一種養(yǎng)殖廢物快速干燥堆肥化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種養(yǎng)殖廢物快速干燥堆肥化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展迅速，伴隨著產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢物，據(jù)統(tǒng)計(jì)2010年全國畜禽糞便產(chǎn)量為25~30億t，若直接排入環(huán)境，將對(duì)水體、大氣和土壤造成嚴(yán)重污染，值得注意的是養(yǎng)殖廢物中流失的N、P已成為地表水體富營養(yǎng)化的重要原因之一。好氧堆肥因處理成本低、無害化程度高、處理能力大，已成一種被廣泛應(yīng)用的養(yǎng)殖廢物資源化利用技術(shù)。由于養(yǎng)殖廢物的含水量高，一般在70%~90%，我國《有機(jī)肥料國家標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定有機(jī)肥產(chǎn)品含水率要少于20%，如何快速干燥成為好氧堆肥的一個(gè)研宄重點(diǎn)，包括堆肥之前的含水量預(yù)調(diào)節(jié)和堆肥過程中的快速干燥。
[0003]堆肥之前要進(jìn)行水分預(yù)調(diào)節(jié)，含水量太高會(huì)因通氣不良而出現(xiàn)堆肥溫度上升慢、臭氣產(chǎn)量大，搬運(yùn)攪拌不方便等問題，最優(yōu)初始含水量是50°/『68%。利用機(jī)械脫水(如，離心、壓濾、機(jī)械格柵等)和加熱干燥(如，熱能、太陽能、微波干燥等)進(jìn)行預(yù)干燥能有效調(diào)節(jié)初始含水量，但該法成本高，還會(huì)產(chǎn)生大量惡臭氣體和污水；此外，添加具有一定吸水性的材料(如，煙末、鋸末、沸石等)是一種環(huán)保、低成本的調(diào)節(jié)方法，這類材料還具有增加通氣性、調(diào)節(jié)碳氮比的特點(diǎn)。中國專利CN 104150989 A加入20%的秸桿粉末調(diào)節(jié)水含量，但大量秸桿粉末會(huì)影響好氧微生物的代謝活動(dòng)，延長堆肥周期。中國專利CN 103708866 A提供了一種添加面粉廠下腳料調(diào)節(jié)水分的方法，該法雖然升溫快，堆肥周期短，但其在升溫階段不斷補(bǔ)充氧，降溫階段進(jìn)行攪拌發(fā)酵，增加了堆肥成本。
[0004]好氧堆肥過程的脫水主要是由生物干燥完成的，即利用微生物分解有機(jī)物產(chǎn)生的熱量，促進(jìn)水分蒸發(fā)起到干燥的作用，能將含水量降到20%左右。好氧堆肥是一個(gè)階段性的過程，包括低溫階段、中溫階段、高溫階段和降溫階段，不同階段的微生物群體不同，升溫由低溫階段微生物分解簡單的有機(jī)物產(chǎn)生熱量開始，達(dá)到一定溫度后進(jìn)入下一個(gè)階段，而且需要經(jīng)歷一個(gè)適應(yīng)的過程，如果氧被消耗，這個(gè)過程會(huì)更長；而堆肥過程中水分的蒸發(fā)主要在這兩個(gè)階段進(jìn)行，養(yǎng)殖廢物的分解也主要靠中溫階段和高溫階段的微生物種群完成；因此，快速升溫使堆肥過程迅速進(jìn)入中溫階段和高溫階段將能有效減少堆肥周期。
[0005]目前好氧堆肥主要存在的問題:
