一种沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法

摘要

本发明公开了一种沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，具体包括以下步骤：(1)分别将沼渣和粪便进行脱水处理；(2)将脱水沼渣、脱水粪便和堆肥调理剂混合均匀，破碎过筛，备用；(3)在预设坡度的发酵场地上铺设防渗膜，放置曝气管；(4)堆放混合颗粒，安装拱形支撑结构，设置喷淋管；(5)覆盖一层膜，密封后开始发酵，期间进行曝气和喷淋，直至发酵结束。本发明通过脱水处理调节物料含水量，通过加入堆肥调理剂调节物料碳氮比，通过破碎调节物料粒径，通过拱形支撑结构和膜提高物料的氮含量，通过曝气和喷淋提高氧微生物的活性，从而在保证有机肥质量的同时，显著缩短了堆肥时间。

说明书

技术领域

本发明涉及有机物堆肥技术领域，更具体的说是涉及一种沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法。

背景技术

沼渣是有机物质厌氧发酵产生沼气后剩余的固形物质，富含有机质、腐殖酸、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物等，能起到很好的改良土壤的作用。沼渣还含有氮、磷、钾等元素，能满足作物生长的需要。沼渣在综合利用过程中，具有速效、迟效两种功能，可作基肥和追肥。据估计，目前我国年沼废(包括沼渣与沼液)产量高达4亿吨左右。长久以来，由于沼肥养分含量较低以及还田施用设备落后等问题，我国对于沼液与沼渣的主要处理方式仍然以将其经简单加工后作为农用肥料还田利用，因此导致目前我国沼肥利用率总体偏低。

另一方面，我国畜禽养殖业正由分散粗放饲养向集约化、规模化、规范化、标准化方向发展，畜禽养殖总量迅速增长。在畜禽养殖量增长的同时，畜禽的日排粪量是很可观的：成年母牛29kg、育肥猪7kg、羊2kg、鸡0.1kg，这些粪便若得不到及时有效的处理，将严重占用和污染土壤、水体，产生恶臭气体并造成严重污染。同时，粪便中含有许多未被消化吸收的营养物质，如反刍动物粪便中的粗纤维，猪、鸡粪中的氮，笼养蛋鸡粪便中的钙等含量均较高，有很大的利用潜力。

所谓好氧堆肥，是利用有机固体废弃物(城市垃圾、城市污泥、禽畜粪便、食品垃圾等，有机质含量一般在20％-80％)中好氧菌进行高温发酵，堆肥温度在50℃以上维持至少5天以上，高温杀灭病原菌、寄生虫卵、杂草种子，使有机物得到降解并最终转化为稳定的腐殖质的过程。与其他处理方法如填埋、焚烧相比，好氧堆肥具有建设投资少、运行费用低、无二次污染等优点，而且发酵后产品可作为肥料施用农田，适合于我国农业大国的国情。目前，几乎所有的好氧堆肥系统均是在堆体的表面覆盖一层拱形膜，优点是能够保证发酵产生的二氧化氮、氨气、硫化氢等臭气不会外溢，不但提高了有机肥的氮含量，而且对环境比较友好。但同时，拱形膜容易让堆体产生的水蒸汽透出，导致堆体中水分大量流失，堆体含水率快速降低，从而影响好氧微生物的活性，使有机质降解变慢，延长了堆肥时间。

因此，如何提供一种沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，具体包括以下步骤：

(1)分别将沼渣和粪便进行脱水处理，至含水量为50％-60％，得到脱水沼渣和脱水粪便；

(2)先将脱水沼渣和脱水粪便混合均匀，然后加入堆肥调理剂继续混合均匀，最后破碎过筛，得到混合颗粒，备用；

(3)先在预设坡度的发酵场地上铺设防渗膜，然后在防渗膜上放置与曝气泵连接的曝气管，曝气泵设置在发酵场地外部；

(4)先在曝气管上堆放混合颗粒，然后在混合颗粒上方安装拱形支撑结构，并在拱形支撑结构的中部设置与喷淋泵连接的喷淋管，喷淋泵设置在发酵场地较低一侧的渗滤池内；

(5)最后在拱形支撑结构的上方覆盖一层膜，密封后开始发酵，期间进行曝气和喷淋，直至发酵结束。

本发明的有益效果在于，通过脱水处理调节物料含水量，通过加入堆肥调理剂调节物料碳氮比，通过破碎调节物料粒径，通过拱形支撑结构和膜提高物料的氮含量，通过曝气和喷淋提高好氧微生物的活性，从而在保证有机肥质量的同时，显著缩短了堆肥时间。

