本發(fā)明涉及處理有機(jī)廢棄物的方法，特別涉及雙重生物法處理農(nóng)林固體有機(jī)廢棄物的方法。
背景技術(shù)：
以農(nóng)林生產(chǎn)廢棄物為代表的高纖維素高木質(zhì)素固體有機(jī)廢棄物很難被降解并在農(nóng)林生產(chǎn)中被高效資源化利用，傳統(tǒng)的處理方式是將農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中的枯枝落葉、修剪的枝、落葉雜草等都作為垃圾被運走填埋、堆漚緩慢降解或違規(guī)焚燒，形成嚴(yán)重的有機(jī)物污染源，不能就地還田，破壞了土壤的有機(jī)生態(tài)循環(huán)，造成了大量的環(huán)境污染和資源的浪費，致使自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)能量循環(huán)阻斷。
農(nóng)林廢棄物富含的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素等，單純經(jīng)微生物處理堆漚發(fā)酵后，木質(zhì)素和纖維素不能全部被快速降解利用轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，較難利用的木質(zhì)素在土壤中降解緩慢。
蚯蚓被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”，它通過取食、消化、等活動可以采食消化自然界中幾乎所有的微生物和有機(jī)質(zhì)，包括細(xì)菌真菌等各類微生物。目前利用蚯蚓處理園林廢棄物方面研究尚為空白。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了彌補(bǔ)以上領(lǐng)域的空白，本發(fā)明提供了一種處理固體有機(jī)廢棄物的方法。
本發(fā)明所提供的處理固體有機(jī)廢棄物的方法，包括如下步驟：
(1)粉碎固體有機(jī)廢棄物：將農(nóng)林固體有機(jī)廢棄物進(jìn)行粉碎揉搓至粒徑小于5mm，得到粉碎后的固體有機(jī)廢棄物；
(2)發(fā)酵腐熟有機(jī)廢棄物：將所述步驟(1)得到的粉碎后的固體有機(jī)廢棄物加水或加微生物菌劑或加生物酵素及水拌勻使物料含水量控制在60％-70％，并在0℃以上環(huán)境溫度中進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵周期為30天，得到發(fā)酵腐熟后的有機(jī)廢棄物；
(3)蚯蚓消化處理：將所述步驟(2)得到的發(fā)酵腐熟后的有機(jī)廢棄物溫度降低至35℃以下，并調(diào)整含水量至50-70％，按4kg/m3-6kg/m3接種蚯蚓種群進(jìn)行消化和降解，蚯蚓處理前期15天-20天內(nèi)以微生物菌絲為食物，主要是放線菌、真菌、乳酸菌等，同時分泌纖維素、木質(zhì)素溶解酶溶解固體有機(jī)物，20-30天后開始采食消化，60天-80天后完成消化處理，即得到最終產(chǎn)物為有機(jī)肥。
所述步驟(2)中所述生物酵素是由如下方法制備得到的：以紅糖、水果和水為原料，按照質(zhì)量比為1:3:7的比例，在溫度為20℃-30℃環(huán)境發(fā)酵25-35天；
所述生物酵素與所述粉碎后的固體有機(jī)廢棄物的質(zhì)量比為1:10。
所述水果選自蘋果、葡萄、桃、杏中的一種或多種。
所述步驟(2)中所述微生物菌劑與所述粉碎后的固體有機(jī)廢棄物的質(zhì)量比為0.5-1％。
所述微生物菌劑含有如下微生物中的一種或多種：芽孢桿菌、酵母菌、放線菌、真菌、乳酸菌。
所述步驟(2)的環(huán)境溫度控制在20℃-40℃為最佳。
所述步驟(2)中所述發(fā)酵的過程溫度為55-75℃。
所述步驟(2)中所述發(fā)酵腐熟后的有機(jī)廢棄物為長出肉眼可見菌絲的有機(jī)廢棄物。
所述固體有機(jī)廢棄物為來自農(nóng)作物和/或林木的枯枝落葉、修剪的枝葉、雜草和/或秸稈。
所述處理固體有機(jī)廢棄物的方法在處理農(nóng)業(yè)和/或林業(yè)生產(chǎn)中的固體有機(jī)廢棄物中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提出了利用微生物菌劑和蚯蚓相結(jié)合的“雙重生物法”處理農(nóng)林業(yè)固體廢棄物的方法，利用生物酵素、微生物菌劑將農(nóng)林廢棄物進(jìn)行發(fā)酵腐熟，繼而利用蚯蚓繼續(xù)進(jìn)行消化，加快了農(nóng)林固體廢棄物無害化處理，資源化利用的速度。