(I)升溫慢。好氧堆肥的升溫由低溫型微生物代謝產(chǎn)熱開始，升溫慢，而且提前消耗了簡單有機(jī)物和氧，剩下的木質(zhì)素、半纖維素和纖維素等復(fù)雜的有機(jī)物不易被分解利用，影響后續(xù)的升溫過程；(2)堆肥過程中pH變化較大。堆肥初期有機(jī)物被分解過程中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸降低pH，pH值小于5會(huì)抑制堆肥反應(yīng)的進(jìn)行，pH值大于9時(shí)營養(yǎng)物質(zhì)易揮發(fā)且產(chǎn)生臭氣；
(3)堆肥周期長。堆肥前的含水量調(diào)節(jié)以及堆肥過程中的升溫快慢、氧含量等都是影響腐熟和脫水速度的因素，如何低成本有效的控制這些因素縮短堆肥周期是堆肥技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中主要存在的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種養(yǎng)殖廢物快速干燥堆肥化的方法，以有機(jī)質(zhì)含量豐富的養(yǎng)殖廢物為原料，分階段加入氧化鈣、膨脹劑、PH調(diào)節(jié)劑、接種物和補(bǔ)氧劑進(jìn)行好氧堆肥，使堆肥迅速進(jìn)入中、高溫階段，實(shí)現(xiàn)快速升溫，高效脫水，縮短堆肥周期。
[0007]本發(fā)明養(yǎng)殖廢物快速干燥堆肥化的方法，以養(yǎng)殖廢物為原料，分階段添加氧化鈣、膨脹劑、PH調(diào)節(jié)劑、接種物和補(bǔ)氧劑；其中，所述膨脹劑為煙末、鋸末、粉碎稻殼、麥秸、草炭中的一種或幾種的混合物；所述PH調(diào)節(jié)劑為磷酸氫鈣、磷酸氫二鉀中的一種；所述的接種物為市售的有機(jī)肥生物菌種，或養(yǎng)殖廢物堆肥溫度到30~50°C時(shí)表層以下10~20cm含有菌絲的混合物；所述的補(bǔ)氧劑為過氧化鈣、過氧化鉀中的一種。
[0008]其中，按養(yǎng)殖廢物總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì)，氧化鈣、膨脹劑、pH調(diào)節(jié)劑和補(bǔ)氧劑的用量分別為 4%~8%、5%~15%、2%~4% 和 1%~3%。
[0009]其中，當(dāng)接種物為市售的有機(jī)肥生物菌種時(shí)，使用量為養(yǎng)殖廢物質(zhì)量的
0.2%~0.5% ;當(dāng)接種物為堆肥溫度到30~50°C時(shí)表層以下10~20cm含有菌絲的混合物時(shí)，使用量為養(yǎng)殖廢物的8%~15%。
[0010]本養(yǎng)殖廢物快速干燥堆肥化的方法的具體堆肥操作如下:
(I)將氧化鈣和膨脹劑按配比加入養(yǎng)殖廢物中，混合均勻，攤開靜置3~6min ;
(2 )將pH調(diào)節(jié)劑加入步驟(I)混合物中，混合均勻，靜置l~3min ；
(3)按接種物加入步驟(2)得到的混合物中，混合均勻后開始堆肥，堆積高度為
0.8?1.5m ；
(4)在堆肥過程中監(jiān)測(cè)堆體溫度，堆體溫度達(dá)到60°C以上時(shí)進(jìn)行第一次翻堆，并在堆體內(nèi)混入補(bǔ)氧劑；
(5)隨后每3~4天進(jìn)行一次翻堆，堆體溫度將至40°C以下且不再升高時(shí)，堆肥結(jié)束。
[0011]其中，步驟(4)中所述的堆體溫度為沿堆體高線自上而下1/3處的溫度。
[0012]本發(fā)明的快速干燥堆肥化，是在加入藥劑的共同作用下完成的。
