CN103172428A

CN103172428A - 一种规模化畜禽粪便制备生物有机肥生产方法

Info

Publication number: CN103172428A
Application number: CN2013100889891A
Authority: CN
Inventors: 吴吉; 吴开荣
Original assignee: JIANDE LVHUAN ORGANIC MANURE CO Ltd
Current assignee: JIANDE LVHUAN ORGANIC MANURE CO Ltd
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明提供了一种规模化畜禽粪便制备生物有机肥生产方法，所述方法包括：（1）将质量比为20～30：5～10：10～20：5～10的秸秆、蘑菇渣、甘蔗渣、木屑进行混合压块处理，制成集粪块；（2）将制得的集粪块垫在猪圈或养殖场底层，进行畜禽粪便的收集和一次发酵；（3）5～7天后，将集粪块从猪圈或养殖场中抽出，集中运至肥料生产厂进行二次发酵；（4）发酵成熟后的粪便干燥、粉碎，根据不同作物用途进行配肥，添加磷、钾化肥制成生物有机化肥。本发明方法充分利用甘蔗渣等资源，减少污染、利用率高，采用集粪块使便水分离并进行一次发酵，缩短了有机化肥发酵时间，可规模化、机械化生产，操作简单高效。

Description

一种规模化畜禽粪便制备生物有机肥生产方法

（一）技术领域

本发明涉及一种规模化畜禽粪便制备生物有机肥生产方法。

（二）背景技术

近年来，我国的养殖业迅速从庭院养殖向规模化、集约化、商品化方向发展，同时畜禽养殖产生的粪便也开始成为难以忽视的问题。据不完全统计，我国大中型畜禽养殖场己达26000多家，全年粪便总量超过30多亿吨。我国对畜禽粪便的开发利用始于80年代初，在畜禽粪便污染治理方面，开发了好氧堆肥发酵法、大棚发酵干燥法、沼气厌氧处理法等治理技术，加大畜禽养粪便治理力度，有效地节约资源消耗，提高了资源的利用效率。但是目前仍有许多问题亟待解决：

（1）粪便清理工艺不完善，后续处理困难。

目前现在的粪便清理主要采用水冲式清理，粪水不分离，给后续的集中收集造成困难，而且在粪便发酵过程中需要脱水和调节水分，增加能耗以及人力物力。

（2）机械化程度低，难以规模化。

由于畜禽养殖场地的限制，大多数粪便的处理都是依靠人力完成，不仅工效低、劳动强度大、生产成本高，而且无法满足越来越大量畜禽粪便需要快速清理的要求。

（3）直接发酵的有机肥营养比例不合理，不能满足作物需要。

粪便发酵氮损失严重，直接发酵所得有机肥碳氮比、磷、钾含量不足，更加无法满足不同作物对营养元素的要求。

甘蔗渣是制糖工业的主要副产品，是一种重要的可再生生物质资源。中国南方蔗区甘蔗总产量7000多万t，蔗渣的产量达到700万t。甘蔗渣的成分以纤维素，半纤维素以及木质素为主，蛋白、淀粉和可溶性糖含量较少。甘蔗渣一般含干物质90%～92%，粗蛋白质2.0%，粗纤维44%～46%，粗脂肪0.7%，无氮浸出物42%，粗灰分2%～3%。与作物秸秆相比，甘蔗渣的农药残留量很低，但其木质化程度高。由于转化利用技术手段落后，传统上甘蔗渣经常被废弃不用、或者多数只用做燃料，其利用率很低，不仅造成了资源的浪费，而且还带来了环境的污染。

（三）发明内容

本发明目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种规模化、机械化、操作简单高效的蓄禽粪便处理及有机肥料生产方法。

本发明采用的技术方案是：

一种规模化畜禽粪便制备生物有机肥生产方法，所述方法包括：

（1）将质量比为20～30：5～10：10～20：5～10的秸秆、蘑菇渣、甘蔗渣、木屑进行混合压块处理，制成长（300～500）×宽（100～200）×高（20～30）cm的集粪块，集粪块外置塑料容器固形；

（2）将制得的集粪块（外置塑料容器）垫在猪圈或养殖场底层，进行畜禽粪便的收集和一次发酵；

（3）5～7天后，将集粪块从猪圈或养殖场中抽出，集中运至肥料生产厂进行二次发酵：将集粪块（除去外置塑料容器）投入自动翻拌机中，搅拌、粉碎，加入用适量水溶解的复合菌剂和尿素、磷酸钙，保持发酵温度为50～55℃，物料湿度为50%～60%，每立方米发酵产物通风量为0.5～0.8m³/min，发酵5～10天；所述复合菌剂为固氮菌（Latin NameAzotobacter sp）：蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus.Frankland）：巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）：胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）：纤细红螺菌（Rhodospirillum）：产朊假丝酵母（Candida utilis）：沼泽红假单胞菌（Rhodop seudanonas palustris）质量比为1.0～2.0：1.0～2.0：0.5～1.0：0.5～1.0：0.5～1.0：1.0～2.0：0.5～2.0的混合物，添加量为每100㎏集粪块加20～40㎏复合菌剂；尿素添加量为使发酵物料（复合菌剂+尿素+磷酸钙）C／N比控制在30～40之间；磷酸钙添加量为使发酵物料pH值为7.5～8.0；所用菌种为本领域常规菌种，可市购获得，例如从ACCC、CICC、CCTCC、CGMCC等机构购买；