“雙重生物法”，是指利用生物酵素、微生物菌劑發(fā)酵腐熟農(nóng)林有機(jī)廢棄物，然后利用蚯蚓對有機(jī)物料進(jìn)一步消化分解，最終產(chǎn)出物為生物腐殖質(zhì)直接還田利用，達(dá)到減量化無害化處理高纖維素、木質(zhì)素等農(nóng)林固體有機(jī)廢棄物的目的。
本發(fā)明所提到微生物菌劑，即利用市場常見的有機(jī)廢棄物腐熟劑或菌劑的優(yōu)選產(chǎn)品，含有如下微生物中的一種或多種：芽孢桿菌、酵母菌、放線菌、真菌、乳酸菌等。在用于農(nóng)林固體廢棄物發(fā)酵腐熟過程中，微生物快速增長繁殖，物料快速升溫，最終長滿菌絲包裹固體有機(jī)廢棄物，在升溫過程中軟化腐熟纖維素木質(zhì)素。相應(yīng)的，也可以不加入有機(jī)腐熟劑或菌劑、生物酵素等，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整園林廢棄物的含水量，也能實現(xiàn)園林廢棄物發(fā)酵，但全部降解周期大大延長。
本發(fā)明蚯蚓消化處理，是利用前一步驟得到的含有大量未降解木質(zhì)素纖維素和菌絲的物料作為蚯蚓食物，蚯蚓通過采食細(xì)菌和細(xì)菌代謝產(chǎn)物獲得初期食物來源，同時分泌纖維素木質(zhì)素溶解酶，完成對木質(zhì)素的進(jìn)一步軟化降解，使蚯蚓可以采食消化，最終實現(xiàn)減量處理、廢棄物轉(zhuǎn)化和蚯蚓數(shù)量增長三個目的。
本發(fā)明結(jié)合了微生物菌劑發(fā)酵腐熟和蚯蚓采食消化各類有機(jī)物的優(yōu)點，形成了快速徹底完成對園林廢棄物的降解和資源化利用的技術(shù)方案。
具體實施方式
下面通過具體實施方式的詳細(xì)描述來進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不是對本發(fā)明的限制，僅僅做示例說明。下述實例僅僅是對本發(fā)明的進(jìn)一步解釋，并不是對本發(fā)明的限定，通過將上述方案進(jìn)行簡單的調(diào)整進(jìn)而得到的方案，同樣在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
實施例1、利用雙重生物法處理固體有機(jī)廢棄物的方法
本實施例的利用雙重生物法處理固體有機(jī)廢棄物的方法，按照以下步驟進(jìn)行：
一、有機(jī)廢棄物粉碎：將來自農(nóng)作物和/或林木的枯枝落葉、修剪的枝葉、雜草和/或秸稈等高木質(zhì)素、高纖維素有機(jī)廢棄物利用小型設(shè)備(如：比特爾betelte牽引式碎枝機(jī))或大型設(shè)備進(jìn)行粉碎揉搓至粒徑小于5mm。
二、微生物菌劑堆漚腐熟有機(jī)廢棄物：將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物物加水或加微生物菌劑或加生物酵素及水拌勻使物料含水量控制在60％，并在0℃以上環(huán)境溫度中進(jìn)行發(fā)酵，最佳溫度環(huán)境20℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，視微生物菌劑菌種而異，一般發(fā)酵溫度在55-75℃，發(fā)酵周期約30天，得到發(fā)酵腐熟后的有機(jī)廢棄物，其為長出肉眼可見菌絲的有機(jī)廢棄物。
(1)直接加水混拌的情況：將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物直接加水混拌，物料含水量控制在60％，環(huán)境溫度為20℃，發(fā)酵溫度為55℃，發(fā)酵周期為30天；
(2)加入微生物菌劑的情況：本實施例所用的微生物菌劑為北京嘉博文生物科技有限公司生產(chǎn)的“肥力酵父”功能增效菌劑。將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物按照“肥力酵父“功能增效劑每1kg處理1噸粉碎好的林木廢棄物的比例加入微生物菌劑，物料含水量控制在60％；環(huán)境溫度為25℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，發(fā)酵溫度為60℃，發(fā)酵周期為30天。
(3)加入生物酵素的情況：自制生物酵素按1％濃度，每10kg自制生物酵素，處理1噸粉碎好的林木廢棄物，物料含水量控制在60％；環(huán)境溫度為20℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，發(fā)酵溫度在60℃，發(fā)酵溫度55℃，發(fā)酵周期為30天。
