CN101696137A - 一种畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种除臭保氮调理剂，将猪粪与粉碎的稻草或其他农作物秸秆按2～8∶1的比例均匀混合，水分含量为60％～65％，按每1000kg堆肥原料添加25～40kg除臭保氮调理剂，进行简单高温堆肥，采用翻堆或强制通风的方式，高温期堆肥温度不超过70℃。除臭保氮调理剂由包含15～20kg氯化钙、10～15kg过磷酸钙和3～8kg沸石。堆肥30天左右，堆肥腐熟。可降低猪粪堆肥中臭质物质，减少氨挥发，臭味消除时间提早10天以上，堆肥产品中氮素养分含量提高20％以上，堆肥过程中氮素损失减少70％以上。同时具备简单易操作的优点，适于在有机肥料厂和广大农村推广使用。

Description

一种畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法
技术领域
本发明涉及应用除臭保氮调理剂在畜禽粪便堆肥中减少臭质物质的产生和氨挥发的使用方法，属于有机肥料处理方法。
背景技术
我国畜禽养殖业发展迅速，但畜禽粪便无害化处理滞后，畜禽粪便已造成了严重的环境污染，并直接影响畜禽生长和人体健康。目前，我国农村每年产生的畜禽粪便约27亿吨，到2010年，我国畜禽养殖粪便的排放量将达到45亿吨。另一方面，畜禽粪便又是农业生产中的宝贵资源，国内畜禽养殖场年产生的氮、磷分别达1597万吨和363万吨，相当于我国同期化肥用量的78.9％和57.4％，堆肥化处理畜禽粪便作为最有效、最常用的方法。但是，在堆肥过程中，氮素损失较为严重，初始堆料的氮素损失为20％～70％，极大影响堆肥的农用价值；同时堆肥过程中产生的恶臭也造成了环境的污染，已成为堆肥过程中的瓶颈。
在畜禽粪便堆肥过程中，NH3挥发损失是其总氮的47％～62％。在畜禽粪便堆肥中添加木屑、锯末、树皮、稻壳、米糠、树叶等C/N比较高物质能降低堆肥NH3挥发。有研究表明，在鸡粪中添加1％稻草能减少2.52个百分点氮素损失(曹喜涛，黄为一，常志州，等.鸡粪堆制过程中氮素损失及减少氮素损失的机理.江苏农业学报，2004，20(2))。在畜禽粪便堆肥中添加活性炭、沸石、膨润土、玄武岩、海泡石、蛭石、泥炭等比表面大、孔容大、具有良好吸附能力的天然物质能降低堆肥NH3挥发。在畜禽粪便堆肥中添加一些可与氨起化学反应或可降低堆料pH值的物质，如过磷酸钙、明矾、氯化钙、镁盐等能有效减少NH3的释放量(郑瑞生.猪粪堆肥化处理氨气释放规律及调控措施研究[D].福州：福建农林大学，2005)。在猪粪堆肥过程中，添加1％、2％和3％过磷酸钙可分别降低氮素损失率33.56％、49.18％和52.88％。在禽粪堆肥过程中添加2％的MnSO4，15％的沸石，10％的过磷酸钙，1％的MnSO4，0.5％的CuSO4，氮素损失率较对照分别减少59.75％，49.13％，39.32％，38.84％和17.74％。在畜禽粪便堆肥过程中添加外源微生物来调控堆肥过程中的C、N代谢，降低NH3挥发(李国学，等.固体废弃物堆肥化及堆肥添加剂研究进展.农业环境科学报，2003，22(22))。畜禽粪便堆肥中添加纤维分解真菌使不同底物的堆肥含氮量提高了8.3％～57.1％；添加固氮菌和溶磷菌使不同底物的堆肥含氮量提高了10.3％～59.5％。
畜禽粪便堆肥处理过程中所产生的臭气成分复杂，但其主要成分是NH3和H2S。目前对堆肥过程中所产生的臭气可用物理、化学和生物方法进行处理。物理除臭法主要有水洗法、吸附法、掩蔽剂法和高空扩散法，化学除臭法主要有直接燃烧法、化学氧化法、中和法和高温氧化法，生物除臭法是利用微生物来分解、转化臭气成分以达到除臭目的，因此也叫微生物除臭法，在除臭材料中起作用的微生物主要有硝化细菌、亚硝酸菌、反硝化细菌、硫细菌等。
