵菌剂，得到药渣发酵料进行好氧发酵；S300，利用高光谱成像仪多次扫描所述药渣发酵料，同时对所述药渣发酵料随机采样，随发酵天数变化分别得到药渣反射谱线和药渣发酵样本集；S400，对药渣反射谱线进行预处理，结合药渣发酵样本集进行发酵降解测定，计算得到随发酵天数变化的药渣有机率；S500，结合药渣有机率调控中草药固体废弃物的堆肥过程，得到完全转化肥料。
[0007]进一步地，在S100中，对中草药固体废弃物进行预处理，获得有机制肥原料的方法为：将中草药固体废弃物进行暴晒干燥处理并粉碎至粒径为5~8 mm，加入秸秆、尿素和水搅拌混匀，得到有机制肥原料；其中，所述有机制肥原料中的各组分质量百分比为中药药渣75%、秸秆10%、尿素15%，并加入水搅拌，利用烘干法测定所述有机制肥原料的含水率控制在70~80%的范围内。
[0008]进一步地，在S200中，所述发酵菌剂为有机肥发酵菌的复合菌剂，包括纤维素降解真菌、芽孢杆菌群、乳酸菌群、曲霉菌群、酵母菌、放线菌、芽孢菌、HB
‑
秸秆腐熟剂、Rw酵素剂、肥料腐熟剂中一种或几种组合；其中，所述纤维素降解真菌包括木霉、曲霉、地霉中一种或几种组合，所述肥料腐熟剂包括纤维素酶、蔗糖酶、淀粉酶中一种或几种组合。
[0009]进一步地，在S300中，利用高光谱成像仪多次扫描所述药渣发酵料，同时对所述药渣发酵料随机采样，随发酵天数变化分别得到药渣反射谱线和药渣发酵样本集的具体方法为：S301，将高光谱成像仪固定于机载端，所述高光谱成像仪在所述药渣发酵料的上方对所述药渣发酵料的全部表面区域成像，设定采集光谱范围为[L1,L2] nm，分辨率为X nm，将光谱波长的序号记为n，n∈[1,M]，M为采集的光谱波长总数，M=(L2
‑
L1)/X；L1为采集光谱范围的下限，L2为采集光谱范围的上限，L1＜L2且L1和L2在所述高光谱成像仪的扫描光谱范围内；S302，记录所述机载端在所述药渣发酵料的上方位置和当前所述药渣发酵料的发酵天数，固定所述机载端位置不变并重复多次扫描，记录扫描次数表示为i，i∈[1,N]，N为重复扫描的总次数，N∈[3,60]；其中，将所述高光谱成像仪在第i次扫描时采集得到第n个波长对应的反射光谱数据记作Rec(i,n)；同时，对当前所述药渣发酵料进行多次随机取样，得到多个药渣发酵样本；S303，在好氧发酵过程中，将所述药渣发酵料的发酵天数记作d，d∈[1,Date]，Date为所述药渣发酵料的发酵天数上限；随着d值递增，每天重复步骤S302，分别采集得到随着发酵天数变化的多个反射光谱数据构成随发酵天数变化的反射谱线作为药渣反射谱线；以及取样得到多个药渣发酵样本构成随发酵天数变化的药渣发酵样本集。
[0010]进一步地，在S400中，对药渣反射谱线进行预处理，结合药渣发酵样本集进行发酵降解测定，计算得到随发酵天数变化的药渣有机率的具体方法为：S401，对药渣反射谱线预处理包括：利用微分处理方法对所述药渣反射谱线进行处理（用于消除非所述药渣发酵料的表面区域的背景光谱噪声干扰），获得发酵料反射谱线；对所述发酵料反射谱线进行校正处理和平滑处理（用于消除高光谱成像中的随机噪声
和系统噪声，利用重复多次扫描得到的多个谱线减少散射误差，提高测定准确度），得到发酵料校正谱线；优选地，所述校正处理的方法包括极差归一化、方差归一化、中心化、矢量校正、散射校正、多元散射校正处理方法中一种或几种组合。
[0011]S402，根据所述发酵料校正谱线和药渣发酵样本集进行发酵降解测定，并计算得到随发酵天数变化的药渣有机率的具体方法如S4021~S4026步骤：S4021，将发酵料校正谱线记作Rec(i,n,d)，表示为第d天发酵时在第i次扫描采集得到第n个波长对应的预处理后的反射光谱数据；其中，d值表示为所述药渣发酵料的发酵天数，取值范围d∈[1,Date]，Date为所述药渣发酵料的发酵天数上限；S4022，利用液相色谱化学测定方法对所述药渣发酵样本集进行分析，分别测定得到所述药渣发酵样本集对应在各个发酵天数的各个取样点的纤维素含量和木质素含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中草药固体废弃物的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，对中草药固体废弃物进行预处理，获得有机制肥原料；S200，对有机制肥原料灭菌后接种发酵菌剂，得到药渣发酵料进行好氧发酵；S300，利用高光谱成像仪多次扫描所述药渣发酵料，同时对所述药渣发酵料随机采样，随发酵天数变化分别得到药渣反射谱线和药渣发酵样本集；S400，对药渣反射谱线进行预处理，结合药渣发酵样本集进行发酵降解测定，计算得到随发酵天数变化的药渣有机率；S500，结合药渣有机率调控中草药固体废弃物的堆肥过程，得到完全转化肥料。