CN102951939B - 植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺及设备 - Google Patents

Abstract

植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺及设备，是一种蔬菜基地蔬菜残体的无害化高效处理技术及设备，通过采用自动化机械处理和快速发酵处理的工艺，利用蔬菜残体处理设备来处理蔬菜残体，其中蔬菜残体处理设备包括预处理设备、加温设备和自动发酵设备几部分，蔬菜残体处理工艺包括物料预处理、配比、发酵和后处理几个步骤。本发明不仅能快速生成优质活性有机肥，而且可完全解决蔬菜基地污染问题，真正实现蔬菜基地有机废弃物的“零排放”，同时能够生产出颜色、气味、养份均佳的优质有机肥及营养型有机基质，有机肥中有益菌群均处于活性状态，施入土壤后能继续产生有益的生物作用。

Description

植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺及设备

技术领域

本发明涉及有机废弃物处理，具体为一种蔬菜基地蔬菜残体的快速无害化处理和肥料化利用的处理技术及设备。

背景技术

蔬菜基地在生产过程会产生大量的菜叶、藤蔓、病株、残体和杂草等有机废弃物，这些植株残体常常被菜农堆放在田头、路边或弃置河道。一部分植株残体会经自然干燥后就地焚烧，污染空气；大部分植株残体则在沟边、地头任其自然腐烂，一方面成为蔬菜病虫害的繁衍和越冬场所，使蔬菜病虫害不断交叉传播和蔓延，形成恶性循环；另一方面这些有机物大量腐烂、发臭，滋生蚊蝇、病源物，对空气、水源造成严得污染，成为农田生态环境主要面源污染之一。然而，蔬菜植株残体又是很好的可利用资源，如科学处理，可制成优质的生物有机肥，归还到土壤中，可大大增加土壤有机质和养分，解决土壤板结和耕性变差等不利因素，使蔬菜基地良性循环和实现可持续发展。尤其是对绿色、有机蔬菜产业来说，其作用和意议十分重大。

目前，国内外蔬菜残体都是采用传统的堆沤方法处理，最先进的方法也就是将蔬菜残体粉碎，然后加入菌种，集中自然堆制；还有将蔬菜残体与猪粪混合堆制的方法，如：以蔬菜根茎及花卉秸秆废弃物、鲜猪粪、有机物腐熟剂为原料，按不同比例混合堆肥处理，自然发酵；还有堆肥过程中，外表糊上稀泥的，采用沼气池进行发酵的，加入炭粉除臭的等等，技术都停留在自然堆制发酵处理层面上。这些处理方法都存在着各种问题：蔬菜残体种类多样，如有多汁类的，如块茎、瓜果、菜叶，水分多，不好粉碎，极易腐败污染环境，要及时处理，而纤维多的残体，如辣椒杆、茄子杆等，很难腐烂，造成处理困难；普通堆沤存在发酵慢，温度低，很难杀灭蔬菜病虫害，不利于蔬菜基地持续生产；由于处理时间长，造成场地占用大，由于露天处理，一下雨，污水四流，第二次污染大；没有进行合理的配比，肥效低；人工堆制，劳动强度大，效果不理想，菜农不愿意干，很难推广。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺及设备，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺，采用自动化机械处理和快速发酵处理的工艺来处理蔬菜残体，具体工艺步骤如下：

