一种动物粪便转化液态有机肥的工艺的制作方法

本发明属于有机肥加工，涉及一种动物粪便转化液态有机肥的工艺。

背景技术：

1、鸡粪是规模化蛋鸡养殖中最主要的固体废弃物，将鸡粪通过发酵转化为液态有机肥，是实现其资源化利用的重要途径之一。但是，蛋鸡饲料中为满足产蛋需求而大量添加的石粉（主要成分为碳酸钙），导致鸡粪中内源性钙含量高；在发酵过程中，由于微生物代谢，发酵液ph波动大，使得碳酸钙部分溶出释放出高活性游离钙离子，这些钙离子与液相中的水溶性磷酸根发生不可逆沉淀反应，生成植物难以吸收利用的稳定态磷酸钙盐；最终导致液态有机肥产品中有效磷（水溶性磷）含量大幅下降，出现水溶性磷退化的问题。此外，鸡粪发酵过程中还出现氮素损失和恶臭的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供了一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，解决了鸡粪制备液态有机肥的发酵过程中，出现水溶性磷退化、氮素损失和恶臭的问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，包括以下步骤：

4、s1、将鲜鸡粪与ph 5.0~6.0的柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液按质量比1：1.5~2.5混合，打浆15~30分钟，得到浆化液；

5、s2、向浆化液中加入废糖蜜调节碳氮比至20~25：1，接种厌氧发酵菌剂，并加入浆化液质量1.0~2.0%的尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石，在30~37℃下厌氧发酵48~72小时；

6、s3、厌氧发酵结束后，接种好氧发酵菌剂，并加入浆化液质量0.5~2.0%的羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物，在28~33℃、溶解氧1.5~2.5 mg/l条件下好氧发酵24~36小时；

7、s4、好氧发酵结束后，在25~30℃下密封陈化24~36小时，过80~120目筛，得到鸡粪源液态有机肥。

8、进一步地，所述尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石通过以下方法制备得到：将凹凸棒石加入含3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，70~80℃回流反应4~8小时，得到氨基化凹凸棒石；将氨基化凹凸棒石与分子量600~1800 da的聚乙烯亚胺在戊二醛交联下反应，得到多氨基化凹凸棒石；将多氨基化凹凸棒石加入戊二醛溶液中搅拌活化，活化后，过滤，水洗至无游离戊二醛，得到活化载体；活化载体分散于ph 6.8缓冲液中，加入尿酸氧化酶和脲酶，在4~10℃下反应12~18小时，离心、洗涤、冷冻干燥，得到尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石。

9、进一步地，聚乙烯亚胺的加入量为氨基化凹凸棒石质量的9~11%。

10、进一步地，所述羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物通过以下方法制备得到：

11、a、从啤酒废酵母中提取β-葡聚糖，在异丙醇水溶液中与一氯乙酸进行羧甲基化反应，得到羧甲基-β-葡聚糖；

12、b、将羧甲基-β-葡聚糖与三聚磷酸钠、磷酸在120~140℃下干法热酯化接枝反应2~4小时，得到羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物。

13、进一步地，步骤a中β-葡聚糖与一氯乙酸的质量比为1：0.5~1.2，反应温度50~60℃，反应时间3~5小时；步骤b中，羧甲基-β-葡聚糖、三聚磷酸钠与磷酸的质量比为1：0.3~0.8：0.05~0.15。

14、进一步地，步骤s2中厌氧发酵菌剂为产朊假丝酵母与粪肠球菌的复合菌液，产朊假丝酵母与粪肠球菌的活菌数比1：0.8~1.2。

15、进一步地，步骤s3中所述好氧发酵菌剂为枯草芽孢杆菌与细黄链霉菌的复合菌液，枯草芽孢杆菌与细黄链霉菌的活菌数比1：0.5~1。

16、进一步地，步骤s1中所述柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液的浓度为0.05~0.2 mol/l，柠檬酸与磷酸氢二钠的摩尔比为1：1~2。

17、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

18、1.本发明一种动物粪便转化液态有机肥的工艺将羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物作为磷素保护剂，在好氧阶段引入羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物，钙离子与β-葡聚糖骨架上的羧基配位，分子链折叠卷曲，触发聚合物构象转变，构象转变后聚磷酸盐侧链紧密排列后，形成高密度负电荷屏障，与游离磷酸根产生排斥，并吸附钙离子，实现钙离子与游离磷酸根的分离，相较于现有不添加羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物的发酵工艺，可提高有机肥中水溶性磷含量；所述羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物及其与钙离子形成的聚电解质复合微区，在发酵液中以水分散体态存在，过80～120目筛后保留于液相成品中，在液相正常存储过程中，不会释放钙离子也不会产生磷酸根沉淀物；施入土壤后，在土壤离子竞争环境与磷酸酶作用下逐步解离，侧链聚磷酸盐自身水解为正磷酸盐，提供缓效磷补给；

19、2.本发明在厌氧发酵阶段，引入尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石，尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石将鸡粪中尿酸平缓转化为铵离子，消除好氧阶段氨氮的爆发式释放；另外，对发酵体系中来源于饲料添加剂的金属离子（如cu2+、zn2+）具有一定的配位吸附能力，可将部分金属阳离子固定至固相表面，从而减少其对后续羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物的竞争性配位占用，间接保障羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物的钙响应保护效果；同时，重金属被锚定于不溶固相也有助于降低液态有机肥成品中游离态重金属的含量。

1.一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：所述尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石通过以下方法制备得到：将凹凸棒石加入含3-氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中，70~80℃回流反应4~8小时，得到氨基化凹凸棒石；将氨基化凹凸棒石与分子量600~1800 da的聚乙烯亚胺在戊二醛交联下反应，得到多氨基化凹凸棒石；将多氨基化凹凸棒石加入戊二醛溶液中搅拌活化，活化后，过滤，水洗至无游离戊二醛，得到活化载体；活化载体分散于ph 6.8缓冲液中，加入尿酸氧化酶和脲酶，在4~10℃下反应12~18小时，离心、洗涤、冷冻干燥，得到尿酸氧化酶-脲酶共固定化多氨基凹凸棒石。

3.根据权利要求2所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：聚乙烯亚胺的加入量为氨基化凹凸棒石质量的9~11%。

4.根据权利要求1所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：所述羧甲基-β-葡聚糖接枝聚磷酸盐共聚物通过以下方法制备得到：

5.根据权利要求4所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：步骤a中β-葡聚糖与一氯乙酸的质量比为1：0.5~1.2，反应温度50~60℃，反应时间3~5小时；步骤b中，羧甲基-β-葡聚糖、三聚磷酸钠与磷酸的质量比为1：0.3~0.8：0.05~0.15。

6.根据权利要求1所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：步骤s2中厌氧发酵菌剂为产朊假丝酵母与粪肠球菌的复合菌液，产朊假丝酵母与粪肠球菌的活菌数比1：0.8~1.2。

7.根据权利要求1所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：步骤s3中所述好氧发酵菌剂为枯草芽孢杆菌与细黄链霉菌的复合菌液，枯草芽孢杆菌与细黄链霉菌的活菌数比1：0.5~1。

8.根据权利要求1所述的一种动物粪便转化液态有机肥的工艺，其特征在于：步骤s1中所述柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液的浓度为0.05~0.2 mol/l，柠檬酸与磷酸氢二钠的摩尔比为1：1~2。