CN101759467B - 一种农村固体废弃物联合好氧堆肥方法 - Google Patents

一种农村固体废弃物联合好氧堆肥方法 Download PDF

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Abstract

一种农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其主要步骤如下：A)将秸杆切割为5-10cm，向秸杆堆垛上喷洒复合菌剂，喷洒量为菌剂体积/秸杆干重＝4-5mL/kg，同时利用前一次堆肥步骤B产生的渗滤液将秸杆的含水率调节为50％-55％，自然通风发酵10-15天；B)将生活垃圾中分选出的可分解有机物与步骤A预发酵后的秸杆混合；混合后的起始含水率和C/N分别调节为50％-65％和22-35，进行第一次堆肥3-5天，该步骤产生的尾气导入步骤C的堆体中；C）将步骤B的堆肥与畜禽粪便进行混合，混合后的起始含水率调节为50-60％，进行第二次堆肥3-5天；D)将步骤C的堆肥进行第三次堆肥5-7天，并利用步骤C产生的渗滤液调节堆体含水率，使堆料含水率维持在45％-50％之间。

Description

一种农村固体废弃物联合好氧堆肥方法
技术领域
本发明涉及农村固体废物处理处置领域，特别是好氧堆肥、生物强化技术及多阶段接种技术，能够使农村固体废弃物实现无害化、资源化处理处置，为社会主义新农村建设提供技术支持。
背景技术
长期以来，我国农村固体废弃物基本上是放任自流，缺乏有效的回收利用体系，许多农村“垃圾乱倒、柴草乱跺、粪土乱堆”，造成农村生态环境脏乱差，同时损失大量的N、P、K，造成土壤肥力下降和空气污染，造成资源的巨大浪费。大量的农村垃圾无序堆置，不仅严重危及农村土壤、地下水、地表水和空气，而且严重影响农村的环境卫生和人体健康。随着社会经济的发展和农村生活水平、生活方式的巨大变化，农村垃圾的产生量和种类不断增加。研究适合农村固体废弃物发资源化实用技术，可实现农村废物资源化利用。
农村垃圾中的秸杆、生活垃圾和畜禽粪便的复杂程度不均一，普通的处理处置方式是一次性混合后进行好氧堆肥，畜禽粪便中物料结构比较简单，能够快速被微生物生长繁殖所以利用，达到降解的目的，而秸杆中的纤维素、木质素的成分比较复杂，实现微生物降解的时间较长，会影响到整个堆肥的进程。同时，物料含水率过高，会影响到通风供氧，降低微生物的活性，畜禽粪便由于高的含水率，在堆肥过程中通风供氧困难，升温速率较慢；生活垃圾中有机质及其它养分含量较低，堆肥产品难以达到有机肥的标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，将秸杆进行前发酵，然后与生活垃圾混合一次堆肥，使物料的复杂程度和含水率均降低，再与畜禽粪便混合进行二次堆肥，避免由于物料的复杂化程度不均一影响堆肥效率，同时一次堆肥产品与畜禽粪便的混合，一次堆肥的低含水率、低养分和畜禽粪便的高含水率高养分相互弥补，能提高堆肥效率和改善终产品品质；接种相应的复合微生物菌剂，能加快堆肥的腐熟进程，同时实现了污染物零排放的目标。
为实现上述目的，本发明提供的农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其主要步骤如下：
A)将秸杆切割为5-10cm，向秸杆堆垛上喷洒复合菌剂1，该复合菌剂1的喷洒量为菌剂体积/秸杆干重＝4-5mL/kg，同时将秸杆的含水率调节为50％-55％，自然通风发酵10-15天；
B)将可分解的有机物与步骤A的秸杆混合，该有机物占总重量的40-50％；混合后的起始含水率和C/N分别调节为50％-65％和22-35，接种复合微生物菌剂2，该复合微生物菌剂2的接种量为每公斤秸杆4-5mL，进行第一次堆肥3-5天；
C)将步骤B的堆肥与畜禽粪便进行混合，混合后的起始含水率50-60％，进行第二次堆肥3-5天；
D)将步骤C的堆肥进行第三次堆肥5-7天。
本发明步骤B进行的第一次堆肥所产生的渗滤液，可以用于调节步骤A中的秸杆的含水率，而第二次堆肥所产生的渗滤液可以作为第三次堆肥的补水。
本发明步骤B进行的第一次堆肥所产生的尾气可以通过导气管导入步骤C的第二次堆肥的堆体中，而第二次堆肥所产生的尾气可以通过导气管导入第三次堆肥的堆体中。
