专利名称：一种堆肥有机原料中有机污染物生物清消二步法的制作方法我国施用有机肥料有着悠久的历史和丰富的经验，在世界农业生产发展历程较长时间内也一直处于领先地位。据2005年公布的统计数据，我国畜禽粪便资源量约20. 4亿吨，堆怄肥资源约20. 2亿吨，秸杆类资源约7亿吨，饼肥资源2000多万吨，緑肥约I亿多吨，这些有机肥料资源含有大量的氮磷钾及中微量元素，总养分(折纯量)约7000万吨，是2003年全国化肥施用总量4412万吨(纯养分)的I. 56倍。 有机肥在现代农业中已经发生质的变化。在某些规模化畜禽场里，畜禽粪便甚至成为了有毒成分集中的“毒品”库。调查表明，我国每年约有6000吨抗生素用于畜禽饲料，占全球抗生素饲料添加剂使用量的50%，其中四环素类使用量最大，通常有40% 90%以原药的形式随粪尿排泄，2005年张树清等对7省市规模养殖场粪便的分析表明，猪粪中土霉素平均含量达9. 09mg/kg,最高达134. 75mg/kg,四环素平均含量达5. 22mg/kg,最高达78. 57mg/kg，金霉素平均含量达3. 57mg/kg，最高达121. 78mg/kg。而猪粪、鸡粪等禽畜废物作为有机肥广泛应用于农业生产，成为了土壤环境中抗生素的主要来源之一。国外众多研究表明，土壤中抗生素的残留量已经达到11 300 g/kg，每年输入土壤中抗生素的数量已经不亚于农药,未经处理的畜禽粪便年复一年施于农田，将增加抗生素在土壌中的累积。且土壤中的抗生素也极易向植物体内富集，富集率甚至可高达万倍以上。华南农大资环学院曾对广东省广泛施用的22种肥料(包括单质肥料、有机肥和复合肥)进行分析，分析表明，肥料中检测到的26种优控污染物，以邻苯ニ甲酸酯类和硝基芳烃的总含量最高，其次为多环芳烃和卤代烃类。而这些污染物主要来源于污泥、农作物秸杆(受农药、除草剂及汽车、拖拉机排放尾气污染)等。暨南大学环境工程系和东莞市农产品质量安全监瞀检测所对东莞市8个镇区9个典型蔬菜基地检测，结果亦表明，基地土壤和蔬菜已经在一定程度上受到邻苯ニ甲酸酯污染，蔬菜中DEHP对人体健康存在较大风险。由此可见，我国对于固体有机废弃物的利用并不充分，毎年大量产生的养殖业粪便、城市污泥、食品加工业废渣中带有多种污染物，特别是持久性有机污染物，对环境产生的长期污染，已经极大地危害到人类的生存环境。生物清消(也叫生物修复)，是指生物特别是微生物降解去除有机污染物的ー个受控或自发进行的过程，其通过特定营养物、共作基质和供氧，以及有机污染物自身的碳源促进天然微生物群体的生长繁殖。在西方发达国家，原位微生物修复技术已经广泛应用于石油、化工有机污染等治理，但对于禽畜粪便中抗生素污染清消，食品加工废弃物，秸杆中农药残留降解，生活污泥中环境有机污染物治理，以及土壤农药污染的原位降解等仍未见应用报道。现有的有机肥堆肥技木通过调整物料C/N比、含水量及堆肥温度达到发酵腐熟的目的，但却未考虑其中污染物的降解。目前类似农药降解制剂功能的产品，也仅限于蔬菜瓜果的农药降解酶产品，用于清洗残留在蔬菜瓜果表面的单一有机磷类农药，没有解决土壤中农药残留所造成的危害，如除草剂在土壌中的长效对下茬作物的毒害等问题。现有的有机肥堆肥技术缺点主要为针对性差，若有针对性地驯化微生物，让其对目标污染物进行有效的降解，便可以实现从农产品的源头上阻断有机污染物向食物链的传导。
