专利名称：利用城市垃圾粪便制备生物肥料的方法
技术领域：
本发明涉及一种城市生活垃圾粪便的综合利用方法，特别是对城市生活垃圾粪便的综合利用及利用城市生活垃圾粪便制备生物肥料的方法。
背景技术：
城市的生活垃圾包括煤渣、菜叶、树叶、扫地垃圾、废塑料包装袋及其它废弃物。生活垃圾通常的处理方法有三种一种是高温堆肥法，即把生活垃圾集中放在一起，由自然发酵产生的温度达到处理效果。这种堆放方法有以下不足一是因渗漏污染地下水源，造成长期污染；二是发酵时间长，因刮风造成废物满天飞，传播粉尘、病菌、病毒等，直接危及人类身心健康；三是不能完全达到无害化处理效果。第二种是焚烧法，垃圾焚烧会产生二噁英(DioXin)类有毒气体，常见产生的有毒气体如垃圾中伴有聚氯乙稀类高分子聚氯物，焚烧热释出氯气体CI2与垃圾中甲烷CH4中的氢原子结合生成氯化氢HCI有毒气体。垃圾中含盐NaCI的物质析出与腐坏酸化物被焚烧热合产生盐酸有毒气体。第三种是填埋法，即把垃圾埋在地下，这种方法也造成了地下水源及土壤的长期污染。垃圾厌氧细菌作用产生沼气(坑气)，随时有自燃、爆炸的可能性。以上三种处理方法都会对环境造成二次污染，处理后的产物也不能作为再生资源加以利用。
城市粪便处理的方法一般通过三级化粪池将粪便溶化、腐化，然后排放或作为农业肥料，粪便的大肠杆菌对人类产生二次危害，从化粪池排出的黑色酸性水自然解吸缓慢会对水源造成污染。
发明内容
本发明的目的之一是将生活垃圾粪便无害化处理并作为再生资源综合利用的方法。
本发明的目的之二是利用无害化处理后的生活垃圾粪便制备生物肥料的方法。
本发明的技术方案之一首先对城市垃圾分别进行处理，其中垃圾的处理步骤为1、高压喷淋；2、第一次人工分选，人工清除瓷器、砖头、石块，回收玻璃、塑料、纸类、布类、铁、铜、铝，用强磁吸出铁类物质；3、清洗机内进行清洗；4、第二次人工分选，除分选第一次分选剩余的物品外，还捡出废旧电池；5、在剩下的垃圾中混入煤粉和沼气在锅炉内进行焚烧，产物炉灰备用或者剩下的垃圾进行高温灭菌，灭菌温度600-800℃，产物备用。
其中的粪便的处理方法为将城市粪便与草类等有机垃圾进行厌气细菌的发酵分解，产物备用。
本发明的技术方案之二垃圾粪便处理后产物的综合利用方法是制备生物肥料。
制备生物肥料的方法是利用生物技术将三种互不拮抗的菌种经斜面培养与一级、二级、三级扩大培养，培养出生产菌种。
所选用的菌种为A、多粘芽孢杆菌(Bacilus Polymysa)菌种特性革兰氏染色阳性，菌体两端钝圆、杆状、有芽孢偏端或中位。
培养特性在肉汤培养基平板上，菌落圆形，由灰白渐变为褐色，边缘整齐，在含糖液体培养基中产酸不产气，液化明胶形成漏斗状，最适宜Ph为7.0-7.5。优选的培养温度为35-37℃。
B、硅酸盐细菌(Silicate Bacteria)菌种特性革兰氏染色阴性、杆状、菌体生厚夹膜，有芽孢，呈椭圆形，位于中央，比菌体粗大。
培养特性在专用平板培养基上，菌落为圆形，微突起，无色透明，表面光滑，粘稠；能水解淀粉，在含氮和无氮培养基上生长。在肉汤中生长微弱，优选的PH7.2-7.4，优选的培养温度为25-30℃。
C、圆褐圆氮菌(Azotobacter chroococum)菌种特性菌体卵状杆菌，革兰氏染色阴性，通常成双，如同“8”字形，能运动，后期产生荚膜。
培养特性在无氮培养基中平板上生长良好，菌落圆形，产褐色素，但在无氮培养基平板上，不产生色素，可利用淀粉，在甘露醇、葡萄糖、蔗糖、糊精中生长良好，最适宜温度28-30℃，最适宜的PH7.0-7.5，好气性。
上述三种菌株是已知菌种，均可从市场上获得。
