CN101746935B - 一种蚯蚓消解秸秆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业固体有机废弃物生物消解技术领域，具体涉及一种蚯蚓消解秸秆的方法。该方法是将秸杆粉碎后，把秸杆和畜禽粪便或生活污泥按重量比6∶4配成混合物料，然后将蚯蚓接入混合物料中进行生物消解。本发明方法可以使蚯蚓安全的接种到秸秆等有机物料混合物上，环保安全，工作蚓生长情况好，产成品蚓量大，产卵多，消解效率高，在日平均消耗的秸秆等有机物料混合物的量是蚯蚓体重的2-3倍。
Description
技术领域
本发明属于农业固体有机废弃物生物消解技术领域，是农田秸秆资源化利用技术的有机组成部分，具体涉及一种蚯蚓消解秸秆的方法。
背景技术
我国农作物秸秆数量巨大，其中约50％未得到有效的处理和利用。部分秸秆被直接焚烧，这不但浪费资源，而且还导致严重的大气污染，甚至引发火灾和影响高速公路与民航的运行安全。作物秸秆含碳、氮、磷、钾、硅、钙、镁、硫和多种微量元素，富含纤维素、半纤维素和蛋白质等有机物质。可用于青贮、气化、还田和用于生物肥、建筑原料等方面。利用蚯蚓对秸秆进行消解转化，生产优质有机肥料是一种有益的尝试。蚯蚓处理废弃物处理效率很高，1亿条蚯蚓一天可吞食40～50t垃圾，排出20t蚓粪；蚯蚓处理废弃物的可操作性也很强，蚯蚓在处理废弃物的过程中同时担任着活体破碎机、分离机和堆肥产品的高效造粒机的角色，在很大程度上减小了废弃物预处理和终产物深加工的工作量，降低人工和能源的消耗；蚯蚓处理废弃物还能收到较好的经济效益与生态效益，蚯蚓粪是优质的有机肥料，蚯蚓本身可作为优质蛋白饲料等，蚯蚓处理废弃物对环境不产生二次污染。已有的关于蚯蚓处理秸秆的方法效率均不高，而且需要将秸秆先进行腐解。但近期的试验发现，秸秆不经腐解同样可被蚯蚓分解。单纯采用作物秸秆作为蚯蚓的饵料，主要是因为秸秆养分与水分的不足，限制了蚯蚓的转化效率。与污水好氧生物处理过程中会产生大量的剩余污泥混合，一方面可以改善混合物料的养分组成，另一方面可使混合物料的水分含量更趋合理，更有利于蚯蚓对秸秆和污泥的消解转化，从而达到废弃物减量化、资源化的目的。
发明内容
为了解决现有蚯蚓处理秸秆的方法效率均不高，而且需要将秸秆先进行腐解的不足，本发明提供了一种新的方法，将秸杆与其它废弃物制成混合物料，能提高蚯蚓处理秸秆的效率。
蚯蚓生长不仅需要养分丰富的饵料，同时对水、气环境也有一定的要求。蚯蚓喜湿，但又好气。单独以作物秸秆作为蚯蚓的饵料，虽然具有有机质含量高、透气性良好等优点，但秸秆水分含量较低，经常需要补充水分。将秸秆与畜禽粪便或生活污泥混合，可以有效地协调混合物料的水分状况，从而有利于蚯蚓的生长和对秸秆的消解。
本发明所采用的技术方案是：一种蚯蚓消解秸秆的方法，是将秸杆粉碎后，把秸杆和畜禽粪便或生活污泥按重量比6∶4配成混合物料，然后将蚯蚓接入混合物料中进行生物消解。
上述所说的混合物料按高20cm，宽40cm，长3.5m堆成长条垛，每条垛相隔15cm；然后将驯化好的工作蚯蚓和蚯蚓粪混合物同时覆盖在混合物的长条垛上，蚯蚓的投入量为0.5kg/m2；蚓粪覆盖厚度为3-5cm。
在生物消解过程中，当混合物料被消解50-60％时要立即添料，添料时将混合物料加在原先两个条垛之间，高度为20cm，用叉子将混合物料两侧的蚯蚓粪和蚯蚓混合物均匀的覆盖在混合物料上，厚度为3-5cm，如此重复添料消解。
本发明有效的解决了蚯蚓消解秸秆的技术瓶颈：可以使蚯蚓安全的接种到秸秆等有机物料混合物上，环保安全，工作蚓生长情况好，产成品蚓量大，产卵多，消解效率高，日平均消耗的秸秆等有机物料混合物的量是蚯蚓体重的2-3倍。若单独以作物秸秆作为蚯蚓的饵料，秸秆水分含量较低，水分散失快，经常需要补充水分，工作量大且不利于蚯蚓取食。
本发明在有效消解秸杆的同时，产生的成品蚓和蚓粪也是优质的蛋白饲料和复合肥，能实现综合利用。
具体实施方式
实施例1：蚯蚓消解秸秆的物料比例试验
1、材料
试验采用“大平二号”蚯蚓，由扬州大学实验农牧场蚯蚓繁殖基地提供。水稻秸秆与污泥取自农户和生活污水处理厂。
2、方法