进一步，上述步骤(1)中，脱水处理方式为机械脱水、热干燥或晾晒。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选脱水处理方式操作简单易控制，在不影响沼渣和粪便原有物质的同时，能够快速将沼渣和粪便脱水至含水量为50％-60％，从而有利于发酵的进行。

进一步，上述步骤(2)中，堆肥调理剂包括以下重量份的原料：稻壳30-40份、活性炭30-40份、氯化钙10-20份、过磷酸钙10-20份和沸石3-8份；混合颗粒中堆肥调理剂的质量百分比为4％-6％；混合颗粒的粒径＜3cm。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，本发明所选堆肥调理剂可有效降低堆肥过程中臭气物质(如VOCs、NH

进一步，上述步骤(3)中，预设坡度为3-6°。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过预设坡度的设置，能够使膜上形成的水蒸气滴落后汇集至渗滤池，再通过喷淋泵回流至堆体，从而避免水分流失。

进一步，上述步骤(3)中，曝气管至少放置一根，且曝气管上设有若干曝气孔；曝气管上还设有控制曝气泵的氧气传感器。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过曝气管、曝气泵和氧气传感器的设置，能在堆肥氧气含量较低时自动开启曝气泵对堆肥进行曝气，从而满足堆肥发酵的氧气要求。

进一步，上述步骤(4)中，渗滤池中设有控制喷淋泵的浮球液位开关。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，通过喷淋管、喷淋泵和浮球液位开关的设置，能在渗滤液达到一定液位后自动开启喷淋泵，将渗滤液喷淋回堆体，从而满足堆肥发酵的水分要求。

进一步，上述步骤(5)中，膜为e-PTFE膜。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，e-PTFE(膨体聚四氟乙烯)膜由聚四氟乙烯树脂经拉伸等特殊加工方法制成，白色，富有弹性和柔韧性，具有微细纤维连接而形成的网状结构，这些微细纤维形成无数细孔，使膨体PTFE可任意弯曲。通过e-PTFE膜的设置，能够保证发酵产生的挥发性有机物(VOCs)、二氧化氮、氨气、硫化氢等臭气不会外溢，不但提高了有机肥的氮含量，而且对环境比较友好。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明将沼渣和粪便作为堆肥原料，一方面，由沼渣和粪便制得的有机肥富含有机质、腐殖质、微量营养元素、多种氨基酸、酶类和有益微生物，质地疏松、保墒性能好、酸碱度适中，能起到很好的改良土壤的作用；另一方面，解决了沼渣和粪便的大量剩余问题，变废为宝，绿色环保，符合可持续发展要求。

2、本发明与现有技术最大的区别是保水和保温，让水分一直维持在50％-60％，解决了堆体中水分大量流失的问题，具有较好的保温效果，从而能够使好氧微生物在堆肥过程中发挥最有效的作用，加快了堆肥进程，缩短了堆肥时间。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，具体包括以下步骤：

(1)分别将沼渣和粪便进行机械脱水处理，至含水量为50％，得到脱水沼渣和脱水粪便；

(2)先将脱水沼渣和脱水粪便混合均匀，然后加入堆肥调理剂继续混合均匀，最后破碎过筛，得到粒径＜3cm的混合颗粒，备用；

其中，每100kg堆肥调理剂中包括：稻壳30kg、活性炭30kg、氯化钙20kg、过磷酸钙12kg和沸石8kg；

混合颗粒中堆肥调理剂的质量百分比为4％；

(3)先在预设坡度3°的发酵场地上铺设防渗膜，然后在防渗膜上放置与曝气泵连接的曝气管，曝气泵设置在发酵场地外部；

其中，曝气管放置一根，且曝气管上设有若干曝气孔，曝气管上还设有控制曝气泵的氧气传感器，能在堆肥氧气含量较低时自动开启曝气泵对堆肥进行曝气，从而满足堆肥发酵的氧气要求；