发酵成熟的有机肥指标为：料温停止上升，pH停止下降（约为pH7.0），松散、无臭、棕褐色，含水量40%～45%，总菌数>5.0×108/g，其中固氮菌>2×10⁸/g；

（4）发酵成熟后的粪便干燥、粉碎，根据不同作物用途进行配肥，添加磷、钾化肥制成生物有机化肥。干燥是为了除去好的有机肥中的大部分水分，使水分含量达到15%～20%（w/w）以利贮存和粉碎。干燥方法为中温热风干燥，物料表面温度不能超过60℃，以利微生物的存活。将干燥的有机肥料经皮带轮型磁选机除去其中的铁屑等杂物，然后粉碎成50～75目的粉状物，即可根据作物用途与一定比例的磷、钾化肥混合、造粒，最终生产成生物有机肥料。

优选的，步骤（4）中有机化肥原料质量比为：发酵成熟后的粪便4～6份，磷酸铵化肥1～2份，硝酸钾化肥2～3份。

本发明中集粪块的应用减少了人工作业、提高功效，投入收集方便，同时利用畜禽的走动和翻滚作用，来加快发酵，发酵不仅能除去粪便化学反应产生的二氧化硫、氨气，吸收利用粪便中水分，保持猪圈和养殖场的清洁和干燥。另外发酵的提前进行还缩短了在肥料生产厂的发酵周期。

本发明集粪块中加入蘑菇渣、甘蔗渣，一、可以吸引畜禽的注意力，将畜禽的活动范围缩小；二、能给畜禽提供大量的营养，而且甘蔗渣中存在很多膳食纤维，有利于畜禽的消化和排便质量；三、蘑菇渣和甘蔗渣是天然的培养基，为微生物提供营养物质，促进发酵。另外浙江作为产糖大省，甘蔗渣的利用解决了大量堆积和污染的问题，提高资源利用率。

本发明中固氮菌的加入能够改善有机肥中氮含量不足的情况，作物在生长的过程中除了吸收有机肥中现有氮元素还能同时利用固氮菌源源不断提供的氮肥。由于浙江省属亚热带，土壤偏酸性，同时考虑到菌种的成本及其他生长特性，加入的是贝氏固氮菌属和巴斯德芽孢梭菌。上述固氮菌在固氮过程中必须依靠外源能量，集粪块中大量的碳源充分保证了固氮菌的能量供应。固氮微生物体内存在一种复杂的固氮酶***，它能催化氮气的还原，在将分子态氮固定成NH后，并不将NH₃释放到环境中，而是合成氨基酸，组成自身的蛋白质。只有当自生固氮微生物死亡，它们细胞中的有机氮被分解成NH₃后，NH₃与水化合成NH₃·H₂O，NH₃·H₂O进一步电离出NH₄ ⁺，NH₄ ⁺才能被植物的根系吸收；或NH₃被硝化细菌进一步氧化为NO-，以NO₃ ^-的形式被植物的根系吸收。

本发明的有益效果主要体现在：本发明方法充分利用甘蔗渣等资源，减少污染、利用率高，采用集粪块使便水分离并进行一次发酵，缩短了有机化肥发酵时间，可规模化、机械化生产，操作简单高效。

（四）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

（1）利用秸秆、蘑菇渣、甘蔗渣、木屑，进行混合压块处理，制作集粪块250*500*30cm³，每个集粪块中秸秆为20㎏、蘑菇渣5㎏、甘蔗渣10㎏、木屑5㎏，压制时集粪块外置塑料容器固形；

（2）将外置塑料容器的集粪块垫在猪圈或养殖场底层，进行粪便的收集，同时进行一次发酵；

（3）经过5天的粪便采集和发酵后，将外置塑料容器的集粪块从猪圈、养殖场中抽出，集中运至肥料生产厂进行二次发酵；

（4）采用好氧法快速发酵。将集粪块（除去外置塑料容器）投入自动翻拌机中，搅拌粉碎至一定程度，加入用水溶解的微生物复合试剂、尿素、磷酸钙。复合菌剂配方为固氮菌（菌种来源：CICC；菌种保藏编号：20024）、蜡样芽孢杆菌（菌种来源：CICC；菌种保藏编号：23016）、巨大芽孢杆菌（菌种来源：CICC；菌种保藏编号：20665）、胶冻样芽孢杆菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号：10013）、纤细红螺菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号：00324）、产朊假丝酵母（菌种来源：CICC；菌种保藏编号：32947）、沼泽红假单胞菌（菌种来源：CGMCC；菌种保藏编号：1.2180），菌粉质量比为1.0：1.0：1.0：0.5：0.5：2.0：1.5，用适量水溶解均匀即可；复合菌剂添加量为每100㎏集粪块加20㎏菌剂；尿素添加量根据需要确定，使C／N比控制在35左右；磷酸钙的加入将发酵物料调至微碱性7.8左右，有利于菌种生长并且可以破坏纤维素；然后搅拌补氧、热风中温干燥、二次发酵同时进行，保证发酵温度为50℃，物料湿度为60%，每立方米发酵产物通风量为0.6m³/min，发酵周期为5天；