（1）物料预处理：将收集到的蔬菜残体分类，为绿叶蔬菜残体、茄果类蔬菜残体、瓜果类蔬菜残体和块茎类蔬菜残体，分别投入粉碎设备进行粉碎；

（2）配比：将分类好的蔬菜残体分别于木屑、谷壳和油粕混合，根据不同的分类来调整不同的配比比例，混合均匀，保持物料50%左右的含水率；

（3）发酵：将混合均匀后的物料投入发酵设备进行发酵，发酵过程分为4个阶段：

①高温杀菌：将发酵设备内的物料提升至80℃左右，并保持4-6小时，杀灭物料中绝大多数的病菌；

②适温发酵：将物料降温至60℃左右，加入发酵菌，发酵15-20小时，分解到物料中大部分有机物；

③低温发酵：将物料降温至40℃左右，加入土壤有益菌，搅拌培养1小时左右；

（4）后热处理：经过发酵的物料，可以作为成品肥料施用到土地中，也可堆置来提高肥效，堆置7天，其肥效和有益微生物达到最佳。

在所述的发酵过程中，需要经常对物料进行翻动，以加快发酵的速度和进程。

基于上述处理工艺，本发明采用植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备来完成处理工作。

所述植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备，包括预处理设备、加温设备和自动发酵设备，预处理设备处理后的物料投入到自动发酵设备中，加温设备与自动发酵设备直接连接在一起，给自动发酵设备提供发酵时需要的热量，其中，预处理设备为粉碎机，用于将收集到的蔬菜残体进行粉碎，以便于后面的发酵过程；自动发酵设备包括外壳、螺旋搅拌机构、传动***、通风***和控制部分，所述传动部分为电动机，设置在外壳的一边，螺旋搅拌机构设置在外壳内的下部，通过链轮和链条连接减速机，在电动机的带动下旋转，所述控制部分设置在外壳上，通风***由风机和管道组成，设置在机体的下面，向自动发酵设备外壳内通风；加温设备设置在自动发酵设备的旁边，通过软管连接到自动发酵设备的外壳内，并能够在自动发酵设备控制部分的控制下对自动发酵设备内的物料进行加热。

在本发明中，所述自动发酵设备的进料口在顶部，出料口设置在下部的中间位置。

在本发明中，所述自动发酵设备的螺旋搅拌机构设置有螺旋推动式叶片，能充分搅拌自动发酵设备内的物料。

在本发明中，所述自动发酵设备的控制部分在外壳上设置控制面板，设有温度指示表、电源指示灯和升温、降温、搅拌按钮。

在本发明中，所述自动发酵设备采用耐腐蚀材料，使设备经久耐用，提高了使用寿命。

在本发明中，所述处理工艺的发酵阶段的搅拌采用间隙式搅拌，并自动化控制设备内的温度、通气和出料。

在本发明中，所述处理工艺的发酵阶段直接进入高温发酵，加快了发酵速度，从而实现了24小时内快速处理有机废弃物。

在本发明中，所述处理工艺选用了土壤改良需要的有益菌群，并筛选出加速发酵的品种，从而实现快速发酵，并能够改善土壤环境的前提下提高肥效。

有益效果：本发明不仅能快速生成优质活性有机肥，而且可完全解决蔬菜基地污染问题，真正实现蔬菜基地有机废弃物的“零排放”，同时能够生产出颜色、气味、养份均佳的优质有机肥及营养型有机基质，有机肥中有益菌群均处于活性状态，施入土壤后能继续产生有益的生物作用。

附图说明

图1为本发明的蔬菜残体处理设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺，采用自动化机械处理和快速发酵处理的工艺来处理蔬菜残体，具体工艺步骤如下：

（1）物料预处理：将收集到的蔬菜残体分类，为绿叶蔬菜残体、茄果类蔬菜残体、瓜果类蔬菜残体和块茎类蔬菜残体，分别投入粉碎设备进行粉碎；

（2）配比：将分类好的蔬菜残体分别于木屑、谷壳和油粕混合，根据不同的分类来调整不同的配比比例，混合均匀，保持物料50%左右的含水率，其中，各类蔬菜残体的较佳配比比例为：方案一中，绿叶蔬菜残体33%，茄果类蔬菜残体56%，油粕11%；方案二中，绿叶蔬菜残体35%，瓜果类蔬菜残体45%木屑5%，谷壳5%，油粕10%；方案三种，绿叶蔬菜残体20%，块茎类蔬菜残体35%，木屑15%，谷壳15%，油粕15%；方案四种，绿叶蔬菜残体50%，木屑20%，谷壳15%，油粕15%；

（3）发酵：将混合均匀后的物料投入发酵设备进行发酵，发酵过程分为4个阶段：

①高温杀菌：将发酵设备内的物料提升至80℃左右，并保持4小时，杀灭物料中绝大多数的病菌；

②适温发酵：将物料降温至60℃左右，加入发酵菌，发酵18小时，分解到物料中大部分有机物；

③低温发酵：将物料降温至40℃左右，加入土壤有益菌，搅拌培养1小时左右；

（4）后热处理：经过发酵的物料，可以作为成品肥料施用到土地中，也可堆置来提高肥效，堆置7天，其肥效和有益微生物达到最佳。

对于有些重金属超标的的地区，可加入适量重金属钝化剂以改善土地环境，如粉煤灰、磷矿粉、石灰、沸石、草炭等。

蔬菜残体经过上述工艺处理过之后，对生产出的有机物肥料进行抽样检测，其具备的指标为：总养分（%）N+P₂O₅+K2O≥4.1，有机质（%）≥31.2，水份（%）≤19，酸碱度（pH）=6.1，Hg（以元素计，mg/kg）=2.53，Cd（以元素计，mg/kg）=2.62，Cr（以元素计，mg/kg）=187.6，As（以元素计，mg/kg）=22.4，Pb（以元素计，mg/kg）=42.7，蛔虫卵死亡率（%）=97，大肠杆菌值（MPN，100g）=0.06。

