CN101456762A - 一种堆肥促进剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种堆肥促进剂，具体是涉及一种由烷基多糖苷、腐植酸或腐植酸盐和制糖废液制备而成的催肥促进剂。其中，含有烷基多糖苷0.05～0.25重量份、腐植酸或腐植酸盐0.1～1重量份、制糖废液0.5～2重量份和水96.3～99.3重量份。本发明的堆肥促进剂无毒，对环境无污染，价格低廉；本发明的堆肥促进剂的使用方法简单易行，堆肥发酵起温快，高温期长，比传统常规堆肥方法缩短堆肥腐熟周期，可有效提高堆肥效率和腐熟程度，改善农用堆肥品质。

Description

一种堆肥促进剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种堆肥促进剂，具体是涉及一种由烷基多糖苷、腐植酸或腐植酸盐和制糖废液制备而成的堆肥促进剂。

背景技术

目前我国城市及农村产生的各类固体有机废弃物已达到惊人数量，全国每年仅畜禽粪便产生量就达20多亿吨，农作物秸秆7亿吨，这部分有机废弃物若不加以合理利用，不仅会导致有机物资源的大量浪费，而且还会造成环境的严重污染。固体有机废弃物的处理应以资源化利用为主导方向，主要的技术途径就是通过对这些废弃物资源进行生物好氧堆肥处理，实现废弃物无害化、减量化和资源化利用。传统的好氧堆肥技术主要采用增加微生物的营养物质和改善堆肥环境条件为主要方法，利用堆料中土著微生物来分解有机物。传统堆肥一般发酵周期较长，难以满足工业化生产的需要，而且在发酵过程中常常不容易达到高温，尤其在冬天更为突出，造成无害化程度低。目前，为了加快堆肥进程，提高堆肥产品质量，除通过改进堆肥工艺外，还研究开发出一系列堆肥添加剂，如微生物接种剂、复合发酵菌液、营养调节剂和调理剂等，不仅优化了堆肥过程的环境条件，提高微生物活性；而且加快堆肥进程，促进堆肥的腐熟。

已有专利文献和研究文献表明，在好氧堆肥过程中，微生物对有机物的分解是在堆料间隙中有机物颗粒表面的一层液态膜中进行，反应体系内有机物颗粒间隙的物化条件对堆肥的进程和堆肥结果有重要的影响。在固体有机废弃物好氧堆肥过程中加入生物表面活性剂，可改善堆肥处理的微环境，促进有机质的降解，加快堆肥进程。然而，目前生物表面活性剂只有少数产品走向市场，大多数品种处于实验研究阶段，还没有进行大规模的工业化生产，这主要是由于它的生产成本较高，据估计生物表面活性剂是化学生物表面活性剂成本的3～10倍。同时，一些生产生物表面活性剂的菌剂如铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)是农用堆肥和微生物肥料所禁用的菌种。因此，生物表面活性剂大量应用于农用堆肥受到极大的限制。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种堆肥促进剂；

本发明的又一目的在于提供这种堆肥促进剂的制备方法；

本发明的再一目的在于提供这种堆肥促进剂的使用方法。

本发明为实现发明目的所采用的技术方案为：

本发明提出了一种堆肥腐熟促进剂，由烷基多糖苷、腐植酸或腐植酸盐、制糖废液和水组成。

其中，所述的腐植酸盐选自腐植酸钾盐或腐植酸铵盐。

本发明的堆肥腐熟促进剂的配方为：

烷基多糖苷                 0.05～0.25重量份；

腐植酸或腐植酸盐           0.1～1重量份；

制糖废液                   0.5～2重量份；

水                         96.3～99.3重量份。

本发明的堆肥腐熟促进剂的配方优选为：

烷基多糖苷                  0.05～0.15重量份；

腐植酸或腐植酸盐            0.2～0.5重量份；

制糖废液                    1～2重量份；

水                          97.3～98.7重量份。

本发明的堆肥腐熟促进剂的制备方法为：将0.05～0.25重量份的烷基多糖苷加入96.3～99.3重量份水中，然后加入0.5～2重量份的制糖废液，最后加入0.1～1重量份腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

本发明的堆肥腐熟促进剂的制备方法优选为，将0.05～0.15重量份的烷基多糖苷加入97.3～98.7重量份的水中，然后加入1～2重量份的制糖废液，最后加入0.2～0.5重量份腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