发酵成熟的有机肥指标为：料温停止上升为60℃，pH停止下降为pH7.0，松散、无臭、棕褐色，含水量45%，总菌数>5.0×10⁸/g，其中固氮菌>2×10⁸/g；

（5）发酵成熟后的粪便进行中温热风干燥，物料表面温度不能超过60℃，使水分达到17%，以利贮存和粉碎。然后粉碎成50～75目的粉状物。根据不同作物用途进行配肥，按发酵成熟后的粪便：磷化肥；钾化肥=4:1:2的比例进行混合、造粒，最终生产成生物有机肥料。成熟后粪便与磷化肥混合比例为4:1，成熟后粪便与钾化肥混合比例为3:2.

实施例2：

步骤与实施例1相同，所不同的是，实施例1中步骤（1）中集粪块的规格和内容比例进行微调，以适应不同养殖场或者不同粪便的要求。

例如肉鸡养殖场可用规格为500*500*30cm³集粪块，每个集粪块中秸秆为40㎏、蘑菇渣6㎏、甘蔗渣6㎏、木屑10㎏，细沙砾8㎏；蛋鸡养殖场可用规格为120*400*30cm³集粪块，每个集粪块中秸秆为12㎏、蘑菇渣2㎏、甘蔗渣2㎏、木屑8㎏。

对比例1：

首先对畜禽粪便、秸轩、泥炭进行脱水、干燥、粉碎预处理，再将畜禽粪便、秸轩粉和泥炭按重量比4:2:1的比例混合，再按上述组分总量:高浓缩有机物料腐熟菌剂=8000:1的重量加入复合腐熟菌剂（菌粉组成为乳酸链球菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号10652）、醋酸甲烷八叠球菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号00288）、芽孢杆菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号01388）、啤酒酵母（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号21141）、光合细菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号00069）、放线菌（菌种来源：CGMCC；菌种保藏编号4.399），其质量比为1.0:0.8:2.0:2.0:0.8:2.0的比例混合均匀，制成高浓缩有机物料腐熟菌剂），混匀后进行堆肥发酵10天，期间需要每天对物料进行3～5次搅拌。发酵腐熟后的物料与另经单独发酵生产的功能性复合菌（菌粉质量组成为固氮菌（菌种来源：CICC；菌种保藏编号20024）:芽孢杆菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号01388）:解磷细菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号10010）:解钾细菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号10064）:光合细菌（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号00069）:啤酒酵母（菌种来源：ACCC；菌种保藏编号21141）:沼泽红假单胞菌（菌种来源：CGMCC；菌种保藏编号1.2180）=1.0:1.0:0.5:1.0:1.0:2.0:0.5）8000:1的重量比进行混合，经造粒和低温干燥处理，得到生物有机肥。

将实施例1与对比例1的进行工艺对比，所得结果如表1所示：

表1

经过对比，现有工艺操作困难，机械化程度低，出品率低，有机肥有机质含量低，有效活菌数较低，肥效相对较差；而本发明工艺机械化程度高，操作困难少，出品率高，有机肥有机质含量高，有效活菌数较高，肥效相对理想。

Claims

1.一种规模化畜禽粪便制备生物有机肥生产方法，所述方法包括：

（2）将制得的集粪块垫在猪圈或养殖场底层，进行畜禽粪便的收集和一次发酵；

（3）5～7天后，将集粪块从猪圈或养殖场中抽出，集中运至肥料生产厂进行二次发酵：将集粪块投入自动翻拌机中，搅拌、粉碎，加入用适量水溶解的复合菌剂和尿素、磷酸钙，保持发酵温度为50～55℃，物料湿度为50%～60%，每立方米发酵产物通风量为0.5～0.8m³/min，发酵5～10天；所述复合菌剂为固氮菌（Latin Name Azotobacter sp.）：蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus.Frankland）：巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）：胶冻样芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）：纤细红螺菌（Rhodospirillum）：产朊假丝酵母（Candida utilis）：沼泽红假单胞菌（Rhodop seudanonas palustris）质量比为1.0～2.0：1.0～2.0：0.5～1.0：0.5～1.0：0.5～1.0：1.0～2.0：0.5～2.0的混合物，添加量为每100㎏集粪块加20～40㎏复合菌剂；尿素添加量为使发酵物料C/N比控制在30～40之间；磷酸钙添加量为使发酵物料pH值为7.5～8.0；

（4）发酵成熟后的粪便干燥、粉碎，添加磷、钾化肥制成生物有机化肥。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（4）中有机化肥原料质量比为：发酵成熟后的粪便4～6份，磷酸铵化肥1～2份，硝酸钾化肥2～3份。