CN101659582A - 一种迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，是将畜禽粪便后在酸性条件下发生水解，生成氨基酸(此过程虫卵和病菌全被杀灭)得到农作物增效肥料；所述的水解过程是加酸性水解剂和入分散剂、臭气吸收剂、保粘剂、包裹剂和填充剂。该肥料不仅肥效好，而且对于土壤中微生物的增殖也有良好效果，可以避免由于滥用化肥造成土壤中有益微生物死灭，盐类蓄积，土壤板结的情况发生，本发明的实施对农业无公害生态生产、工业化大生产将起到积极的作用。

Description

一种迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法

技术领域

本发明涉及一种畜禽***物的处理剂及其生产方法，尤其是将畜禽粪便进行无害化处理使之成为农作物优质肥料的方法。

背景技术

当前，我们国家对食品安全开始日益重视，绿色食品、无公害农产品、生态农业计划的实施，畜禽养殖业发展迅猛，畜禽养殖已成为农业增效、农民增收的重要途径。由于畜禽养殖业快速发展，畜禽***物的污染日益加重。目前，我国大中型畜禽场(指1万头以上猪场、100头以上牛场和10万羽以上鸡场)已达14800多个，且多集中在东部沿海大中城市附近。据全国人大2003年对《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》执行检查结果表明，我国规模化养殖场畜禽粪便产生量达21.6亿吨，是工业固体废弃物的2.7倍。由于畜禽粪便产生量很大，80％以上的畜禽养殖场没有综合利用和污水处理设施，70％以上已建的设施和装备也因处理工艺欠佳、设备性能差等原因而未能发挥作用，造成了严重的环境污染，其中集约化养殖场污染占的比重较大，许多畜禽养殖场的废弃物得不到及时处理，长期堆放，任其日晒雨淋，导致圈舍内蚊蝇孽生，瘟疫蔓延，家禽的产蛋率下降，畜禽死亡率增加，企业损失惨重，更为严重的是畜禽养殖业粪便严重威胁和影响大中城市的区域环境质量，对周围环境的水源、土壤、空气和生物造成严重“立体”污染。据专家介绍，畜禽生粪如果不经过生物分解，植物难以吸收，因为畜禽因摄入的饲料没有完全消化吸收，或多或少都有部分营养物(蛋白质)被排出体外(如鸡粪约有40％-70％)，这些粪便不被处理或腐熟而本身带有大量虫卵、病菌，如果直接施用到作物上，则存在很大的害处及隐患：直接进人土壤还会造成虫卵、细菌污染和尿酸杀伤植物，如当年在亚洲地区广泛传播的禽流感让人们感到触目惊心，禽流感病毒在畜禽粪便中可存活180d；污染已成为社会的一大公害，严重制约了农业生产的可持续发展，因此，如何将堆积成灾的畜禽粪便化害为宝，进行无害化、资源化处理已成为一项世界性难题。

畜禽粪便既是一种现实的环境危害物质，又是一种可利用的生物资源，对其利用不当将是严重的污染源，若实现无害化处理，可在很大程度上发挥畜禽粪便生物质能源、废物营养等资源的作用，实现废物资源的再利用。目前，国内外畜禽粪便的处理方法主要有以下几种。

1、直接作肥料或卫生填埋，该方法是是将畜禽粪便直接放到庄稼地里或埋人地下填埋，通过地里微生物的生化作用，使之分解为植物吸收，但此法上述说过了，未分解的畜禽粪便直接施在土壤中，在合适条件下发酵并产生大量的热量，烧毁作物根系，尿酸不经分解也会杀伤植物，同时粪便本身带有大量虫卵、病菌，给作物带来病害隐患，肥料不仅不能被植物吸收，直接进人土壤还会造成虫卵、病菌污染；填埋又会大量占用土地、污染地下水及周围环境，因此须将畜禽粪便进行无害化处理和完全腐熟后才能施用于作物。

2、焚烧处理该法，主要用于抵抗力强的病菌芽胞污染的粪便，一般利用焚烧炉将畜禽粪便进行无害化处理。焚烧法虽然产生大量的热能可用于发电等，但是我国集约化养殖场产生的大量粪便含水量高，干燥比较困难，如不进行处理难以用作燃料；同时，焚烧会排放大量有害物质，造成对环境的二次污染，因而应用前景不大。