当今对畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂的研究和应用主要体现在应用单一矿物或其他物质来降低堆肥的臭质物质产生和NH3挥发，尽管操作简单、使用方便，但除臭和保氮效果欠佳。采用物理和化学的方法进行堆肥除臭，效果较好，但存在投资和运行成本高、二次污染严重等问题。采用生物方法对堆肥进行除臭和保氮，在实验室的效果可能很好，但由于微生物活性受环境条件的限制，很难保证堆肥的除臭和保氮效果。
发明内容
本发明目的在于提供一种除臭保氮调理剂，并用这种除臭保氮调理剂处理畜禽粪便，可有效降低畜禽粪便堆肥过程中臭质物质的产生量，增加堆肥中氮素营养含量。该除臭保氮调理剂使用简单、方便，除臭保氮效果显著，有害物质产生少、适用性广。
本发明的是通过下述方式实现的：
(1)用机械粉碎法对晒干后的稻草或其他农作物秸秆进行预处理，所述的机械粉碎法采用粉碎机对晒干后稻草或其他农作物秸秆进行粉碎，粉碎的粗细度为4-7目筛，处理后备用；
(2)将猪粪等畜禽粪便与粉碎后的稻草或其它农作物秸秆按重量比2～8∶1的比例均匀混合，制成堆肥原料，堆肥原料中要求水分含量为60％～65％；
(3)加入除臭保氮调理剂，除臭保氮调理剂在堆肥开始前与堆肥原料混合均匀。按每1000kg堆肥原料添加25～40kg除臭保氮调理剂的比例添加除臭保氮调理剂，混合均匀后进行普通高温堆肥，堆肥温度不超过70℃。在升温期和高温期采用翻堆或强制通风的方式。30天左右堆肥腐熟。可以作为肥料使用。在堆肥过程中注意防水。
除臭保氮调理剂包含氯化钙、过磷酸钙和沸石；
除臭保氮调理剂配比：15～20kg氯化钙、10～15kg过磷酸钙和3～8kg沸石，按比例把原料混合后进行粉碎，过10～100目筛。
可以采用条垛式堆肥，将添加除臭保氮调理剂的堆肥原料堆积成高度为0.7～1.3m，堆体宽度为1.2～2.0m的条垛状，在堆肥升温和高温阶段每两天翻堆1次，尤其是在高温期，当堆体温度超过65℃时要马上翻堆或通风降温，高温期堆肥堆体温度不超过70℃。降温阶段和后熟保肥阶段每5天翻堆1次或不翻堆，30天左右堆肥腐熟，可以直接施用。添加除臭保氮调理剂的畜禽粪便堆肥，臭味在堆肥后10天左右消失，臭味消除时间比现有的方法提前10天以上；堆肥产品中氮素养分含量提高20％以上，比采用单一的处理方法提高50％以上；堆肥过程中氮素损失减少70％以上，产生了显著的效果。
本发明的优点在于：
1、使用机械粉碎法对稻草或其他农作物秸秆进行预处理，能降低纤维素的聚合度，从而有效解决纤维素降解困难的问题；而且，粉碎的农作物秸秆的添加能改善堆肥堆体中氧气和水分条件，能加速堆肥腐熟，粉碎的农作物秸秆对猪粪及其堆肥过程中产生的臭质物质具有较强的吸附能力，减少堆肥过程中臭味产生量。
2、除臭保氮调理剂对猪粪等畜禽粪便堆肥过程中除臭和保氮效果显著。畜禽粪便堆肥添加除臭保氮调理剂，臭味在堆肥后10天左右消失，臭味消除时间提早10天以上；堆肥产品中氮素养分含量提高20％以上；堆肥过程中氮素损失减少70％以上。
3、除臭保氮调理剂操作技术简单、用量少、使用方便、造价便宜、除臭保氮效率高、应用范围广。
具体实施方式
实施例1：除臭保氮调理剂对猪粪堆肥中除臭保氮效果的影响
将鲜猪粪等畜禽粪便与粉碎后的稻草或其它农作物秸秆按重量比3∶1的比例均匀混合，按每1000kg堆肥原料添加25kg除臭保氮调理剂添加除臭保氮调理剂，堆肥原料初始水分含量控制在60％～65％。将200g堆肥物料置于500mL广口瓶中，按比例添加除臭保氮调理剂，混匀，瓶内置一盛有20mL H2S吸收液的玻璃杯，用双层塑料膜封口，50℃恒温培养。每3d换一次H2S吸收液，直至第27d。以不添加除臭保氮调理剂处理为对照，重复6次。