本发明的堆肥腐熟促进剂，在使用时和堆肥物料的重量份数比为2～5：100。

本发明的堆肥腐熟促进剂的使用方法为，在堆料混合阶段将堆肥腐熟促进剂全部喷淋在堆肥物料上；或者将堆肥腐熟促进剂分2～4次使用，在堆料混合阶段在堆肥物料上喷淋50％，余下50％的堆肥腐熟促进剂在高温期结束前分1～3次喷淋在堆肥物料上。

本发明中采用的堆肥物料选自猪粪、牛粪、鸡粪等动物粪便，蘑菇渣、秸秆、谷糠等农业生产副料以及粉煤灰等工业生产废弃物。

本发明采用的制糖废液是指甘蔗工业产生的副产品：甘蔗糖蜜。甘蔗工业制糖后，除获得主要产品一蔗糖外，还生产的废液副产品，也称为桔水或糖蜜。本甘蔗糖蜜为棕黄色至黑褐色的均匀浓稠液体，总糖量≥48％，pH5.0左右，锤度83％以上。

烷基多糖苷(APG)表面活性剂是20世纪90年代工业商品化的一类温和型非离子表面活性剂。它是由可再生资源淀粉的衍生物葡萄糖和脂肪醇为原料生产，兼有非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的特性。由于它以葡萄糖和天然脂肪醇为原料制成，除了具有传统烷基糖苷表面活性剂的优异性能外，还具有无毒、刺激性低，易于生物降解等独特的性能，烷基多糖苷被认为是一种环境友好的绿色的表面活性剂。腐植酸类物质是植物残体在微生物作用与化学作用下形成的一种比较稳定的天然大分子有机物，研究表明，腐植酸类物质可作为一种表面活性剂或作为一种表面活性剂的增效剂应用于环境污染的生物修复。一定浓度的腐植酸或其盐等具有一定的生物活性，可刺激微生物酶活性。本发明将两种绿色表面活性剂有机结合，再添加对微生物有起爆作用的制糖废液制成的腐熟促进剂。在堆肥中应用该腐熟促进剂，充分利用两种环境友好的表面活性剂之间的协同作用，显著降低有机堆料的固—液界面的表面张力，使微生物能在在有机物过量存在的反应体系中正常新陈代谢，对有机物进行分解。两种不同表面活性剂的共同作用使堆料中的水在有机物颗粒表面形成稳定的液膜，最大可能地为微生物的反应提供表面环境，提高有机物在水膜中的溶解度和生物可利用性，从而加速微生物对有机物的分解。同时，腐植酸和腐植酸盐均是优质的农用肥料，对农作物生长有一定的促进作用。

本发明具有的技术优势为：

1.本发明的腐熟促进剂无毒，对环境无污染，而且价格低廉；

2.本发明的腐熟促进剂对堆肥微生物无明显的影响，而且在适宜的浓度范围还可使堆肥中细菌数量提高13％～20％，缩短了堆肥化的升温时间，高温阶段持续时间比不添加腐熟促进剂长2～3天左右；

3.本发明的腐熟促进剂的使用方法简单易行，堆肥发酵起温快，高温期长，比传统常规堆肥方法缩短堆肥腐熟周期，可有效提高堆肥效率和腐熟程度，改善农用堆肥品质。

具体实施方式

下面的实施例用来进一步说明本发明，但这并不意味着对本发明的任何限制。

实施例1

采用牛粪与蘑菇渣作为堆制材料，利用由中国农业大学资源与环境学院和北京沃土天地生物公司开发的VTD-100箱式堆肥反应器进行堆肥试验，具体步骤及工艺条件如下：

(1)制备堆肥腐熟促进剂：将50g的烷基多糖苷加入99.3kg水中，然后加入0.5kg重量份的制糖废液，最后加入0.1kg放入腐植酸，得到棕黑色悬浮液。

(2)将水分质量百分比含量75％的乳牛粪180kg和水分质量百分比含量15％的蘑菇渣120kg混合均匀，此时堆料水分含量51％；分成2份，每份为150kg。

(3)其中一份喷洒本步骤(1)制备的堆肥腐熟促进剂7.5kg，再进一步混合均匀，此时堆料水分含量为53％；然后装入VTD-100箱式堆肥反应器，每箱装堆料50kg，共装3箱。

(4)另外一份喷洒清水7.5kg，作对照。进一步混合均匀，此时堆料水分含量53％。然后装入VTD-100箱式堆肥反应器，同样每箱装堆料50kg，共装3箱。

(5)6箱堆肥反应器采用相同的反应条件进行堆肥，结果如表1。

表1.(≥50℃为高温期)