3、用作饲料，粪便中含有大量的氮素、矿物质、纤维素等营养成分，但同时畜禽粪便中含有许多潜在的有害物质，如矿物质微量元素(铜、锌、砷等)，各种药物(抗球虫药、磺胺类药物等)、抗生素和激素等，以及大量的病原微生物、寄生虫及其卵。所以，畜禽粪便只有经过一定的技术处理后，方可作为鱼、猪或牛的饲料，但是其处理过程较为复杂、成本高且饲料品质较差，从而限制了其推广应用。

4、厌氧发酵制沼气，厌氧发酵是一种有效处理畜禽粪便和资源回收利用的方法，不仅能解决畜禽养殖场的粪便污染问题，而且发酵的沼气可直接供农户使用，沼液和沼渣可再利用，符合生态学原理。其缺点是NH³挥发损失多，处理池体积大，而且只能就地处理与利用。由于沼液利用受地域环境的农业耕作方式、作物种类限制较大，使得沼液的有效处理成为目前厌氧发酵沼气工程运行的瓶颈，且工程投资高、回收期长，故业主积极性不高，厌氧发酵技术推广应用受到制约。

5、好氧堆肥处理，好氧堆肥就是在人工控制下，在一定的湿度、温度、C/N比和通风条件下，利用自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物的发酵作用，人为地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物学过程。好氧堆肥处理是实现畜禽粪便无害化、减量化、资源化、产业化的一种最为有效的方法，因其具有运行费用低、处理量大、无二次污染等优点，近年来已成为世界各国资源、环保领域的一个研究热点。但是农民目前采用的堆沤法是将粪便参入废弃的固体有机物(作物秸秆、稻草、松壳、花生壳、稻糠、锯木、树叶、蘑菇下脚料、药渣、糖泥、酒糟、甘蔗渣、味精渣、糠醛渣、木薯渣、城市生活垃圾等)后密封堆沤。无论选厌氧发酵或好氧发酵，一般耗时都较长，短则数天，长则要3-4个月才能腐熟，且散发出的臭气既污染环境又造成养分大量流失。很多文献指出，堆肥化过程不仅可以杀死粪便中的各种病菌及杂草种子使粪便达到无害化，还会生成大量可被植物吸收利用的有效养分，并合成新的腐殖质，是构成土壤肥力的重要物质；处理成熟的堆肥不仅是一种优质的肥料，还是一种很好的土壤改良剂，可以改善土壤的理化性质。采用堆肥方法处理畜禽粪便，处理的最终产物臭气较少，且较干燥，容易包装、撒施。缺点是处理过程中有NH3的损失，不能完全控制臭气，堆肥需要的场地大，处理时间长。

近年来，一些文献公开了畜禽粪便的处理方法，例如中国专利：申请号：87106349.2名称：畜禽粪便转化为动物饲料的方法公开(公告)号：CN1037260，申请(专利权)人：天津市东郊农牧场，该方法是用充氧动态发酵处理畜禽粪便，特别是鸡粪便使之转化为高蛋白质的动物再生饲料是将畜禽粪便与天然原生饲料组成的副料混合，与热空气直接接触，物料被加热同时与空气混合，在物料将处于动态状态下，恒温饱和吸氧，在一定湿度条件下进行快速发酵的方法，其优点是得到的畜禽再生饲料可直接喂养动物，可将当日产生的畜禽粪便转化为动物再生饲料，消除畜禽粪便对环境的污染，制取的再生饲料制品质良，动物喜食。

中国专利：中请号：01107539.2名称：利用畜禽粪便生产生物有机肥的方法公开(公告)号：CN1309110，申请(专利权)人：杨雄，摘要：本发明涉及一种生物有机肥的制造方法，其特征在于首先分别把蘑菇渣、中药渣进行粉碎后过15～40目的筛，再把畜禽粪便、蘑菇渣、中药渣、混合微生物菌种、混合无机肥、粘合剂按25～35∶25～35∶25～35∶2～3∶5～8∶1～2的比例混合均匀后，加入适量的水至物料含水量为20～40％，置入发酵池在常温下发酵5～15天，发酵过程控制发酵池内的温度在40～70℃，同时进行适当的曝气和搅拌，再把经过上述处理的物料从发酵中取出进行预烘干、造粒、再烘干即成，本发明充分利用了农副产品加工业中的下脚料，资源丰富，制造简单，具有显著的经济效益和社会效益。