从表1可以看出，添加除臭保氮调理剂处理在堆肥的整个过程中臭度最大值小于对照(臭味指标采用六级分类法：Ms0：无臭味，Ms1：勉强感觉到臭味，Ms2：微弱的臭味，Ms3：明显的臭味，Ms4：很强的臭味，Ms5：难以忍受的臭味)。添加除臭保氮调理剂处理在堆肥15d后没有臭味产生，而对照在堆肥15d臭味最大，堆肥27d后还能闻到臭味。说明除臭保氮调理剂对猪粪堆肥除臭效果显著。
表1除臭保氮调理剂对猪粪堆肥臭味的影响
Figure G200910044700XD0000031
由表2可知，添加除臭保氮调理剂能显著降低猪粪堆肥中H2S的挥发量。添加除臭保氮调理剂处理在堆肥前9d H2S挥发量显著低于对照，堆肥9d后该处理检测不到H2S的挥发；对照处理在堆肥27d后H2S的挥发量还比较高。
表2除臭保氮调理剂对猪粪堆肥H2S挥发量的影响
Figure G200910044700XD0000041
注：小字母表示P＜0.5显著水平，大字母表示P＜0.01显著水平
由表3可知，添加除臭保氮调理剂能显著降低猪粪堆肥中NH3的挥发量。对照处理在堆肥过程中NH3的挥发总量为222.94mg，添加除臭保氮调理剂处理在堆肥过程中NH3的挥发总量为69.11mg，对照处理NH3的挥发总量为添加除臭保氮调理剂处理的3.23倍。
表3除臭保氮调理剂对猪粪堆肥NH3挥发量的影响
由表4可以看出，添加除臭保氮调理剂处理可显著降低总氮损失量，提高猪粪堆肥的全氮含量。堆肥后，添加除臭保氮调理剂处理堆肥中全氮含量比堆肥前提高16.41％，而对照堆肥中全氮含量比堆肥前降低7.73％。对照堆肥前后氮素损失量为42.14％，氮素损失量是添加除臭保氮调理剂处理的3.56倍。和对照相比，添加除臭保氮调理剂处理堆肥损失量降低了71.93％。
表4除臭保氮调理剂对猪粪堆肥全氮含量和氮的损失的影响
注：小字母表示P＜0.5显著水平，大字母表示P＜0.01显著水平。

Claims (5)

1.一种畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法，其特征在于：畜禽粪便与稻草或其他农作物秸秆进行预处理后，猪粪与粉碎的稻草或其他农作物秸秆按重量比2～8∶1的比例均匀混合，水分含量为60％～65％，添加一定比例的除臭保氮调理剂，搅拌均匀，进行普通高温堆肥处理。
2.根据权利要求1所述一种畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法，其特征在于：进行简单高温堆肥，采用翻堆或强制通风的方式，高温期堆肥温度不超过70℃。
3.根据权利要求1所述的一种畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法，其特征在于：除臭保氮调理剂基本由氯化钙、过磷酸钙和沸石组成。
4.根据权利要求1或3所述畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法，其特征在于：除臭保氮调理剂组分配比包含15～20kg氯化钙、10～15kg过磷酸钙和3～8kg沸石，按比例把原料混合后进行粉碎，过10～100目筛。
5.根据权利要求1所述的畜禽粪便堆肥除臭保氮调理剂及使用方法，其特征在于：除臭保氮调理剂的添加比例为每1000kg含水量为60％～65％的堆肥原料中添加25～40kg。
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