申請日2014.02.28

　　公開(公告)日2016.06.01

　　IPC分類號C05F7/00; C05F11/08

　　摘要

　　本發(fā)明屬于生物技術領域，具體涉及一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法。本發(fā)明針對夏季蔬菜生長有害菌多，易病害的問題，將城市污泥加熱到60-65℃，有效的除去了污泥中含有的一些病菌，之后再向發(fā)酵完成后的基質(zhì)中加入輔助劑，能夠抑制有害菌，促進夏季生蔬菜的生長。且本發(fā)明的輔助劑對環(huán)境無污染，無毒害。本發(fā)明通過向城市污泥中加入醋酸和腐爛的柑橘，之后再用超聲波處理，有效的除去了城市污泥中的重金屬，為蔬菜的安全食用提供保障。且本發(fā)明使用腐爛后的柑橘，起到了變廢為寶的效果，在去除重金屬的同時，解決了柑橘腐爛后污染環(huán)境的問題。添加有大豆提取物的發(fā)酵劑進行發(fā)酵，提高了發(fā)酵基質(zhì)對發(fā)酵劑的吸收利用。

　　權利要求書

　　1.一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟一、向城市污泥中加入摩爾濃度為0.7mol/L的醋酸和腐爛的柑橘，攪拌均勻后用頻率為20kHz的超聲波處理25min，風干后制得基質(zhì)Ⅰ，每升城市污泥中加入的醋酸和腐爛的柑橘的質(zhì)量分別為32g、34g;

　　步驟二、將基質(zhì)Ⅰ放入烘箱中加熱，直至基質(zhì)Ⅰ的溫度為60-65℃;

　　步驟三、將玉米秸稈和加熱后的基質(zhì)Ⅰ粉碎，并分別用孔徑為1-2mm的篩網(wǎng)過濾，將過濾后的玉米秸稈和基質(zhì)Ⅰ按照4:1的質(zhì)量比混合，攪拌均勻后制得基質(zhì)Ⅱ，備用;

　　步驟四、向基質(zhì)Ⅱ中加水，使基質(zhì)Ⅱ中水的質(zhì)量百分比濃度為68-72%，之后向基質(zhì)Ⅱ中加入微生物發(fā)酵劑，且基質(zhì)Ⅱ與微生物發(fā)酵劑的比為5:1，其中混合基質(zhì)Ⅱ的單位為m3，微生物發(fā)酵劑的單位為kg，攪拌均勻后制得基質(zhì)Ⅲ，將基質(zhì)Ⅲ放入溫度為30℃的環(huán)境中，備用;

　　所述微生物發(fā)酵劑由大豆提取物、枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌、綠色木霉、乳酸乳球菌、放線菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、稻黃桿菌、酵母菌、圓褐固氮菌、纖維素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制備微生物發(fā)酵劑所需的各原料重量份數(shù)分別為大豆提取物20-25份，枯草芽孢桿菌1-2份、硅酸鹽細菌3-4份、綠色木霉2-4份、乳酸乳球菌8-12份、放線菌2-4份、膠質(zhì)芽孢桿菌1-2份、稻黃桿菌2份、酵母菌3-6份、圓褐固氮菌10-13份、纖維素酶8-12份、蛋白酶8-12份和磷酸化酶5-6份;

　　步驟五、將基質(zhì)Ⅲ轉(zhuǎn)入發(fā)酵室內(nèi)25天后取出，制得基質(zhì)Ⅳ;

　　步驟六、將基質(zhì)Ⅳ粉碎并加入輔助劑，即得到夏季生蔬菜基質(zhì)，所述輔助劑由百步、蛇床子、牡丹根、樟樹皮、月桂氮草酮和水制成，制備輔助劑所需各原料的重量份數(shù)分別為百步10-20份、蛇床子10-12份、牡丹根30-40份、樟樹皮15-18份、月桂氮草酮3-4份、水900-1000份;

　　所述步驟四中微生物發(fā)酵劑的制備方法包括以下步驟：

　　步驟(一)、大豆提取物的制備

　　(1)、將大豆洗凈后晾干、粉碎，之后用直徑為1mm的篩網(wǎng)過濾，制得大豆粉，備用;

　　(2)、將大豆粉加入pH為5.2、摩爾濃度為0.05mol/L的磷酸鹽緩沖液中，攪拌均勻后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉對應的磷酸鹽緩沖液體積為10mL;

　　(3)、將步驟(2)制得的混合液Ⅰ放入轉(zhuǎn)速為6000r/min的離心機中離心30min，之后將沉淀溶于pH為6.5、摩爾濃度為0.05mol/L的磷酸鹽緩沖液中，然后轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速為4000r/min的離心機中離心15min，收集上清液，制得大豆提取物，備用;