中国专利申请号：01101879.8，名称：一种集约化畜禽场、畜禽粪便污染处理技术，公开(公告)号：CN1369466，申请(专利权)人：卞希俊，摘要：一种集约化畜禽场粪便污染处理环境工程领域，以经济简易的手段，解决粪便污染的处理，本发明采用M干化、净化剂，在田间处理厂完成。对含水量大于90％的畜禽粪便，送至田间处理厂，拌入石灰渗出过量水份，含水降到75％左右，滤出水肥在水肥池腐熟后就近施于田地。呈湿着状半固态的粪，再拌入M干化净化剂后不再渗水，也消除了臭味。置于通风腐熟池腐熟后，已可装车装代，外销供给生产绿色食品的有机肥。处理或本每吨12～20元，销价150～350元/吨，效益是现有畜禽场的1～2倍。

中国专利申请号：02115968.8，名称：微生物畜禽粪便无害化菌剂及制备方法公开(公告)号：CN1465550，申请(专利权)人：湖北畅响生物工程股份有限公司，摘要：微生物畜粪便无害化菌剂系微生物无害处理技术领域。由假丝酵母5％，苏云金芽孢杆菌15％，嗜热放线菌30％，粪便纤维单胞菌15％，芽孢杆菌10％，光合菌25％组成。制备工艺是：假丝酵母在28℃下，固体发酵48小时，苏云金芽孢杆菌在34℃时发酵32小时，再固体发酵40小时；嗜热放线菌在55℃，液体发酵罐发酵48小时；后在50℃固体发酵56小时；粪便纤维菌在34-36℃液体发酵26小时，再在32℃固体发酵40小时；芽孢杆菌在35℃液体发酵50小时，按1∶1加填充料。光合菌在光照25-30℃时，液体发酵144小时，按1∶1加填充料，各菌在35-50℃分别烘干、粉碎、过筛。再检测各菌数。混匀制成。能将畜禽类便中的氮化合物等分解转化。是有效无公害处理畜禽粪便的微生物菌剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种区别于现有技术的处理畜禽粪便方法，使得畜禽粪便处理后，虫卵、病菌污染减少，最终产物臭气较少，且较干燥，容易包装、能够作为农作物增效肥料。

本发明的方法是将畜禽粪便在酸性条件下发生水解，生成氨基酸(此过程虫卵和病菌全被杀灭)得到农作物增效肥料。

上述的的方法在水解时需要加入酸性水解剂和处理剂，所述的处理剂包括分散剂、臭气吸收剂、保粘剂、包裹剂和填充剂，这些处理剂的重量份数是：

酸性水解剂：5-8份；

分散剂：2-5份；

臭气吸收剂：2-5份；

粘合剂：0.1-0.5份；

包裹剂：1-3份；

PH调节剂0.5-1份；

填充剂：10-30份。

以上所述的酸性水解剂是浓硫酸，水解的最终产物都是α-氨基酸。

以上所述的分散剂是通过60目的石英粉或细纱，石英粉选用SiO₂含量70％以上的工业品，加入分散剂的作用是让水解时鸡粪便分散便于反应；

以上所述的臭气吸收剂是腐植酸(工业级产品)，作为畜禽粪便水解反应臭气吸收剂。

以上所述的包裹剂是过磷酸钙的主要成分为磷酸二氢钙Ca(H₂PO₄)₂和石膏CaSO₄·2H₂O，主要对畜禽粪便产生的H₂S↑、NH₃、NO^2-、NO^3-能起到还原、包裹的作用；