 

处理	到达高温期时间	高温期持续时间	最高温度(℃)	≥55℃时间
					腐熟促进剂	24h	11d	64.0	10d
清水	30h	8d	62.1	6d

结果表明，应用本发明的腐熟促进剂可缩短了牛粪和蘑菇渣联合堆肥的升温时间，高温阶段持续时间比不添加腐熟促进剂延长3d左右，≥55℃的时间多4d。

实施例2：

采用猪粪与稻秆作为堆制材料，利用由中国农业大学资源与环境学院和北京沃土天地生物公司开发的VTD-100箱式堆肥反应器进行堆肥试验，具体步骤及工艺条件如下：

(1)制备堆肥腐熟促进剂：将0.25kg的烷基多糖苷加入96.3kg水中，然后加入2kg的制糖废液，最后加入1kg的腐植酸钾，得到棕黑色悬浮液。

(2)将稻秆晒干、粉碎成长度为2～4cm的碎杆备用；将水分含量78％的猪粪180kg和水分含量16％的稻秆120kg混合均匀，此时堆料水分含量53％。分成2份，每份为150kg。

(3)其中一份喷洒本发明的堆肥腐熟促进剂5kg，再进一步混合均匀，此时堆料水分含量55％。然后装入VTD-100箱式堆肥反应器，每箱装堆料50kg，共装3箱。

(4)另外一份喷洒清水5kg作对照。进一步混合均匀，此时堆料水分含量55％。然后装入VTD-100箱式堆肥反应器，同样每箱装堆料50kg，共装3箱。

(5)6箱堆肥反应器按相同的反应条件进行堆肥，结果如表2。

表2：高温期为≥50℃

 

处理	到达高温期时间	高温期持续时间	最高温度(℃)	≥55℃时间
					腐熟促进剂	22h	10d	64.3	10d
清水	28h	8d	62.2	8d

结果表明：应用本发明的腐熟促进剂可缩短猪粪和稻秆堆肥的升温时间，高温阶段持续时间比不添加腐熟促进剂延长2d左右，≥55℃时间多2d。

实施例3：

采用鸡粪、蘑菇渣与谷糠作为堆制材料，利用由中国农业大学资源与环境学院和北京沃土天地生物公司开发的VTD-100箱式堆肥反应器进行堆肥试验，具体步骤及工艺条件如下：

(1)制备堆肥腐熟促进剂：将0.05重量份的烷基多糖苷加入98.7重量份的水中，然后加入1重量份的制糖废液，最后加入0.2重量份腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

(2)将水分质量百分比含量为70％的鸡粪200kg、含水率为11％的蘑菇渣80kg、含水率为8％的谷糠20kg混合均匀，此时混合堆料的水分含量50％；分成2份，每份为150kg。

(3)其中一份喷洒本发明的堆肥腐熟促进剂1.5kg，再进一步混合均匀，然后装入VTD-100箱式堆肥反应器，每箱装堆料50kg，共装3箱。反应1d后搅拌一次，再将0.5kg/箱的堆肥腐熟促进剂喷淋到堆肥物料上。

(4)另外一份喷洒清水1.5kg，作对照；进一步混合均匀，然后装入VTD-100箱式堆肥反应器，同样每箱装堆料50kg，共装3箱。反应1d后搅拌一次，再将0.5kg/箱的清水喷淋到堆肥物料上。

(5)6箱堆肥反应器按相同的反应条件进行堆肥，结果如下表。应用本发明的腐熟促进剂可缩短了鸡粪和蘑菇渣、谷糠联合堆肥的升温时间，高温阶段持续时间比不添加腐熟促进剂延长2d左右，≥55℃时间多3d。高温期(≥50℃)

表3 高温期为≥50℃

 

处理	到达高温期时间	高温期持续时间	最高温度(℃)	≥55℃时间
					腐熟促进剂	22h	10.5d	65.2	11d
清水	28h	7.2d	60.5	8d

实施例4：

采用造纸污泥与蘑菇渣、粉煤灰和过磷酸钙作为堆制材料，具体步骤及工艺条件如下：

(1)制备堆肥腐熟促进剂：将1.5kg的烷基多糖苷加入973kg的水中，然后加入20kg的制糖废液，最后加入5kg的腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

(2)将含水率为78％污泥5200kg，与含水率为13％的蘑菇渣2000kg、含水率8％粉煤灰640kg和过磷酸钙160kg混合均匀，在混合时均匀地喷洒本发明的堆肥腐熟促进剂320kg。混合堆料的水分含量在57％左右，C/N为28：1，有机质含量45％，pH值7左右。