　　步驟(二)、按照上述制備微生物發(fā)酵劑所需的各原料稱取各組分;

　　步驟(三)、將枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌、綠色木霉、乳酸乳球菌、放線菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、稻黃桿菌、酵母菌、圓褐固氮菌攪拌均勻后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纖維素酶，制得復合液;

　　步驟(四)、將大豆提取物放入頻率為20kHz的超聲波中處理20min，且每處理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步驟(三)制得的復合液，攪拌均勻即可。

　　2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法，其特征在于：發(fā)酵的1-10天發(fā)酵室內(nèi)通風強度為40L/min·m3，16-25天發(fā)酵室內(nèi)通風強度為20L/min·m3。

　　說明書

　　一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于生物技術領域，具體涉及一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法。

　　背景技術

　　城市污水廠脫水污泥是城市污水廠處理廢水所產(chǎn)生的固態(tài)廢棄物。隨著我國在建污水廠數(shù)目的增加，污泥產(chǎn)量仍會增加。城市污泥中含大量有機質(zhì)及N、P和K等植物所需營養(yǎng)元素，堆肥處理后用作蔬菜基質(zhì)是實現(xiàn)此類固體廢棄物減量化，無害化和資源化的有效途徑。

　　但是城市污泥中含有重金屬，在夏季蔬菜易感染病蟲害。且通常采用強制通風好氧靜態(tài)堆肥法可以實現(xiàn)，但其中一次發(fā)酵基本需要30天時間，對于處理數(shù)量巨大的此類廢棄物存在發(fā)酵時間長、發(fā)酵不徹底的缺點，因此針對這一問題探索一條經(jīng)濟、有效的快速腐熟處理方法，為城市脫水污泥快速腐熟后作為夏季蔬菜的生長基質(zhì)提供理論和技術支持迫在眉睫。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中的空白，提供一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法，不僅有效解決了城市污泥的問題，而且為夏季蔬菜的生長提供了一種高效的營養(yǎng)基質(zhì)。

　　本發(fā)明所采用的技術方案是：一種利用城市污泥制備夏季生蔬菜基質(zhì)的方法，包括以下步驟：

　　步驟一、向城市污泥中加入摩爾濃度為0.7mol/L的醋酸和腐爛的柑橘，攪拌均勻后用頻率為20kHz的超聲波處理25min，風干后制得基質(zhì)Ⅰ，每升城市污泥中加入的醋酸和腐爛的柑橘的質(zhì)量分別為32g、34g;

　　步驟二、將基質(zhì)Ⅰ放入烘箱中加熱，直至基質(zhì)Ⅰ的溫度為60-65℃;

　　步驟三、將玉米秸稈和加熱后的基質(zhì)Ⅰ粉碎，并分別用孔徑為1-2mm的篩網(wǎng)過濾，將過濾后的玉米秸稈和基質(zhì)Ⅰ按照4:1的質(zhì)量比混合，攪拌均勻后制得基質(zhì)Ⅱ，備用;

　　步驟四、向基質(zhì)Ⅱ中加水，使基質(zhì)Ⅱ中水的質(zhì)量百分比濃度為68-72%，之后向基質(zhì)Ⅱ中加入微生物發(fā)酵劑，且基質(zhì)Ⅱ與微生物發(fā)酵劑的比為5:1，其中混合基質(zhì)Ⅰ的單位為m3，微生物發(fā)酵劑的單位為kg，攪拌均勻后制得基質(zhì)Ⅲ，將基質(zhì)Ⅲ放入溫度為30℃的環(huán)境中，備用;

　　所述微生物發(fā)酵劑由大豆提取物、枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌、綠色木霉、乳酸乳球菌、放線菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、稻黃桿菌、酵母菌、圓褐固氮菌、纖維素酶、蛋白酶和磷酸化酶制成，且制備微生物發(fā)酵劑所需的各原料重量份數(shù)分別為大豆提取物20-25份，枯草芽孢桿菌1-2份、硅酸鹽細菌3-4份、綠色木霉2-4份、乳酸乳球菌8-12份、放線菌2-4份、膠質(zhì)芽孢桿菌1-2份、稻黃桿菌2份、酵母菌3-6份、圓褐固氮菌10-13份、纖維素酶8-12份、蛋白酶8-12份和磷酸化酶5-6份;

　　步驟五、將基質(zhì)Ⅲ轉(zhuǎn)入發(fā)酵室內(nèi)25天后取出，制得基質(zhì)Ⅳ，發(fā)酵的1-10天發(fā)酵室內(nèi)通風強度為40L/min·m3，16-25天發(fā)酵室內(nèi)通風強度為20L/min·m3;