(4)先在曝气管上堆放混合颗粒，然后在混合颗粒上方安装拱形支撑结构，并在拱形支撑结构的中部设置与喷淋泵连接的喷淋管，喷淋泵设置在发酵场地较低一侧的渗滤池内；

其中，渗滤池中设有控制喷淋泵的浮球液位开关，能在渗滤液达到一定液位后自动开启喷淋泵，将渗滤液喷淋回堆体，从而满足堆肥发酵的水分要求；

(5)最后在拱形支撑结构的上方覆盖一层e-PTFE膜，密封后开始发酵，期间进行曝气和喷淋，直至发酵结束。

实施例2

沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，具体包括以下步骤：

(1)分别将沼渣和粪便进行热干燥脱水处理，至含水量为55％，得到脱水沼渣和脱水粪便；

(2)先将脱水沼渣和脱水粪便混合均匀，然后加入堆肥调理剂继续混合均匀，最后破碎过筛，得到粒径＜3cm的混合颗粒，备用；

其中，每100kg堆肥调理剂中包括：稻壳35kg、活性炭35kg、氯化钙10kg、过磷酸钙15kg和沸石5kg；

混合颗粒中堆肥调理剂的质量百分比为5％；

(3)先在预设坡度5°的发酵场地上铺设防渗膜，然后在防渗膜上放置与曝气泵连接的曝气管，曝气泵设置在发酵场地外部；

其中，曝气管放置三根，且曝气管上设有若干曝气孔，曝气管上还设有控制曝气泵的氧气传感器，能在堆肥氧气含量较低时自动开启曝气泵对堆肥进行曝气，从而满足堆肥发酵的氧气要求；

(4)先在曝气管上堆放混合颗粒，然后在混合颗粒上方安装拱形支撑结构，并在拱形支撑结构的中部设置与喷淋泵连接的喷淋管，喷淋泵设置在发酵场地较低一侧的渗滤池内；

其中，渗滤池中设有控制喷淋泵的浮球液位开关，能在渗滤液达到一定液位后自动开启喷淋泵，将渗滤液喷淋回堆体，从而满足堆肥发酵的水分要求；

(5)最后在拱形支撑结构的上方覆盖一层e-PTFE膜，密封后开始发酵，期间进行曝气和喷淋，直至发酵结束。

实施例3

沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，具体包括以下步骤：

(1)分别将沼渣和粪便进行晾晒脱水处理，至含水量为60％，得到脱水沼渣和脱水粪便；

(2)先将脱水沼渣和脱水粪便混合均匀，然后加入堆肥调理剂继续混合均匀，最后破碎过筛，得到粒径＜3cm的混合颗粒，备用；

其中，每100kg堆肥调理剂中包括：稻壳40kg、活性炭37kg、氯化钙10kg、过磷酸钙10kg和沸石3kg；

混合颗粒中堆肥调理剂的质量百分比为6％；

(3)先在预设坡度6°的发酵场地上铺设防渗膜，然后在防渗膜上放置与曝气泵连接的曝气管，曝气泵设置在发酵场地外部；

其中，曝气管放置五根，且曝气管上设有若干曝气孔，曝气管上还设有控制曝气泵的氧气传感器，能在堆肥氧气含量较低时自动开启曝气泵对堆肥进行曝气，从而满足堆肥发酵的氧气要求；

(4)先在曝气管上堆放混合颗粒，然后在混合颗粒上方安装拱形支撑结构，并在拱形支撑结构的中部设置与喷淋泵连接的喷淋管，喷淋泵设置在发酵场地较低一侧的渗滤池内；

其中，渗滤池中设有控制喷淋泵的浮球液位开关，能在渗滤液达到一定液位后自动开启喷淋泵，将渗滤液喷淋回堆体，从而满足堆肥发酵的水分要求；

(5)最后在拱形支撑结构的上方覆盖一层e-PTFE膜，密封后开始发酵，期间进行曝气和喷淋，直至发酵结束。

对比例1

沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，与实施例2的区别仅在于，步骤(2)中未加入堆肥调理剂。

对比例2

沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，与实施例2的区别仅在于，步骤(3)中未设置曝气管、氧气传感器和曝气泵。

对比例3

沼渣和粪便混合覆膜好氧堆肥的方法，与实施例2的区别仅在于，步骤(4)中未设置喷淋管、喷淋泵、浮球液位开关和渗滤池。

性能测试

1、国家标准检测

各取实施例1-3好氧堆肥制得的有机肥，通风成化一段时间将含水率缩小至30％以下，制成商品有机肥，然后分别按照NY 525-2012《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料》中的检测方法和指标，测定其外观指标、技术指标和重金属限量指标。结果如表1所示。

表1实施例1-3有机肥国家标准检测结果

由表1可知，本发明实施例1-3有机肥的外观指标、技术指标和重金属限量指标均符合NY 525-2012《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料》检测指标，并大幅度提高了营养物质的含量，降低了重金属元素的含量。

2、有机肥参数检测

各取实施例1-3和对比例1-3好氧堆肥制得的有机肥，分别对其堆肥时间、全氮含量、NH

表2实施例1-3和对比例1-3有机肥参数检测结果

由表2可知，与对比例1-3相比，本发明实施例1-3能显著缩短堆肥时间，并提高有机肥的全氮含量、VOCs去除率、NH

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。