自制生物酵素是由如下方法制備得到的：以紅糖、水果和水為原料，按照質(zhì)量比為1:3:7的比例，在溫度為20℃℃環(huán)境發(fā)酵25天即得到所述生物酵素。所述水果選自蘋果、葡萄、桃、杏等任何種類的水果中的一種或多種。
三、蚯蚓消化處理：經(jīng)微生物菌劑堆漚發(fā)酵腐熟的廢棄物發(fā)酵完成后溫度降低至35℃以下，調(diào)整含水量至50％，按每立方米4kg/m3接種蚯蚓種群進(jìn)行消化和降解，根據(jù)現(xiàn)場條件可采用堆肥、樹下、田間溝施方式供蚯蚓采食消化，即60天后完成消化處理，最終產(chǎn)物為生物腐殖質(zhì)，蚯蚓糞及蚯蚓活動又能夠改善土壤生態(tài)。
四、檢測最終產(chǎn)物中養(yǎng)分含量
(1)檢測方法：
根據(jù)有機(jī)肥檢測標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012檢測，檢測設(shè)備原子吸收光譜儀、紫外可見分光光度計等。
(2)檢測結(jié)果：
根據(jù)有機(jī)肥檢測標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容分析，有機(jī)肥料的總養(yǎng)分指標(biāo)為≥5％，即指全氮+總磷+總鉀的含量≥5％，在以上三組實驗中，固體有機(jī)廢棄物經(jīng)過不同的發(fā)酵處理，再經(jīng)過蚯蚓消化處理后，總養(yǎng)分有明顯差異，在經(jīng)過人工培養(yǎng)的微生物處理實驗中，經(jīng)蚯蚓處理后的最終產(chǎn)物總養(yǎng)分均達(dá)到≥5％的標(biāo)準(zhǔn)，并且明顯高于自然堆漚發(fā)酵處理的結(jié)果，而在實驗過程中經(jīng)過培養(yǎng)微生物處理的實驗組被蚯蚓消化的速度更快，說明在利用這一技術(shù)處理，利用經(jīng)培養(yǎng)的微生物處理相對于有機(jī)廢棄物自然堆漚發(fā)酵，可以提高蚯蚓消化效率并有助于提高最終產(chǎn)物的營養(yǎng)成分，使其可以達(dá)到有機(jī)肥的國家標(biāo)準(zhǔn)。通過處理剩余物的篩分分級，可以看出，利用蚯蚓完成最終的消化處理，雖然處理剩余物的營養(yǎng)成分有所差異，但是在處理后的物理性狀方面沒有明顯區(qū)別，主要體現(xiàn)在蚯蚓處理農(nóng)林固體有機(jī)廢棄物的優(yōu)勢，最終可將較大顆粒的農(nóng)林廢棄物消化。
實施例2、利用雙重生物法處理固體有機(jī)廢棄物的方法
本實施例的利用雙重生物法處理固體有機(jī)廢棄物的方法，按照以下步驟進(jìn)行：
一、有機(jī)廢棄物粉碎：將農(nóng)林廢棄物、秸稈或雜草等高木質(zhì)素、高纖維素有機(jī)廢棄物利用小型設(shè)備(如：比特爾betelte牽引式碎枝機(jī))或大型設(shè)備進(jìn)行粉碎揉搓至粒徑小于5mm。
二、微生物菌劑堆漚腐熟有機(jī)廢棄物：將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物加水或加微生物菌劑或加生物酵素及水拌勻使物料含水量控制在65％之間。環(huán)境溫度需在0℃以上，最佳溫度環(huán)境30℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，視微生物菌劑菌種而異，一般發(fā)酵溫度在55-75℃范圍，發(fā)酵周期約30天，得到發(fā)酵腐熟后的有機(jī)廢棄物，其為長出肉眼可見菌絲的有機(jī)廢棄物。
(1)直接加水混拌的情況：將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物直接加水混拌，物料含水量控制在65％。環(huán)境溫度為30℃，發(fā)酵溫度為60℃，發(fā)酵周期為30天；
(2)加入微生物菌劑的情況：本實施例所用的微生物菌劑為北京嘉博文生物科技有限公司生產(chǎn)的“肥力酵父”功能增效菌劑。將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物按照“肥力酵父“功能增效劑每20kg處理1噸粉碎好的林木廢棄物的比例加入微生物菌劑，物料含水量控制在65％；環(huán)境溫度為28℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，發(fā)酵溫度為65℃，發(fā)酵周期為30天。