采用通常的微生物提纯复壮技术，对上述三种菌种均经提纯复壮处理，然后将这些菌种接种到试管中保存留待生产备用。另外，将已提纯复壮的菌种移接到新鲜试管培养基上，采用这三种菌种通常使用的培养基在28-30℃分别培养24小时，表面生长饱满后，菌体已达到对数生长期，可进入摇床培养阶段。然后，在通常使用的培养其基中在28-30℃培养20-30小时，待细菌数达约20亿/毫升，合并接种入一级种子罐，在约30℃培养20-36小时，菌数达18-20亿/毫升，这时进入二级种子罐，进一步扩大培养，其条件与一级培养条件与前面所述条件相同，然后，在二级培养结束之后，进入三级培养，其培养条件与前面所述条件相同，到培养后期，提高温度，促使细菌生长芽孢，镜检菌数达18-20亿/毫升，芽孢达80-100％进入罐，罐储存，可制成农业用液体肥料，也可采用经灭菌的草炭等吸附物质吸附，制成菌种剂和育苗肥。
所述的吸附物质可以是上述的垃圾粪便处理后的产物、草炭、畜、禽等动物粪便，农业生产废料，但是，这些物质必需经灭菌处理杀灭有害细菌与其他微生物。
本发明的生物肥料具体制备方法描述如下整个生产工艺可分为两个阶段第一个阶段按照前述的菌种培养方法制备出生产菌液。
第二个阶段该阶段可分为下述步骤A、有机废物灭菌采用发酵塔进行有机废物的灭菌。将畜、禽等的排泄物用提升装置加到其塔顶层，加入发酵和腐熟菌种，而这些菌种是本技术领域的技术人员熟知的，再加入草炭、锯末，其比例没有严格的限制，但可根据原料的情况进行任意调整，在这些有机废料中还可以加入一些尿素，以便于调节物料的湿度，时行氨化反应，使其达到即灭菌又保留其养分的作用。
或者采用转筒耙式烘干机，将分选后的生活垃圾粪便和工农业废物及自然界可利用的有机废物进行高温灭菌，灭菌温度600-800℃。灭菌后的物料应冷却到室温，可送到下一个处理步骤或堆放储存备用，如颗粒仍很大，还需进行粉碎。
灭菌之后的物料杂菌率应控制在5％以下，经检验无致病菌。
B、有机废物发酵采用阶梯式发酵方法，使用阶梯式发酵塔进行发酵。在每一个阶梯，所述物料发酵24小时，然后物料翻落到下一个阶梯，经一个阶梯一个阶梯发酵，6天之后物料落到发酵塔的底层，再由传送带送到下一个步骤进行加工。
在阶梯式发酵塔下空挡处设置水暖管道。因为有机物料在发酵时可发生各种各样的化学反应和生物反应，伴随发酵过程可释放出一定的热量，释放热量的多少主要取决于物料的组成与发酵进展程度，因此，光依靠所述的这些热量还很难控制或改善发酵过程，这是本发明生物肥料一个很重要的制约因素。为了加快物料熟化程度，缩短发酵时间，提高设备的利用率，可在阶梯式发酵塔下空挡处设置水暖管道，通过调节供水温度，可使发酵温度保持在一个最佳的发酵温度，从而使发酵过程，也对整个生产过程获得最佳的结果。
采用阶梯式发酵塔，可达到能耗低，发酵快、灭菌彻底、操作简单、易于控制、无恶臭，还有利用操作人员工身体健康，不污染环境等。
C、灭菌后的有机物料采用传送装置送入生产车间的冷却塔，将物料冷却到室温，物料冷却之后送入粉碎设备，所述的粉碎设备是肥料工业中通常使用的任何粉碎设备，只是所选择粉碎设备所达到的粒度应满足本发明生物肥料的生产要求就可以，粉碎的物料可送到下一个步骤。
D、将第一个阶段得到的菌液喷洒到上述粉碎的有机物料上，让这些有机物料吸附这些菌液，并让吸附这些菌液的有机物料在混合机中充分混合，所述的混合机是本技术领域中通常使用的混合机。
E、将上述的已吸附菌液的有机物料与微量营养元素肥料、中量与常量营养元素肥料混合，即得到所述的产品。
其产品含有0.15-0.5亿个菌/克，优选地含有0.3-0.5亿个菌/克。
