[发明专利]一种有机肥复合菌发酵剂及其专用设备和在有机肥快熟前发酵中的应用

说明书

本发明涉及有机肥发酵领域，特别是指一种有机肥复合菌发酵剂及其专用设备和在有机肥快熟前发酵中的应用。所述复合菌发酵剂包括A混合菌和B混合菌，其中A混合菌包括戊糖片球菌、粉状毕赤酵母和高温酵母菌，B混合菌包括地衣芽孢菌、苍白芽孢菌和侧孢芽孢菌。快熟前发酵设备，包括发酵罐、热源综合利用单元、除臭降温净化单元、废水综合利用单元、冷却系统和温控系统；本申请通过对发酵过程湿度、温度、溶解氧等有效调控，配合高效腐熟微生物，大大提升有机肥腐熟微生物的生长和代谢，从而加快有机物料的物理破碎和生化降解，大大缩短有物料无害化处理和有机物料分解矿化过程。

技术领域

本发明涉及有机肥发酵领域，特别是指一种有机肥复合菌发酵剂及其专用设备和在有机肥快熟前发酵中的应用。

背景技术

我国对有机肥料的大规模商品化生产有近20年的历史。这近20年来，有机肥料的生产技术及装备较之更早之前有了质的飞跃。目前我国有机肥料发酵的条垛式工艺、槽式工艺及密闭发酵塔工艺目渐成熟，成为有肥料生产的3大主流工艺。生产周期一般在1.5-2个月以上，生产时间较长，占地面积大，更为重要的是有机肥发酵过程是一个多种微生物混合生长、代谢的过程，开放式生产过程由于受设备、场地的条件限制，对发酵过程中温度、湿度、通风、搅拌等发酵工艺参数难以有效调控，从而在发酵腐熟过程中也难以实现对腐熟微生物的生物量及不同发酵阶段优势微生物种类调控，也不能很好地对关键微生物目标代谢物的释放、有机物料的预处理进行调控，使得有机肥前发酵阶段的时间大大延长，影响最终有机肥的产品质量，不能满足农业生产上化肥有机替代、减施增效、提升农产品品质和改良土壤的需要。而且开放式设施设备的设计特点和工艺过程也难以保证对病害微生物、病虫卵及恶臭气等进行有效控制，从而对有机肥生产场地及周边环境产生严重的污染。专利CN201810005638.2 公开了适用于动物粪便、植物秸秆和菌渣 发酵时使用，尤其适用于菌渣发酵的有机肥发酵的发酵助剂，用于提高有机肥的有机质和腐殖质，增强有机肥的固氮能力和磷的水融性，促进植物吸收。通过菌剂和助剂的配合将有机肥的发酵时间缩短至30天左右。

有机肥生产过程在微生态层面上是一个多种微生物在空间和时间上混合生长，协同作用的固体发酵过程。好氧微生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程，将一部分有机物分解氧化成简单的无机物，从中获得微生物新陈代谢所需要的能量，同时将一部分的有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体的过程。同时，在微生物及其代谢物的推动下，有机物料尤其是木质素等难降解物质的被催化降解矿化，然后在适宜条件和合适的生物酶作用下，又合成成腐殖质等一些生物稳定物质。发酵的结果是有机物向稳定化程度较高的腐殖质方向转化，因此有机肥发酵腐熟过程的根本是一个微生物学过程。

大致分为三个阶段，每个阶段都有其独特的的微生物类群：

1、产热阶段(中温阶段，升温阶段)

为营养和发酵初期(通常在1-5天)，肥堆中嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作能量来源，迅速增殖，并释放出热能，使肥堆温度不断上升。此阶段温度在室温至45℃范围内，微生物以中温、需氧型为主，通常是一些无芽胞细菌。微生物类型较多，主要是细菌、真菌和放线菌。其中细菌主要利用水溶性单糖等，放线菌和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。

2、高温阶段

当肥堆温度上升到45℃以上时，即进入高温阶段。通常从堆积发酵开始，只须2-3天时间肥堆温度便能迅速地升高到55℃，1周内堆温可达到最高值(最高温可达80℃)。嗜温性微生物受到抑制，嗜热性微生物逐渐取而代之。除前一阶段残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化外，半纤维素、纤维素、蛋白质等复杂有机物也开始强烈分解。在50℃左右进行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌；温度上升到60℃时，真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性放线菌和细菌活动;温度上升到70℃以上时，大多数嗜热性微生物已不适宜，微生物大量死亡或进入休眠状态。此时，产生的热量减少，堆温自动下降。当堆温降至70℃以下时，处于休眠状态的嗜热性微生物又重新活动，继续分解难分解的有机物，热量又增加，堆温就处于一个自然调节的、延续较久的高温期。