以上所述的粘合剂是水玻璃，在水解中对处理好的鸡粪起保粘作用，在水解中对处理好的鸡粪起粘合作用，主要保护氮不被流失，同时吸收H₂S↑变为NaS。

以上所述的填充剂是煤灰，吸湿和增加微量元素；

以上所述的PH调节剂是石灰，吸收H₂S↑变为CaS和与多余的硫酸反应生可作肥料用的CaSO₄·2H₂O。

本发明迅速转化畜禽粪便为高效肥的生产方法如下：

将畜禽粪便加入分散剂，在酸性水解剂、加热和搅拌的情况下，温度上升到70-80℃，将畜禽粪便水解，再添加臭气吸收剂、添加保粘剂、包裹剂和填充剂，用PH调节剂调节pH为6.5-7.5物料温度维持在70～80℃，反应0.5-1小时，畜禽粪便中的臭气和有害气体即可除去，搅拌均匀，继续进行化学反应和生物反应，自然杀死虫卵和病菌，得到农作物增效肥料。

本发明的有益效果在于：

1、选用硫酸作水解剂，能使畜禽粪便中的蛋白质较快地转化为氨基酸，杀死虫卵和病菌。

2、添加臭气吸收剂、添加保粘剂、包裹剂和填充剂，抑制了硫化氢和氨等有害气体的产生，可立即发挥除臭作用。

3、使用本发明的畜禽粪便处理剂处理的畜禽粪便，有利于土壤中微生物增殖，使作物茁壮成长。

4、使用本发明的畜禽粪便处理剂可分解土壤的盐份，防止盐分增加，有改善土质之效果。

5、本发明的畜禽粪便处理剂含有磷和钙，有提高肥效，促进作物生长的效果。

6、本发明的畜禽粪便处理方法原料易得，配制容易，使用方便，肥料可以长期贮存，持续有效，本发明的实施对农业无公害生态生产、工业化大生产将起到积极的作用。

具体实施方式

实施例1

将畜禽粪便100公斤，在搅拌和适当加热的情况下，加入重量含量60％稀硫酸，加入量为畜禽粪便的8公斤；温度上升到70-80℃，粪便的粘性逐渐降低，颜色渐渐呈红褐色时，加入过磷酸钙3公斤、石灰1公斤和煤灰20公斤，搅匀，物料温度维持在70～90℃，反应0.5-1小时，再加入腐植酸2公斤、石英粉2公斤和水玻璃0.3公斤，搅拌均匀，得到农作物增效肥料。

实施例2

将畜禽粪便1吨，在搅拌和适当加热的情况下，加入重量含量60％稀硫酸，加入量为畜禽粪便的15公斤；温度上升到70-80℃，粪便的粘性逐渐降低，颜色渐渐呈红褐色时，加入过磷酸钙10公斤、石灰1公斤和煤灰300公斤搅匀，物料温度维持在70～90℃反应0.5-1小时，再加入腐植酸钠10公斤、细砂10公斤和水玻璃2公斤，搅拌均匀，得到农作物增效肥料。

实施例3

将畜禽粪便1吨，在搅拌和适当加热的情况下，加入重量含60％稀硫酸量，加入量为畜禽粪便的20公斤；温度上升到70-80℃，粪便的粘性逐渐降低，颜色渐渐呈红褐色时，加入过磷酸钙15公斤、石灰1公斤和煤灰200公斤搅匀，物料温度维持在70～90℃反应0.5-1小时，再加入腐植酸钠8公斤、细砂15公斤和水玻璃3公斤，搅拌均匀，得到农作物增效肥料。

实施例4

将畜禽粪便1000公斤，在搅拌和适当加热的情况下，加入重量含量60％稀硫酸，加入量为畜禽粪便的10公斤；温度上升到70-80℃，粪便的粘性逐渐降低，颜色渐渐呈红褐色时，加入过磷酸钙25公斤、石灰1公斤和煤灰250公斤，搅匀，物料温度维持在70～90℃，反应0.5-1小时，再加入腐植酸15公斤、细砂20公斤和水玻璃3公斤，搅拌均匀，得到农作物增效肥料。