2.根据权利要求1所述的一种中草药固体废弃物的处理方法，其特征在于，在S100中，对中草药固体废弃物进行预处理，获得有机制肥原料的方法为：将中草药固体废弃物进行暴晒干燥处理并粉碎至粒径为5~8 mm，加入秸秆、尿素和水搅拌混匀，得到有机制肥原料；其中，所述有机制肥原料中的各组分质量百分比为中药药渣75%、秸秆10%、尿素15%，并加入水搅拌，利用烘干法测定所述有机制肥原料的含水率控制在70~80%的范围内。3.根据权利要求1所述的一种中草药固体废弃物的处理方法，其特征在于，在S200中，所述发酵菌剂为有机肥发酵菌的复合菌剂，包括纤维素降解真菌、芽孢杆菌群、乳酸菌群、曲霉菌群、酵母菌、放线菌、芽孢菌、HB
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秸秆腐熟剂、Rw酵素剂、肥料腐熟剂中一种或几种组合；其中，所述纤维素降解真菌包括木霉、曲霉、地霉中一种或几种组合，所述肥料腐熟剂包括纤维素酶、蔗糖酶、淀粉酶中一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的一种中草药固体废弃物的处理方法，其特征在于，在S300中，利用高光谱成像仪多次扫描所述药渣发酵料，同时对所述药渣发酵料随机采样，随发酵天数变化分别得到药渣反射谱线和药渣发酵样本集的具体方法为：S301，将高光谱成像仪固定于机载端，所述高光谱成像仪在所述药渣发酵料的上方对所述药渣发酵料的全部表面区域成像，设定采集光谱范围为[L1,L2] nm，分辨率为X，将光谱波长序号记为n，n∈[1,M]，M为采集的光谱波长数，M=(L2
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L1)/X；L1为采集光谱范围的下限，L2为采集光谱范围的上限；S302，记录所述机载端在所述药渣发酵料的上方位置和当前所述药渣发酵料的发酵天数，固定所述机载端位置不变并重复多次扫描，记录扫描次数表示为i，i∈[1,N]，N为重复扫描的总次数，N∈[3,60]；其中，将所述高光谱成像仪在第i次扫描时采集得到第n个波长对应的反射光谱数据记作Rec(i,n)；同时，对当前所述药渣发酵料进行多次随机取样，得到多个药渣发酵样本；S303，在好氧发酵过程中，将所述药渣发酵料的发酵天数记作d，d∈[1,Date]，Date为所述药渣发酵料的发酵天数上限；随着d值递增，每天重复步骤S302，分别采集得到随着发酵天数变化的多个反射光谱数据构成随发酵天数变化的药渣反射谱线；以及取样得到多个药渣发酵样本构成随发酵天数变化的药渣发酵样本集。5.根据权利要求1所述的一种中草药固体废弃物的处理方法，其特征在于，在S400中，对药渣反射谱线进行预处理，结合药渣发酵样本集进行发酵降解测定，计算得到随发酵天数变化的药渣有机率的具体方法为：S401，对药渣反射谱线预处理包括：利用微分处理方法对所述药渣反射谱线进行处理，获得发酵料反射谱线；对所述发酵料反射谱线进行校正处理和平滑处理，得到发酵料校正
谱线；S402，根据所述发酵料校正谱线和药渣发酵样本集进行发酵降解测定，并计算得到随发酵天数变化的药渣有机率的具体方法如S4021~S4026步骤：S4021，将发酵料校正谱线记作Rec(i,n,d)，表示为第d天发酵时在第i次扫描采集得到第n个波长对应的预处理后的反射光谱数据；其中，d值表示为所述药渣发酵料的发酵天数，取值范围d∈[1,Date]，Date为所述药渣发酵料的发酵天数上限；S4022，利用液相色谱化学测定方法对所述药渣发酵样本集进行分析，分别测定得到所述药渣发酵样本集对应在各个发酵天数的各个取样点的纤维素含量和木质素含量；其中，将第d天发酵时在第j个取样点获得的药渣发酵样本测定得到的纤维素含量记作Ce...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔艺燕，马现永，余苗，马新燕，田志梅，李贞明，刘志昌，宋敏，容庭，邓盾，
申请(专利权)人：广东省农业科学院动物科学研究所，
类型：发明
国别省市：