所述的微量营养元素肥料是硼肥，如硼纱、硼酸、硼镁肥等；铜肥，如硫酸铜、硝酸铜等；铁肥，如硫酸亚铁、硫酸亚铁铵等；锰肥，如硫酸锰、氯化锰等；钼肥，如钼酸铵、硫化钼等；锌肥，如硫酸锌、氯化锌等；所述的中量营养元素肥料是钙肥，如硝酸钙、碳酸钙、普通过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥等；镁肥，如硫酸镁、氯化镁、菱镁矿粉等；硫肥，如硫酸铵、硫酸钾、硫酸钾镁等；所述的大量营养元素肥料是氮肥，如尿素、硫酸铵、磷铵等；磷肥，如磷酸二氢钾、磷铵、普通过磷酸铵、重过磷酸钙等；钾肥，如硫酸钾、氯化钾等；还可以根据具体使用情况，选用一些有益的营养元素化合物，如含有钠、氯、硅、钴、硒、碘、铝、钒等的化合物。
所述这些营养元素化合物的配比需根据具体土壤、作物、天气、水份状况进行选择确定，这些都是本技术领域的技术人员力所能及的。
所得到的产品的含水率应控制在适宜于所加入的微生物存活的范围内。
因此，本发明利用了大量的有益微生物，在土壤中加大了有益细菌群体效应来松缓被板结的土壤，利用大量的有机废物给土壤提供了丰富的营养物质，经多年大田试验表明，土壤有机质明显地逐年增加，试验地土壤性状逐年显著地得到改善；利用了有机养份提高了果实品质，还提高了作物的产量，与对照相比，使用本发明的生物肥料，粮食作物产量可提高5-10％；经济作物可提高8-16％；蔬菜与水果可提高20％以上；在棉花、水果、甜菜等作物方面，果实品质改善非常明显。
利用了中微量营养元素，改善了作物生长状况，提高了抗病虫害的能力。
权利要求
1.一种生活垃圾粪便无害化处理并作为再生资源综合利用的方法。其中垃圾的处理步骤为A、高压喷淋；B、第一次人工分选，人工清除瓷器、砖头、石块，回收玻璃、塑料、纸类、布类、铁、铜、铝，用强磁吸出铁类物质；C、清洗机内进行清洗；D、第二次人工分选，除分选第一次分选剩余的物品外，还捡出废旧电池；E、在剩下的垃圾中混入煤粉和沼气在锅炉内进行焚烧，产物炉灰备用或者剩下的垃圾进行高温灭菌，灭菌温度600-800℃，产物备用。其中的粪便的处理方法为将城市粪便与草类等有机垃圾进行厌气细菌的发酵分解，产物备用。
2.一种生物肥料的生产方法，其特征在于该方法是A、多粘芽孢杆菌(Bacillus Polymysa)、硅酸盐细菌(SilicateBacteria)、圆褐固氮菌(Azotobacter Chroococum)经斜面培养与扩大培养，制成芽孢达80-100％，含有18-20亿个菌/毫升的菌液；垃圾粪便处理后的产物、畜或禽排泄物或工农业废物灭菌得到吸附载体，其吸附载体达到杂菌率应控制在5％以下，经检验无致病菌；B、所述的菌液喷洒到吸附载体上，再加入大量营养元素肥料、中量与微量营养元素肥料。
3.根据权利要求2所述方法得到的生物肥料，其特征在于该肥料含有0.15-0.5亿个菌/克。
全文摘要
本发明涉及一种城市生活垃圾粪便的综合利用方法，该方法中垃圾的处理步骤为高压喷淋，第一次人工分选，清洗机内进行清洗，第二次人工分选，剩下的垃圾进行高温灭菌，产物备用，该方法中粪便的处理方法为将城市粪便与草类等有机垃圾进行厌气细菌的发酵分解，产物备用，生物肥料的生产方法是多粘芽孢杆菌(BacillusPolymysa)、硅酸盐细菌(Silicate Bacteria)、圆褐固氮菌(AzotobacterChroococum)经斜面培养与扩大培养，制成芽孢达80－100％，含有18－20亿个菌/毫升的菌液；垃圾粪便处理后的产物、畜或禽排泄物或工农业废物灭菌得到吸附载体，菌液喷洒到吸附载体，再加入微量元素，经混合成为生物肥料。该生物肥料可显著地改善土壤，提高果实品质，提高作物的产量，效果显著。
文档编号C05F9/02GK1727311SQ200410070639
公开日2006年2月1日 申请日期2004年7月27日 优先权日2004年7月27日
发明者李元方, 鲁鹤鸣, 袁田, 张桂英 申请人:北京市绿泉科技发展有限公司