本发明要解决的技术问题是提供ー种堆肥有机原料中有机污染物生物清消ニ步法，通过实验室驯化制备固体高温发酵菌剂，提高对大肠杆菌、蛔虫卵的杀灭率和堆肥有机原料中有机污染物的降解率，为土壤提供可促进农药残留降解的堆肥产物。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案ー种堆肥有机原料中污染物生物清消ニ步法，包括驯化制备固体高温发酵菌剂、将不同堆肥有机原料按一定碳氮比要求配料、高温发酵和中温发酵四大部分，如上述的驯化制备固体高温发酵菌剂过程包括如下步骤a.将模型菌株枯草芽孢杆菌ACCC10243复活后，接种至液体培养基，振荡培养3 5天，制成种子液；b.按占种子液体积总量1% 10%的接种量接种固体培养基培养3 5天，得到固体菌剂；c.将占无菌水体积总量1% 10%的固体菌剂加入到无菌水中，本发明的技术方案为取5g IOg固体菌剂加入到50ml IOOml的无菌水中，煮沸5 20分钟；d.将经煮沸的添加有固体菌剂的无菌水稀释10_5倍，取稀释液涂布于基础固体培养基中，在35 °C 40°C温度下培养3 5天；e.经重复筛选获得遗传性稳定的耐高温菌株，制成固体高温发酵菌剂。本发明驯化过程包括中国农业微生物菌种保藏中心的模型菌株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) ACCC10243复活接种培养，经实验室驯化制备固体高温发酵菌剂。基础液体培养基为蛋白胨20g、牛肉膏15g、酵母膏15g、氯化钠5g、蒸懼水1000ml, pH7. 5。基础固体培养基在基础液体培养基中加入20g琼脂。固体培养基包括(按重量比算)豆柏粉8%、玉米粉10%、麦麸8%、花生壳粉20%、草炭16%、钙镁磷肥5%、石灰3%，蒸馏水35%，pH7. 5。筛选得到的生产菌株与模型菌株枯草芽孢杆菌(BaciIIus subtilis)ACCC10243，生理生化性状比较具有以下共性革兰氏阳性，芽孢椭圆形或柱状、中生或偏中生，可运动，接触酶试验阳性，V-P试验阳性,7% 10%氯化钠中生长,从葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和甘露醇产酸，水解淀粉，利用柠檬酸盐作为碳源，还原硝酸盐成亚硝酸盐，分解酪素，卵黄反应阴性，在葡萄糖和酪氨酸琼脂上不形成色素，不利用丙酸盐和酪氨酸。种子液、固体菌剂、无菌水和稀释液的取用量根据实际需要制备的固体高温发酵菌剂用量进行确定。如上述的碳氮比为12 30:1。如上述的高温发酵为往堆肥有机原料中添加占配料总重量1% 10%的固体高温发酵菌剂，在温度50°C 70°C、氧浓度8% 15%的条件下进行通风好氧发酵。如上述的中温发酵为将经过高温发酵的堆肥有机原料在温度35°C 45°C、氧浓度8% 15%的条件下进行通风好氧发酵。如上述的高温发酵过程还包括对堆肥有机原料总重量10% 20%的物料进行返料发酵。如上述的高温返料过程需要添加占配料总重量1% 10%的固体高温发酵菌剂。如上述的高温通风好氧发酵时间为3 5天。如上述的中温发酵过程还包括对堆肥有机原料总重量10% 30%的物料进行返料发酵。如上述的中温通风好氧发酵的时间为3 15天。如上述的堆肥有机原料包括养殖禽畜粪便、生活污泥、茶叶渣、蘑菇菌棒渣、秸杆的ー种或几种。如上述的固体高温发酵菌剂还包括巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌中的ー种或几种。巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、苏云金芽孢杆菌均可以作为固体高温发酵菌剂的原种，均属于《微生物肥料生物安全通用技术准则》中的第一级芽孢类菌株。如上述的固体菌剂在进行固体培养时需保持固体培养间为正压状况，空气洁净度达到万级。 在培养间内进气ロ安装超滤过滤器，就可以保持培养间为正压状况和空气洁净度达到万级两个条件，实现固体菌剂的纯培养，不被环境中的杂菌污染。