(3)采用条跺堆肥方式将上述堆肥物料堆垛，垛型成梯形，高1.2m，宽1.8m。

(4)48h后第一次翻堆，以后每隔48h后翻堆一次。第4天升至最高温度61℃，高温期(≥50℃)保持7天。第12天堆料温度降到45℃，一次发酵时间结束。

(5)将完成第一次发酵的堆料转入储料仓，进行二次发酵和水分的进一步蒸发，每隔7天翻堆一次，堆制20天后完成第二次发酵。

(6)完成第二次发酵后的物料通过输送设备输入分级筛进行产品分筛(Φ5.0mm)。筛分后的细料即制成粉状精制有机肥(≤5.0mm)，经检测产品符合农业部有机肥标准(NY525-2002)。

实施例5：

采用污水污泥与蘑菇渣、粉煤灰作为堆制材料，具体步骤及工艺条件如下：

(1)将0.05～0.15重量份的烷基多糖苷加入97.3～98.7重量份的水中，然后加入1～2重量份的制糖废液，最后加入0.2～0.5重量份腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

(2)将含水率为80％污泥6000kg，与含水率12％的蘑菇渣3000kg和含水率8.2％粉煤灰1000kg混合均匀，然后在混合后的堆料均匀地喷洒本发明的堆肥腐熟促进剂200kg，混合堆料的水分含量在53％左右，C/N为30：1，有机质含量49％，pH值7左右。

(3)将上述堆肥物料堆垛，垛型成梯形，高1.2m，宽1.8m。

(4)48h后第一次翻堆，一面翻堆一面均匀地喷洒本发明的腐熟促进剂100kg，再过48h后进行第二次翻堆，同时一面翻堆一面均匀地喷洒本发明的腐熟促进剂100kg；第3天升至最高温度59℃，高温期(≥50℃)保持8天；第13天堆料温度降到45℃，一次发酵时间结束。

(5)将完成第一次发酵的产品转入储料仓，进行二次发酵和水分的进一步蒸发，每隔5天翻堆一次，堆制20天后完成第二次发酵。

(6)完成第二次发酵后的物料通过输送带输入分级筛进行产品分筛(Φ5.0mm)。筛分后的细料即制成粉状精制有机肥(≤5.0mm)，经检测产品符合农业部有机肥标准(NY525-2002)。

Claims (8)

1.一种堆肥腐熟促进剂，其特征在于，由烷基多糖苷、腐植酸或腐植酸盐、制糖废液和水组成。

2.一种如权利要求1所述的堆肥腐熟促进剂，其特征在于，所述的腐植酸盐选自腐植酸钾盐或腐植酸铵盐。

3.一种如权利要求1所述的堆肥腐熟促进剂，其特征在于，所述的堆肥腐熟促进剂中含有：

烷基多糖苷                0.05～0.25重量份；

腐植酸或腐植酸盐          0.1～1重量份；

制糖废液                  0.5～2重量份；

水                        96.3～99.3重量份。

4.一种如权利要求3所述的堆肥腐熟促进剂，其特征在于，所述的堆肥腐熟促进剂中含有：

烷基多糖苷                0.05～0.15重量份；

腐植酸或腐植酸盐          0.2～0.5重量份；

制糖废液                  1～2重量份；

水                        97.3～98.7重量份。

5.一种堆肥腐熟促进剂的制备方法，其特征在于：将0.05～0.25重量份的烷基多糖苷加入水中，然后加入0.5～2重量份的制糖废液，最后加入0.1～1重量份腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

6.一种如权利要求5所述的堆肥腐熟促进剂的制备方法，其特征在于：将0.05～0.15重量份的烷基多糖苷加入水中，然后加入1～2重量份的制糖废液，最后加入0.2～0.5重量份腐植酸或腐植酸盐，得到棕黑色悬浮液。

7.一种如权利要求1所述的堆肥腐熟促进剂，其特征在于，使用时堆肥腐熟促进剂和堆肥物料的重量份数比为：2～5：100。

8.一种如权利要求1所述的堆肥腐熟促进剂，其特征在于，使用方法为，在堆料混合阶段将堆肥腐熟促进剂全部喷淋在堆肥物料上；或者将堆肥腐熟促进剂分2～4次使用，在堆料混合阶段在堆肥物料上喷淋50％，余下50％的堆肥腐熟促进剂在高温期结束前分1～3次喷淋在堆肥物料上。