预先在自制的以0.2mm孔径尼龙筛网为底的木制培养框(100cm×100cm×40cm)中放入蚯蚓(2kg，以湿基计)-蚓粪84.7kg(合干基50kg)混合物。将事先处理成10cm长的水稻秸秆与污泥按质量比(kg/kg)66.3/0、59.7/18.8、53.1/37.6、46.4/56.4、39.8/75.2和33.2/94.0(合干基质量比分别为100/0、90/10、80/20、70/30、60/40和50/50)充分混匀(折合干重均为50kg，其中秸秆、污泥含水量分别为24.6％、73.4％)加于其上，待混合物料表面1/4被消解转化为蚓粪时，再覆盖添料50kg(以干基计)。如此反复，直至培养结束。各处理均设3次重复，整个试验培养期为6周。培养期间，不补充水分，仅在框顶覆盖塑料薄膜保湿。
3、结果与分析
城市生活污泥与水稻秸秆成分差异很大，它们对蚯蚓的营养价值以及所提供的生长环境有所不同，因而对蚯蚓的取食、生长与繁殖等均有不同影响。表1列出的是秸秆与污泥各比例处理对混合物料消解速率的影响。与单纯采用水稻秸秆相比，掺入10％-40％的污泥显著提高蚯蚓对混合物料的消解速率，进一步添加污泥则促进效果减弱。因此确定将60％的秸秆与40％的畜禽粪便或生活污泥混合，蚯蚓消解秸秆最容易。
表1 试验调条件下不同秸秆/污泥比例对混合物料消解速率的影响
4、结论与讨论
蚯蚓生长不仅需要养分丰富的饵料，同时对水、气环境也有一定的要求。蚯蚓喜湿，但又好气。城市生活污泥具有相当丰富的营养物质，有利于蚯蚓摄取充足的养分，但水分含量往往高达70％～80％，甚至更多，成半流体状，常常需要填充具有高透气度、高透水性的混合型惰性载体才能满足蚯蚓对通气条件的要求。而单独以作物秸秆作为蚯蚓的饵料，虽然具有有机质含量高、透气性良好等优点，但秸秆水分含量较低，经常需要补充水分。将秸秆与污泥混合，可以有效地协调混合物料的水分状况，从而有利于蚯蚓的生长和对秸秆污泥混合物的消解。由于作物种类的不同，秸秆堆放时雨水条件与堆放时间长短的差异，都将影响到秸秆的水分状况与物质组成，加上城市生活污泥性状的区域性、季节性变化较大，在确定污泥/秸秆搭配比例时均要适当考虑。
实施例2
本发明的一个实例是，每亩土地建蚓床500m2，将60％的秸秆与40％的畜禽粪便或生活污泥混合，混合物按高20cm左右，宽40cm左右，长3.5m左右的堆成长条垛，每条垛相隔15cm左右。将驯化好的工作蚯蚓和蚯蚓粪混合物同时覆盖在秸秆等有机物料混合物的长条垛上，蚯蚓的投入量以0.5kg/m2为宜；蚓粪覆盖厚度以3-5cm为宜，太厚不利于通气，太薄则水分丧失较快，对工作蚓的生存不利；蚓粪覆盖时要把秸秆等有机物料混合物全部覆盖。在秸秆等有机物料混合物被消解50-60％左右时要立即添料，添料时将秸秸秆等有机物料混合物加在原先两个条垛之间，高度为20cm左右，用叉子将秸秆等有机物料混合物两侧的蚯蚓粪和蚯蚓混合物均匀的覆盖在秸秆等有机物料混合物上，厚度以3-5cm为宜，如此重复即可。
各项指标：(1)土地利用率。每亩土地建蚓床500m2，但实际全场利用率0.75；(2)土地消化效率。每亩土地日消化量为3吨，年消化量为1000吨；(3)土地产出效率。每亩地产成蚓5千斤，蚓粪500吨；(4)消化每吨秸秆等有机物料混合物的成本：50元/吨(含运输、场地、设备、人工、幼蚓、水电、管理、研发等内容)。
Claims (2)
1.一种蚯蚓消解秸秆的方法，其特征在于，是将秸杆粉碎后，把秸杆和畜禽粪便或生活污泥按重量比6∶4配成混合物料，混合物按高20cm，宽40cm，长3.5m堆成长条垛，每条垛相隔15cm；然后将驯化好的工作蚯蚓和蚯蚓粪混合物同时覆盖在混合物的长条垛上，蚯蚓的投入量为0.5kg/m2；蚓粪覆盖厚度为3-5cm，进行生物消解。
2.根据权利要求1所述的蚯蚓消解秸秆的方法，其特征在于，生物消解过程中，当混合物料被消解50-60％时要立即添料，添料时将混合物料加在原先两个条垛之间，高度为20cm，用叉子将混合物料两侧的蚯蚓粪和蚯蚓混合物均匀的覆盖在混合物料上，厚度为3-5cm，如此重复添料消解。
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