以本发明处理后的无害化畜禽粪便配伍成的速效生物有机肥：

产品标准：

以广西为例，据广西土肥站知，肥料总养分：广西土壤农作物对养分的需求为：

氮、磷、钾比例为1∶0.35∶0.55；

又根据有机肥的要求氮、磷、钾总量为：6

本发明配方为：

(N∶P₂O₅∶K₂O＝3.16∶1.1∶1.85)≥6；

HA≥14；

有机质≥30；

微量元素：硼、铜、锌、镁、锰、铁、钙、硫等；

外加保水剂等；

水分(游离水)含量/(％)≤10；

酸碱度pH5.5-8.0；

再以速效有机肥为基础，就可以配成各种适用肥。

应用实施例1：

采用以上产品标准配制基肥，根据市场需求，配出作物所需的HA-复混肥，如：

1.水稻适用肥：氮磷钾含量≥46％，亩产500-600Kg，亩施肥量为35-45Kg，耙田时一次性施用，花期、灌浆期各喷一次。

本肥料已经广西横县峦城陆村试用，施肥成本220元，增加产量150公斤。

2.甘蔗适用肥：氮磷钾含量≥49％，糖蔗亩产7-9吨，亩施肥量70-80Kg，栽培时施用35Kg，做底肥，撒施后耕地整畦，畦宽140-150厘米。甘蔗出土后至3-5叶期一般需追施断奶肥1-2次，每次用5公斤/亩抢雨前条施。为促进根系生长，可用本发明的肥料500倍加1000倍甘蔗生力液喷1-2次；小培土时，甘蔗主茎已开始拔节，可结合小培土亩施15公斤；甘蔗开始伸长时，蔗茎也开始膨大，这一阶段需肥量大，一般结合大培土，亩施10公斤；大培土后亩施10Kg。施肥前后田间需及时灌水湿土，并提倡傍晚施肥。

黑皮果蔗亩产9-10吨，亩施肥量120-150Kg。

本发明肥料由广西大新县五山乡试用，效果很好，而用肥成本比用三个十五进口肥减少了4/1，亩甘蔗增产1.5吨。

3.用本发明配伍成的生物有机肥及配成的适用肥还有：桉树适用肥、辣椒适用肥、哈密瓜适用肥、西瓜适用肥、生姜适用肥、木薯适用肥、玉米适用肥、花生适用肥、大葱适用肥黄瓜适用肥、番茄适用肥、葡萄适用肥等等。

应用实施例2

以本发明畜禽粪便配伍成的蔬菜增效肥料的应用效果

在相邻的3块试验田A、B、C上种植小白菜，每块田0.1亩：

A田施50公斤以本发明畜禽粪便配伍成的农作物增效适用肥料(氮磷钾含量≥49％，耕地时，均匀施石灰20-25Kg于地面上，基肥施20Kg，莲坐期施25Kg，留5Kg，以1Kg肥兑100-200Kg水，兑水淋施数次。

苗期喷本发明产品(产品名称：北国叶面宝)3-4次。

B田施20公斤未经处理的新鲜畜禽粪便；

C田施20公斤草木灰，30天后，A田收获小白菜750公斤，B田收获小白菜150公斤，C田收获小白菜150公斤，A田的小白菜粗壮，嫩、绿、脆，B田的小白菜由于施用新鲜畜禽粪便，发出恶臭，被老鼠爬进糟蹋，小白菜也长得不好，菜叶有虫眼；C田的小白菜不够嫩、绿、脆。

Claims (7)

1.一种迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：将畜禽粪便后在酸性条件下发生水解，生成氨基酸得到农作物增效肥料。

水解时需要加入酸性水解剂和处理剂，所述的处理剂包括分散剂、臭气吸收剂、保粘剂、包裹剂和填充剂，这些处理剂的重量份数是：

酸性水解剂：5-8份；

分散剂：2-5份；

臭气吸收剂：2-5份；

粘合剂：0.1-0.5份；

包裹剂：1-3份；

pH调节剂0.5-1份；

填充剂：10-30份。

2.根据权利要求1所述的迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：所述的酸性水解剂是浓硫酸。

3.根据权利要求1所述的迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：所述的分散剂是通过60目的石英粉或细纱，石英粉选用SiO₂含量70％以上的工业品，加入分散剂的作用是作水解时鸡粪便分散作用。

4.根据权利要求1所述的迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：所述的臭气吸收剂是腐植酸，作为畜禽粪便水解反应臭气吸收剂。

5.根据权利要求1所述的迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：所述的包裹剂过磷酸钙的主要成分为磷酸二氢钙Ca(H₂PO₄)₂和石膏CaSO₄·2H₂O。

6.根据权利要求1所述的迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：所述的pH调节剂是石灰。

7.根据权利要求1所述的迅速转化畜禽粪便为高效肥的方法，其特征在于：所述的粘合剂是硅溶胶。