一種利用微生物細胞廢液制備菌肽有機肥的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用微生物細胞廢液制備菌肽有機肥的方法，該方法包括如下步驟：（1）水解；（2）固液分離；（3）純化除雜；（4）生化降解；（5）組分調節。本發明方法直接利用自然界存在和工業生產中產生的含微生物細胞的廢水和固體廢棄物為原料，利用理化作用和生化反應綜合使用的方式，完成提取、脫毒等，使之成為一種有效的有機肥料原料，并同時實現了環境保護和廢棄物資源化處理的目標。
【專利說明】一種利用微生物細胞廢液制備菌肽有機肥的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種有機肥的制備方法，特別涉及一種利用各種微生物細胞廢液(包括青霉素或頭孢菌素發酵廢液、富營養化湖泊藍綠藻、城市污水處理廠處理生活污水過程中產生的活性污泥中的一種或兩種以上)制作菌肽有機肥的方法。
【背景技術】
[0002]在我國，多年來由于長期施用化學肥料，有機肥不足，各類養分比例失調，致使農田生態環境、土壤理化性狀和土壤微生物區系受到不同程度的破壞，在一定程度上影響了農產品的安全。美國等西方國家有機肥料已接近肥料總用量的50%，而我國雖然有機肥生產呈連年上升趨勢，但目前的使用率仍然僅不足10%。傳統有機肥主要有人畜的糞便和從自然界開采的腐植酸兩大類，其中人畜糞便因其環境問題已經越來越少被工業化肥料生產所使用，而自然界開采的腐植酸礦藏又受到自然資源儲量的嚴格限制，因此如何利用現有資源，大量生產安全、可靠、高效的有機肥料，是我國有機肥料生產領域的一項重要課題。 [0003]微生物細胞的主要物質成分為蛋白質，其含量一般占干物質的70%以上，經過理化作用和生化反應處理后，很容易得到具有很強營養性能和生物活性的小分子蛋白質類物質，即菌肽(包含多肽和游離氨基酸殘基)，這些物質可以直接被植物和土壤系統吸收利用，提高作物的品質和土地的肥力。
[0004]一直以來，微生物來源的有機活性物質均需要涉及到前期微生物發酵培養等復雜的工藝過程，造成加工制造困難，生產成本高昂等問題。然而本發明方法直接利用自然界存在和工業生產中產生的含微生物細胞的廢水和固體廢棄物為原料，利用理化作用和生化反應綜合使用的方式，完成提取、脫毒等，使之成為一種有效的有機肥料原料，并同時實現了環境保護和廢棄物資源化處理的目標。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種利用各種微生物細胞廢液(所述微生物細胞廢液為:青霉素或頭孢菌素發酵廢液、富營養化湖泊藍綠藻或城市污水處理廠處理生活污水過程中產生的活性污泥中的一種或兩種以上)制作菌肽有機肥的方法，該方法包括如下步驟:
[0006]( I)水解
[0007]I).將微生物細胞廢液加水調節至混合物含水率80%_90% ；
[0008]2).向加水后混合物中加入生石灰，攪拌均勻；或向加水后混合物中加入濃硫酸，攪拌均勻；
[0009]3).在108°C _130°C溫度下進行水解反應，時間為0.5-4小時；
[0010](2)固液分離
[0011]使用離心或者壓濾的方式進行固液分離，取溶液部分待用；
[0012](3)純化除雜
[0013]利用納濾膜過濾方式去除一價鹽離子，然后再采用離子交換方式去除二價鹽離子；或者使用電滲析的方式去除全部鹽離子；
[0014](4)生化降解
[0015]添加木瓜蛋白酶和溶菌酶進行降解反應，反應溫度為30_50°C，時間為4-10小時；
[0016](5)組分調節
[0017]按照國家對有機水溶肥料的分型標準成分要求，添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調節其氮磷鉀含量即可。
[0018]優選地，所述水解反應中生石灰的加入量為加水后混合物中干基有機質含量(質量)的15%-28%。所述濃硫酸的加入量為加水后混合物中干基有機質含量(質量)的8%-15%。
[0019]優選地，所述生化降解步驟木瓜蛋白酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.5-1.5%，溶菌酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.2-2%。
[0020]優選地，所述離心選取5000-12000轉/分鐘轉速，離心20_40min ;所述壓濾選用0.2-0.8MPa壓力直至液體停止流出為止，一般為0.5-2小時。
[0021]優選地，所述步驟(5)為:添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調節其氮磷鉀總量達200g/L 。
[0022]本發明所具有的有益效果:
[0023]I).本發明是一種微生物細胞廢棄物處理的新方法，克服了現有處理技術(堆肥、干化焚燒等)成本高、占地面積大的缺點，并且在廢棄物處理的同時獲得資源化產品，安全高效、環境友好。
[0024]2).本發明是一種純有機肥料的制造方法，符合世界各國對有機肥料的要求，有機質含量高，營養成分充足。
[0025]3).本發明中間產物菌肽，具有良好的土壤調理和植物根系營養效果，以菌體細胞廢棄物作為原料生產菌肽，進一步開發成為純有機肥料產品，是一項全新的方法。
【具體實施方式】
[0026]下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但不限定本發明的保護范圍。
[0027]實施例1
[0028]一種菌肽有機肥的制備方法，包括如下步驟:
[0029]某城鎮污水處理廠的活性污泥，加水調節至混合物含水率83% ;加入生石灰，生石灰的加入量為加水后混合物中干基有機質含量(質量)的20%，在128°C條件下，水解40分鐘，并使用0.6Mpa壓力進行板框壓濾60分鐘后收集濾液，經過納濾膜過濾和離子交換樹脂進行純化除雜后，添加木瓜蛋白酶和溶菌酶進行生物降解，木瓜蛋白酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.8%，溶菌酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.5%，在35°C下降解5小時，最后得到濾液中菌肽含量為78g/L。取上述菌肽溶液，加醋酸調節PH至7，加腐植酸鉀、骨粉調節至氮磷鉀總量達200g/L，充分攪拌溶解后得到該菌肽有機肥。
[0030]實施例2
[0031]使用實施例1中所制成的菌肽有機肥進行盆栽試驗，試驗分為A、B、C、D四組每組四盆，A組為大豆蛋白液組，B組為實施例1中的菌肽有機肥組，C組為普通復合肥組，D組為空白組，底肥為每盆15粒煮熟的大豆。種植類別有青菜V-1、油菜V-2、大蔥V-3、散蔥V-4和櫻桃小蘿卜V-5五個類別，在蔬菜發芽生長到5個真葉時候開始施肥，10天/次，共施肥4次，期間統計蔬菜的高度和冠幅，最后一次施肥10天后收獲蔬菜，稱重并檢測其中的葉綠素、維生素含量。
[0032]表1.蔬采聞度、誕幅統計
[0033]
【權利要求】
1.一種利用各種微生物細胞廢液制作菌肽有機肥的方法，該方法包括如下步驟:所述微生物細胞廢液為:青霉素或頭孢菌素發酵廢液、富營養化湖泊藍綠藻或城市污水處理廠處理生活污水過程中產生的活性污泥中的一種或兩種以上；(1)水解1).將微生物細胞廢液加水調節至混合物含水率80%-90%；2).向加水后混合物中加入生石灰，攪拌均勻；或向加水后混合物中加入濃硫酸，攪拌均勻；3).在108°C_130°C溫度下進行水解反應，時間為0.5-4小時；(2)固液分離使用離心或者壓濾的方式進行固液分離，取溶液部分待用；(3)純化除雜 利用納濾膜過濾方式去除一價鹽離子，然后再采用離子交換方式去除二價鹽離子；或者使用電滲析的方式去除全部鹽離子；(4)生化降解添加木瓜蛋白酶和溶菌酶進行降解反應，反應溫度為30-50°C，時間為4-10小時；(5)組分調節按照國家對有機水溶肥料的分型標準成分要求，添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調節其氮磷鉀含量即可。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述水解反應中生石灰的加入量為加水后混合物中干基有機質含量(質量)的15%-28%;所述濃硫酸的加入量為加水后混合物中干基有機質含量(質量)的8%-15%。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于:所述生化降解步驟木瓜蛋白酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.5-1.5%，溶菌酶的添加量為純化除雜后的液體干基含量(重量)的0.2_2%。
4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于:所述離心選取5000-12000轉/分鐘轉速，離心20-40min ;所述壓濾選用0.2-0.8MPa壓力直至液體停止流出為止，一般為0.5-2小時。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于:所述步驟(5)為:添加黃腐酸鉀、腐植酸鉀、磷礦粉或骨粉材料中的一種或兩種以上，調節其氮磷鉀總量達200g/L。
【文檔編號】C05G1/00GK103435389SQ201310307586
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月22日 優先權日:2013年7月22日
【發明者】左健, 劉成林 申請人:天津市裕川環境科技有限公司