　　步驟六、將基質(zhì)Ⅳ粉碎并加入輔助劑，即得到夏季生蔬菜基質(zhì)，所述輔助劑由百步、蛇床子、牡丹根、樟樹皮、月桂氮草酮和水制成，制備輔助劑所需各原料的重量份數(shù)分別為百步10-20份、蛇床子10-12份、牡丹根30-40份、樟樹皮15-18份、月桂氮草酮3-4份、水900-1000份。

　　步驟四所述微生物發(fā)酵劑的制備方法包括以下步驟：

　　步驟一、大豆提取物的制備

　　(1)、將大豆洗凈后晾干、粉碎，之后用直徑為1mm的篩網(wǎng)過濾，制得大豆粉，備用;

　　(2)、將大豆粉加入pH為5.2、摩爾濃度為0.05mol/L的磷酸鹽緩沖液中，攪拌均勻后制得混合液Ⅰ，每克大豆粉對應的磷酸鹽緩沖液體積為10mL;

　　(3)、將步驟(2)制得的混合液Ⅰ放入轉(zhuǎn)速為6000r/min的離心機中離心30min，之后將沉淀溶于pH為6.5、摩爾濃度為0.05mol/L的磷酸鹽緩沖液中，然后轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)速為4000r/min的離心機中離心15min，收集上清液，制得大豆提取物，備用;

　　步驟二、按照所述各組分的重量份數(shù)稱取各組分;

　　步驟三、將枯草芽孢桿菌、硅酸鹽細菌、綠色木霉、乳酸乳球菌、放線菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、稻黃桿菌、酵母菌、圓褐固氮菌攪拌均勻后，逐步加入蛋白酶、磷酸化酶和纖維素酶，制得復合液;

　　步驟四、將大豆提取物放入頻率為20kHz的超聲波中處理20min，且每處理3min停止15s，之后向大豆提取物中加入步驟三制得的復合液，攪拌均勻即可。

　　本發(fā)明中的枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)菌種保藏號為CICC20632;綠色木霉(Trichodermaviride)菌種保藏號為CICC40202;乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)菌種保藏號為CICC23610;放線菌(Dactylosporangiumsp.)菌種保藏號為ACCC40661;圓褐固氮菌(Azotobacterchrooccum)菌種保藏號為ACCC10098;膠質(zhì)芽孢桿菌(Bacillusmucilaginosus)菌種保藏號為ACCC02983;稻黃桿菌(Flavobacteriumoryzae)菌種保藏號為CGMCC1.1585;酵母菌(Saccharomycessp.)菌種保藏號為CCTCCAY91003;以上菌種均購自北京北納創(chuàng)聯(lián)生物技術研究院。

　　有益效果

　　一、本發(fā)明針對夏季蔬菜生長有害菌多，易病害的問題，將城市污泥加熱到60-65℃，有效的除去了污泥中含有的一些病菌，之后再向發(fā)酵完成后的基質(zhì)中加入輔助劑，能夠抑制有害菌，促進夏季生蔬菜的生長。且本發(fā)明的輔助劑對環(huán)境無污染，無毒害。

　　二、本發(fā)明通過向城市污泥中加入醋酸和腐爛的柑橘，之后再用超聲波處理，有效的除去了城市污泥中的重金屬，為蔬菜的安全食用提供保障。且本發(fā)明使用腐爛后的柑橘，起到了變廢為寶的效果，在去除重金屬的同時，解決了柑橘腐爛后污染環(huán)境的問題。

　　三、本發(fā)明通過采取添加有大豆提取物的發(fā)酵劑進行發(fā)酵，大大降低了小麥秸稈和城市污泥發(fā)酵的升溫和發(fā)酵時間，提高了發(fā)酵基質(zhì)對發(fā)酵劑的吸收利用，豐富了發(fā)酵后的營養(yǎng)成分，同時也提高了工作效率。

　　四、本發(fā)明中的大豆提取物先用超聲波處理再與復合液混合，使得復合液中的成分與大豆提取物融合均勻，提高了城市污泥和秸稈對發(fā)酵劑的吸收利用率，使得城市污泥和秸稈發(fā)酵更徹底。此外，本發(fā)明在用超聲波處理時間歇停頓，避免了超聲波對大豆提取物內(nèi)成分的損傷。

　　五、本發(fā)明的制備工藝簡單，通過與多種微生物、酶結合使用，能夠分解出城市污泥的多種營養(yǎng)物質(zhì)，取得了變廢為寶的效果，利于城市美化的同時，為植物的生長提供了營養(yǎng)基質(zhì)。