[0013]氧化劑是本發(fā)明的核心成分，其主要作用是水分預(yù)調(diào)節(jié)、快速提高初始溫度和生物質(zhì)預(yù)處理，促進(jìn)堆肥過程快速進(jìn)入中、高溫階段。(I)加入氧化鈣(CaO)時(shí)，其吸收水生成氫氧化鈣(Ca(OH)2),放出大量熱量，形成局部高溫，殺死雜菌；(2)堆肥開始時(shí)溫度為30~40°C，中溫型微生物利用充足的氧氣和大量易分解的有機(jī)物迅速繁殖、代謝產(chǎn)熱，繼續(xù)升高溫度，快速蒸發(fā)水分；(3)生成的氫氧化鈣(Ca(OH)2)使初始的堆肥環(huán)境偏堿性，難降解的有機(jī)物經(jīng)堿性處理后更利于生物降解，隨后氫氧化鈣吸收生物降解過程中產(chǎn)生的二氧化碳生成碳酸鈣(CaCO3)和碳酸氫鈣(Ca(HCO3)2),堆肥環(huán)境pH值降低，同時(shí)改善養(yǎng)殖廢物的疏松程度。
[0014]膨脹劑在本發(fā)明中的主要作用是改善養(yǎng)殖廢物的疏松程度，提高通氣性，為好氧微生物的代謝活動(dòng)提供一個(gè)有氧的環(huán)境；此外膨脹劑同時(shí)具有吸水性，有助于堆肥前含水量的預(yù)調(diào)節(jié)。
[0015]pH調(diào)節(jié)劑磷酸氫鈣(CaHPO4)或磷酸氫二鉀(K2HPO4)添加肥料所需的磷含量，并在堆肥過程中起到PH的緩沖和保護(hù)作用，將堆肥pH值穩(wěn)定在6~9之間。
[0016]補(bǔ)氧劑在本發(fā)明中的作用是產(chǎn)生氧氣，為好氧微生物提供有氧的環(huán)境。過氧化鈣吸收水分并生成氧氣，其反應(yīng)產(chǎn)物能吸收二氧化碳。過氧化鈉和過氧化鉀吸收二氧化碳產(chǎn)生氧氣。在有膨脹劑的作用下，添加劑產(chǎn)生的氧氣會(huì)被前者吸收儲(chǔ)存，在堆肥環(huán)境中氧含量降低時(shí)釋放補(bǔ)充，維持一個(gè)有氧的環(huán)境。
[0017]接種物給好氧堆肥提供一個(gè)完整的生物群體，在不同溫度堆肥階段里都有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)種群。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(O快速升溫。不使用能源的情況下養(yǎng)殖廢物迅速升溫，堆肥過程跳過低溫階段直接進(jìn)入中溫階段，避免氧氣和易分解的有機(jī)物提前消耗，使中溫型微生物能快速繁殖、代謝產(chǎn)熱，達(dá)到快速升溫的目的；
(2)pH值穩(wěn)定。加入的磷酸氫鈣和生成的碳酸氫鈣都具有緩沖pH的作用，使堆肥環(huán)境的pH值穩(wěn)定在6~9之間；
(3)緩釋補(bǔ)氧。維持氧含量能保證好氧微生物持續(xù)分解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生熱量，促進(jìn)堆肥腐熟和水分蒸發(fā)；
(4)堆肥周期短。本發(fā)明通過加快升溫速度、穩(wěn)定pH值和緩釋補(bǔ)氧減少堆肥周期。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限與所述內(nèi)容。
[0020]實(shí)施例1、以奶牛糞便作為堆肥原料進(jìn)行好氧堆肥，牛糞含水量約為86%，堆肥環(huán)境溫度約為25°C，藥劑的添加量以堆肥原料的質(zhì)量百分比計(jì)，具體操作如下:
(1)分別將7%的氧化鈣和13%的煙末加入堆肥原料中，混合均勻，攤開靜置3min后加入養(yǎng)殖廢物質(zhì)量3%的磷酸氫二鉀，攤開靜置2min ；
(2)取0.1%的接種物(有機(jī)物料腐熟劑)，灑入步驟(I)得到的混合物，混合均勻后堆成高Im的堆垛開始堆肥；
(3)3天后堆體溫度達(dá)到60°C，進(jìn)行第一次翻堆，隨后每4天進(jìn)行一次翻堆，并在堆體內(nèi)混入1%的補(bǔ)氧劑過氧化鈣，到第25天堆體溫度穩(wěn)定至40°C以下，結(jié)束堆肥。
[0021