一种复合有机废弃物协同制备生物有机肥的方法与流程

本发明涉及农业废弃物资源化利用，具体是一种复合有机废弃物协同制备生物有机肥的方法。

背景技术：

1、酸水解植物蛋白是一种在全世界广泛应用的食品调味料，酸水解植物蛋白调味液是以含有植物蛋白的花生粕、脱脂大豆、玉米蛋白或小麦蛋白等为原料，经过盐酸水解、碱中和制成的液体鲜味调味品。在酸水解植物蛋白调味液的生产过程中，会产生大量的农业废弃物，比如酸水解植物蛋白残渣、酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭等。

2、高粱壳是高粱加工（如酿酒）后的废弃物，在农产品深加工过程中，从高粱壳中提取天然色素，使得高粱壳“变废为宝”。但是，提取色素后的高粱壳产量也在逐年增加，传统填埋或焚烧方式浪费资源且易造成土壤、水体污染。另外，稻壳、玉米芯是工业提取工段广泛使用的成熟原料，物料完成有效组分提取后会产生大量固体残渣，传统处置模式资源利用率低，易造成固废处理压力。

3、目前，生物有机肥的制备多采用单一废弃物为原料，但这通常会存在养分不均衡、发酵效率低、产品稳定性差等问题，且肥料功能性单一，难以同时满足土壤改良、养分供给、作物促生等需求。如果将上述农业废弃物单独制备生物有机肥，还存在技术难点，比如酸水解植物蛋白残渣直接施用在土壤中易烧根，酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭虽孔隙发达但养分低且残留少量脱色吸附物，高粱壳中的纤维素、木质素含量高，难以被土壤中的微生物降解。

4、另外，生物有机肥的制备多采用一次性发酵，但这通常会存在大分子有机物降解不彻底、病原菌杀灭不充分、腐殖质合成效率低等问题，且发酵周期长，工业化生产难度大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明以酸水解植物蛋白残渣、酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭和提取色素后的谷壳/谷芯为核心原料，制备获得了一种兼具作物促生、养分缓释与土壤改良功能的生物有机肥，实现了农业有机废弃物的高值化、资源化协同利用，适用于工业化生产。

2、本发明技术方案如下：

3、一种复合有机废弃物协同制备生物有机肥的方法，包括如下步骤：以酸水解植物蛋白残渣、酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭和提取色素后的谷壳/谷芯为原料，进行好氧发酵，然后添加包含解淀粉芽胞杆菌解淀粉亚种、胶冻样类芽孢杆菌、米曲霉的复合菌剂，经过后处理得生物有机肥。

4、优选的，所述酸水解植物蛋白残渣为酸水解豆粕残渣、酸水解花生粕残渣或酸水解玉米粕残渣，即酸水解豆粕、花生粕或玉米粕后的剩余残渣。

5、优选的，所述酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭由酸水解植物蛋白调味液脱色工序产生，所述废弃活性炭的亚甲基蓝吸附值≥80mg/g，所述酸水解植物蛋白调味液的ph为4.5~6.0。

6、优选的，所述提取色素后的谷壳/谷芯为提取色素后的高粱壳、提取色素后的稻壳、提取色素后的玉米芯中的一种或多种。

7、优选的，具体包括如下步骤：

8、（1）原料预处理：将酸水解植物蛋白残渣粉碎，烘干；将酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭200~230℃无氧处理120~180min，冷却后粉碎；将提取色素后的谷壳/谷芯粉碎，加入naoh溶液于45~55℃温度下浸泡，浸泡完成后进行过滤、水洗至中性（ph 6.5~7.5），烘干。

9、（2）发酵基质的制备：按重量份计，取预处理后的原料：酸水解植物蛋白残渣25~35份、酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭10~15份、提取色素后的谷壳/谷芯20~25份，继续加入辅料：玉米浆8~12份、糖蜜5~8份；将上述原料、辅料混合，得发酵基质。

10、（3）分段式好氧发酵：通风量控制在每立方米物料0.8~1.2m3/min，发酵基质ph维持在 6.5~7.5，发酵基质堆高1.2~1.5m，依次经历升温阶段、高温腐熟阶段、降温熟化阶段：