(3)加入生物酵素的情況：自制生物酵素按1％濃度，每10kg自制生物酵素，處理1噸粉碎好的林木廢棄物，物料含水量控制在65％；環(huán)境溫度為22℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，發(fā)酵溫度在63℃，發(fā)酵周期為30天。
自制生物酵素是由如下方法制備得到的：以紅糖、水果和水為原料，按照質(zhì)量比為1:3:7的比例，在溫度為25℃環(huán)境發(fā)酵30天即得到所述生物酵素。所述水果選自蘋果、葡萄、桃、杏等任何種類的水果中的一種或多種。
三、蚯蚓消化處理：經(jīng)微生物菌劑堆漚發(fā)酵腐熟的廢棄物發(fā)酵完成后溫度降低至35℃以下，調(diào)整含水量至60％，按每立方米5kg/m3接種蚯蚓種群進(jìn)行消化和降解，根據(jù)現(xiàn)場條件可采用堆肥、樹下、田間溝施方式供蚯蚓采食消化，即70天后完成消化處理，最終產(chǎn)物為生物腐殖質(zhì)，蚯蚓糞及蚯蚓活動又能夠改善土壤生態(tài)。
四、檢測最終產(chǎn)物中養(yǎng)分含量
(1)檢測方法：
根據(jù)有機(jī)肥檢測標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012檢測，檢測設(shè)備原子吸收光譜儀、紫外可見分光光度計等。
(2)檢測結(jié)果：
與實施例1中無顯著差異。
實施例3、利用雙重生物法處理固體有機(jī)廢棄物的方法
本實施例的利用雙重生物法處理固體有機(jī)廢棄物的方法，按照以下步驟進(jìn)行：
一、有機(jī)廢棄物粉碎：將農(nóng)林廢棄物、秸稈或雜草等高木質(zhì)素、高纖維素有機(jī)廢棄物利用小型設(shè)備(如：比特爾betelte牽引式碎枝機(jī))或大型設(shè)備進(jìn)行粉碎揉搓至粒徑小于5mm。
二、微生物菌劑堆漚腐熟有機(jī)廢棄物：將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物加水或加微生物菌劑或加生物酵素及水拌勻使物料含水量控制在70％之間。環(huán)境溫度需在0℃以上，最佳溫度環(huán)境40℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，視微生物菌劑菌種而異，一般發(fā)酵溫度在55-75℃，發(fā)酵周期約30天，得到發(fā)酵腐熟后的有機(jī)廢棄物，其為長出肉眼可見菌絲的有機(jī)廢棄物。
(1)直接加水混拌的情況：將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物直接加水混拌，物料含水量控制在70％。環(huán)境溫度為40℃，發(fā)酵溫度為75℃，發(fā)酵周期為30天；
(2)加入微生物菌劑的情況：本實施例所用的微生物菌劑為北京嘉博文生物科技有限公司生產(chǎn)的“肥力酵父”功能增效菌劑。將步驟一粉碎好的有機(jī)廢棄物按照“肥力酵父“功能增效劑每50kg處理1噸粉碎好的林木廢棄物的比例加入微生物菌劑，物料含水量控制在70％；環(huán)境溫度為30℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，發(fā)酵溫度為70℃，發(fā)酵周期為30天。
(3)加入生物酵素的情況：自制生物酵素按1％濃度，每10kg自制生物酵素，處理1噸粉碎好的林木廢棄物，物料含水量控制在70％；環(huán)境溫度為25℃，物料堆積發(fā)酵過程中會放熱升溫，發(fā)酵溫度在65℃，發(fā)酵周期為30天。
自制生物酵素是由如下方法制備得到的：以紅糖、水果和水為原料，按照質(zhì)量比為1:3:7的比例，在溫度為30℃環(huán)境發(fā)酵35天即得到所述生物酵素。所述水果選自蘋果、葡萄、桃、杏等任何種類的水果中的一種或多種。
三、蚯蚓消化處理：經(jīng)微生物菌劑堆漚發(fā)酵腐熟的廢棄物發(fā)酵完成后溫度降低至35℃以下，調(diào)整含水量至70％，按每立方米6kg/m3接種蚯蚓種群進(jìn)行消化和降解，根據(jù)現(xiàn)場條件可采用堆肥、樹下、田間溝施方式供蚯蚓采食消化，即80天后完成消化處理，最終產(chǎn)物為生物腐殖質(zhì)，蚯蚓糞及蚯蚓活動又能夠改善土壤生態(tài)。
四、檢測最終產(chǎn)物中養(yǎng)分含量
(1)檢測方法：
根據(jù)有機(jī)肥檢測標(biāo)準(zhǔn)NY525-2012檢測，檢測設(shè)備原子吸收光譜儀、紫外可見分光光度計等。
(2)檢測結(jié)果：
與實施例1中無顯著差異。