上述指标显示：营养元素含量均超过有机肥料的部颁标准,无害化指标也控制得很好。

基于上述处理工艺，本发明采用植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备来完成处理工作。

参见图1的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备，包括预处理设备、加温设备和自动发酵设备，预处理设备处理后的物料投入到自动发酵设备中，加温设备与自动发酵设备直接连接在一起，预处理设备为两台粉碎机，自动发酵设备包括外壳、螺旋搅拌机构、传动***、通风***和控制部分，所述传动部分为电动机，设置在外壳的一边，螺旋搅拌机构设置在外壳内的下部，通过链轮和链条连接减速机，在电动机的带动下旋转，所述控制部分设置在外壳上，通风***由风机和管道组成，设置在机体的下面；加温设备设置在自动发酵设备的旁边，通过软管连接到自动发酵设备的外壳内。

本发明所述的处理设备在使用时，根据蔬菜残体处理工艺的工艺流程，先将收集到的蔬菜残体投入到预处理设备中粉碎，再添加木屑、谷壳和油粕投入到自动发酵设备中混合、搅拌和发酵，经过一系列的发酵过程，物料即可作为成品肥料施用到土地中，也可堆置以提高肥效或者添入添加剂以改善土壤环境或者整理贮存以备用。在发酵过程中的不同发酵阶段，通过控制部分控制加温设备进行加热或者螺旋搅拌机构进行搅拌来达到发酵的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺，其特征在于，采用自动化机械处理和快速发酵处理的工艺来处理蔬菜残体，具体工艺步骤如下：

（1）物料预处理：将收集到的蔬菜残体分类，为绿叶蔬菜残体、茄果类蔬菜残体、瓜果类蔬菜残体和块茎类蔬菜残体，分别投入粉碎设备进行粉碎；

（2）配比：将分类好的蔬菜残体分别与木屑、谷壳和油粕混合，根据不同的分类来调整不同的配比比例，混合均匀，保持物料50%的含水率；

（3）发酵：将混合均匀后的物料投入发酵设备进行发酵，发酵过程分为3个阶段：

①高温杀菌：将发酵设备内的物料提升至80℃，并保持4-6小时，杀灭物料中绝大多数的病菌；

②适温发酵：将物料降温至60℃，加入发酵菌，发酵15-20小时，以分解掉物料中大部分有机物；

③低温发酵：将物料降温至40℃，加入土壤有益菌，搅拌培养1小时；

（4）后热处理：经过发酵的物料，可以作为成品肥料施用到土地中，也可堆置来提高肥效，堆置7天，其肥效和有益微生物达到最佳。

2.植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备，其特征在于，所述处理设备包括预处理设备、加温设备和自动发酵设备，预处理设备处理后的物料投入到自动发酵设备中，加温设备与自动发酵设备直接连接在一起，其中，预处理设备为粉碎机；自动发酵设备包括外壳、螺旋搅拌机构、传动***、通风***和控制部分，所述传动部分为电动机，设置在外壳的一边，螺旋搅拌机构设置在外壳内的下部，通过链轮和链条连接减速机，在电动机的带动下旋转，所述控制部分设置在外壳上，通风***由风机和管道组成，设置在机体的下面；加温设备设置在自动发酵设备的旁边，通过软管连接到自动发酵设备的外壳内。

3.根据权利要求2所述的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备，其特征在于，所述自动发酵设备的进料口在顶部，出料口设置在下部的中间位置。

4.根据权利要求2所述的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备，其特征在于，所述自动发酵设备的螺旋搅拌机构设置有螺旋推动式叶片。

5.根据权利要求2所述的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用处理设备，其特征在于，所述自动发酵设备采用耐腐蚀材料。

6.根据权利要求1所述的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺，其特征在于，所述发酵阶段的搅拌采用间隙式搅拌，并自动化控制设备内的温度、通气和出料。

7.根据权利要求1所述的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺，其特征在于，所述发酵阶段直接进入高温发酵，以实现24小时内快速处理有机废弃物。

8.根据权利要求1所述的植物有机残体快速无害化处理及肥料化利用工艺，其特征在于，所述工艺选用了土壤改良需要的有益菌群，并筛选出加速发酵的品种，以实现快速发酵。