11、升温阶段：控制温度为55~60℃，持续3~5d，期间每日翻堆1~3次，每次翻堆后调节物料含水率至50%~60%；

12、高温腐熟阶段：控制温度为65~75℃，持续7~10d，以杀灭病原菌与虫卵，降解大分子有机物；

13、降温熟化阶段：自然降温至40℃以下，持续5~7d，以促进腐殖质合成，期间每1~3d翻堆1次，得发酵物料。

14、（4）复合菌剂定植与陈化：向步骤（3）的发酵物料中添加包含解淀粉芽胞杆菌解淀粉亚种、胶冻样类芽孢杆菌、米曲霉的复合菌剂，混合均匀，陈化8~10d，期间控制温度为25~30℃，含水率为25%~30%；得生物有机肥半成品。

15、（5）后处理：将步骤（4）的生物有机肥半成品粉碎、过筛、造粒，烘干，得生物有机肥成品。

16、优选的，步骤（1）所述酸水解植物蛋白残渣中的粗蛋白含量≥15%（质量百分比），粗纤维含量≤20%（质量百分比）。

17、优选的，步骤（1）所述酸水解植物蛋白残渣粉碎后过30~50目筛，所述废弃活性炭粉碎后过50~70目筛，所述提取色素后的谷壳/谷芯粉碎后过20~40目筛。

18、优选的，步骤（1）所述naoh溶液的浓度为0.08~0.12mol/l。

19、优选的，步骤（2）所述发酵基质的含水率为55%~60%，碳氮比（c/n）为（25~30）：1。

20、优选的，步骤（4）所述复合菌剂的添加量为发酵物料干重的0.2%~0.3%。

21、优选的，步骤（4）所述复合菌剂中，解淀粉芽胞杆菌解淀粉亚种、胶冻样类芽孢杆菌、米曲霉之间的质量比为2：1：1。

22、优选的，步骤（4）所述复合菌剂的活菌数≥2×109cfu/g。

23、优选的，步骤（5）所述过筛为过30~50目筛。

24、优选的，步骤（5）所述造粒后的粒径为2~4mm。

25、优选的，步骤（5）所述烘干的温度为45~50℃。

26、一种生物有机肥，由上述方法制备得到。

27、所述生物有机肥在土壤改良中的应用。

28、所述生物有机肥在提升黄瓜种子发芽指数、作物促生中的应用。

29、有益效果：

30、（1）本发明利用食品加工过程中所产生的农业废弃物——酸水解植物蛋白残渣、酸水解植物蛋白调味液脱色后的废弃活性炭和提取色素后的谷壳/谷芯制备生物有机肥，在实现农业废弃物高值化、资源化协同利用的同时，所制备得到的生物有机肥符合《有机肥料》标准（ny/t 525-2021）和《生物有机肥》标准（ny 884-2012），有机质（烘干基）含量达52.8%、总养分（n+p2o5+k2o）含量达6.50%、发芽指数为98%，其中具有多孔吸附性的活性炭的存在还能够实现肥料的养分缓释，制备得到的生物有机肥兼具有作物促生、养分缓释与土壤改良等功能，突破了普通有机肥单一养分供给的属性。本发明生物有机肥可显著提升黄瓜种子发芽指数，腐熟充分，无植物毒性，利于作物出苗安全。

31、（2）本发明首先针对废弃活性炭进行高温无氧预处理，有效降解残留吸附物，提升原料安全性，针对提取色素后的谷壳/谷芯进行碱解（碱解是为了快速降解木质纤维素，加速腐熟；同时可降低蛔虫卵、粪大肠菌群的风险）；然后采用分段式好氧发酵工艺，将发酵周期缩短至18~23d，较常规一次性发酵缩短30%以上；最后采用解淀粉芽胞杆菌解淀粉亚种、胶冻样类芽孢杆菌、米曲霉对发酵物料进行处理，实现了生物有机肥的成功制备。本发明整体工艺步骤简单，制备过程无废水、废气排放，符合绿色环保理念，适用于工业化生产。

32、（3）本发明所采用的原料均为低成本的农业废弃物，每吨原料可制备0.8~0.9吨生物有机肥产品，彻底解决了农业废弃物传统填埋/焚烧的资源浪费与环境污染问题，并创造了优异的经济价值。本发明的制备工艺可直接应用于食品加工或农产品深加工企业的废弃物处理车间，实现就地资源化转化，兼具环保与经济效益。