根据堆肥有机原料来源的不同，有机污染物的种类也不同。如来源于城镇的生活废弃物，就包括多芳烃、氯代烯类、硝基苯类等有机污染物；来源于农业废弃物如禽畜粪便、秸杆等原料，则是以抗生素、除草剤、有机磷农药为主的有机污染物。本发明的有益效果是先通过第一步的高温发酵对有机废弃物中蛔虫卵、大肠杆菌及部分有机污染物进行杀灭，再通过在第二步的中温发酵过程控制发酵腐熟过程中物料的氧浓度和温度氧浓度和温度，让经过驯化的固体高温发酵菌剂完成对堆肥有机原料中的有机污染物的生物清消。由于有机物都是以碳元素为主的一类物质，而微生物在繁衍、代谢过程中，可消耗各类碳源，因此，生物清消技术对各类有机污染物的降解具有广谱性。针对上述堆肥有机原料的有机污染物生物清消不仅包括大肠杆菌、蛔虫卵的杀灭，而且还包括禽畜粪便中抗生素、药残等有机污染物，食品加工废弃物、秸杆中农药残留降解，生活污泥中环境有机污染物治理，以及土壤农药污染的原位降解等。

固体培养基原料细度小于1mm。固体培养时，培养间进风设有超滤过滤器，并保持固体培养间为正压状況，空气洁净度达到万级。步骤ニ，有机废弃物生物清消ニ步法(I)高温发酵先将重量比70% 85%的鸡粪、5% 15%的茶叶渣或蘑菇菌棒渣、10% 15%的玉米秸杆按碳氮比为20 25:1配料，往首次生产的堆肥有机原料添加占配料总重量10%的固体高温发酵菌剂，混合均匀后，混合料初始含水率为55%，然后采用条垛式通风沟(管)或塔式发酵的方式，在氧浓度为8% 15%，温度为55°C 65°C的最佳条件下，持续3 5天通风好氧发酵。通风机由氧浓度和温度检测探头自动控制，氧浓度低于8%吋，自动开机通风增氧，促进好氧发酵，在温度低于50°C，高于70°C吋，自动开机通风增氧，促进好氧发酵进程，或通风散热延长高温发酵持续时间不少于2 3天。第二次及以后的生产，将占总重量10% 20%高温发酵后的堆肥有机原料返料，添加占配料总重量1%的固体高温发酵菌剂，混合均匀，重复以上高温发酵首次生产过程中的氧浓度、温度、发酵时间控制步骤。堆肥堆制方式可采用条垛式通风沟(管)或者塔式发酵(即发明人的ZL200920053839. 6《一种静态好氧发酵干燥塔》)，其中，条垛式采用通风沟通风增氧、翻堆增氧，塔式发酵是通过内置通风夹墙风道及风机加强通风来实现增氧。(2)中温发酵将上述经过高温发酵的堆肥有机原料，用条垛式通风沟(管)或塔式发酵的方式，在氧浓度为8% 15%和温度为35°C 45°C的最佳条件下持续3 15天的通风好氧发酵。通风机由氧浓度和温度检测探头自动控制，氧浓度低于8%吋，自动开机通风增氧，促进好氧发酵，在温度低于35°C，高于45°C吋，自动开机通风增氧或通风散热。第二次及以后的生产，将占总重量10% 30%中温发酵后的堆肥有机原料返料，混合均匀，重复以上中温发酵首次生产过程中的氧浓度、温度、发酵时间控制步骤。堆肥有机原料的最佳碳氮比、发酵时间和返料添加量是根据污染物浓度确定，浓度越闻，相应发酵的时间越长，返料添加量大。抗生素降解效果见下表I。


本发明涉及一种堆肥有机原料中有机污染物生物清消二步法，特别是养殖禽畜粪便、生活污泥和作物秸秆中残留的抗生素、除草剂等有机污染物的生物清消，该方法包括先将不同堆肥有机原料按12～30:1的碳氮比进行配料，进行高温好氧发酵3～5天，每次发酵均需要添加1%～10%的固体高温发酵菌剂，然后进行中温好氧发酵3～15天，通过控制发酵腐熟过程中物料的氧浓度和温度实现生物清消的目的。针对不同堆肥有机原料的有机污染物的种类及其浓度，可以通过调整最佳碳氮配料比、中高温发酵返料量和发酵期，实现将堆肥有机原料中的有机污染物降低至安全限量。