本发明将富含难分解的木质素、纤维素的秸杆接种高效菌剂进行前期发酵后，与生活垃圾进行一次好氧堆肥发酵，并将一次堆肥产品(物料的复杂程度和含水率均降低)与畜禽粪便(所含成分结构相对简单、含水率较高)混合进行二次堆肥，可以避免由于物料的复杂化程度不均一使堆体中物料腐熟程度差别较大而影响堆肥效率，提高了同一设施下的处理能力和处理效率；一次堆肥产品与畜禽粪便混合后，一方面一次堆肥的低含水率可将畜禽粪便的高含水率调低至适合堆肥的含水率，另一方面，畜禽粪便的高营养成分可以弥补生活垃圾中营养成份较低的缺陷，改善终产品的品质；根据堆肥物料的特性及转化规律接种相应的复合微生物菌剂，使堆体在各个阶段的微生物保持高活性，特别是相应菌群的活性大大增加，对有机物的降解更加充分，提高了接种菌剂效果的同时加快了堆肥的腐熟进程。堆肥各阶段产生的渗滤液和臭气都被另一阶段利用和吸附，避免了二次污染，实现了污染物零排放的目标。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明的流程叙述如下：
首先对农村不同来源的固体废弃物进行分类收集，使生活垃圾、秸杆、畜禽粪便等在源头进行分类存放；
再对生活垃圾进行源分选，分选标准与城市生活垃圾的分选标准相同，石块、包装材料等无机成分卫生填埋，可回收资源(玻璃、纸张等)进行回收利用，可分解的有机成分用于堆肥；
将秸杆切割为5-10cm左右后，向秸杆堆垛上喷洒复合菌剂1，复合菌剂1的喷洒量为每公斤秸杆4-5mL，同时用水将秸杆的含水率调节为45％-55％(在工业化生产时，可以重复利用一次堆肥的渗滤液)，进行自然通风发酵10-15天；
本发明的复合菌剂1(也称为MXC菌剂)，其成份为木质素降解菌∶纤维素降解菌＝2∶7。其中高效纤维素降解菌的筛选为：配制以羧甲基纤维素钠作为唯一碳源的Hutchinson固体培养基，在20℃-45℃培养条件下，利用平板涂布法从堆肥20℃-45℃阶段的堆肥样品中进行初筛，再通过菌种纯化获得几个单菌株，通过实验室摇瓶培养，测定发酵液中内切酶、滤纸酶和β一葡糖苷酶的酶活，获得降解纤维素能力较强的单菌株，最适生长温度均为30℃-40℃；木质素降解菌的筛选为：配制基本培养基，在20℃-45℃培养条件下，利用平板涂布法从堆肥20℃-45℃阶段的堆肥样品中进行初筛，再通过菌种纯化获得几个单菌株，通过实验室摇瓶培养，采用苯胺蓝平板脱色法和靴酸平板法各菌种的主要木质素降解酶类的产生情况，获得降解能力较强的单菌株，最适生长温度均为30℃-40℃；菌剂的配制：将木质素降解菌与纤维素降解菌的配比分别设定为1∶1、1∶5、1∶10、1∶15、1∶20，将相应配比的菌剂接种于5-10cm长秸杆的堆垛上，接种量为4-5mL/kg，结果表明1∶5为最佳配比，1∶1次之，所以再进行补充试验，将纤维素降解菌的配比分别设定为1∶1、2∶3、1∶2、2∶5、1∶3、2∶7、1∶4、2∶9，1∶5、将相应配比的菌剂接种于5-10cm长秸杆的堆垛上，接种量为4-5mL/kg，结果表明1∶3.5为最佳配比。
将分选出的可分解的有机成分和发酵过的秸杆混合，起始含水率和C/N分别调节为50％-65％和22-35，接种微生物菌剂2，该微生物菌剂2的接种量为每公斤秸杆4-5mL，进行一次堆肥3-5天左右，该过程中产生的尾气通入二次发酵堆，渗滤液用于起始秸杆含水率的调节(一次堆肥中纤维素和木质素较多，且由于前期秸杆中接有高效纤维素复合微生物菌剂，所以渗滤液中微生物浓度较高，当进行回流调节秸杆含水率时，可以提高堆垛中微生物活性，从而降低接种成本)；
本发明的复合微生物菌剂2(也称FMXG菌剂)，其组成为耐高温腐生好氧性细菌∶耐高温木质素降解菌∶耐高温纤维素降解菌＝17∶2∶7。腐生好氧性细菌的筛选：配制蛋白胨无机盐琼脂固体培养基，在50℃-65℃培养条件下，利用平板涂布法从堆肥50℃-65℃阶段的堆肥样品中进行初筛，获得菌落直径较大的单菌株，最适生长温度均为50℃-58℃。耐高温纤维素降解菌的筛选：配制以羧甲基纤维素钠作为唯一碳源的Hutchinson固体培养基，在50℃-65℃培养条件下，利用平板涂布法从堆肥50℃-65℃阶段的堆肥样品中进行初筛，再通过菌种纯化获得几个单菌株，通过实验室摇瓶培养，测定发酵液中内切酶、滤纸酶和B一葡糖苷酶的酶活，获得降解纤维素能力较强的单菌株，最适生长温度均为50℃-58℃。耐高温木质素降解菌的筛选：配制基本培养基，在50℃-65℃培养条件下，利用平板涂布法从堆肥50℃-65℃阶段的堆肥样品中进行初筛，再通过菌种纯化获得几个单菌株，通过实验室摇瓶培养，采用苯胺蓝平板脱色法和靴酸平板法各菌种的主要木质素降解酶类的产生情况，获得降解能力较强的单菌株，最适生长温度均为52℃-59℃；菌剂的配制：设10个腐生菌：耐高温木质素降解菌：耐高温纤维素降解菌的配比，将相应配比的菌剂接种于一次堆肥的堆体中，接种量为5mL/kg，结果表明10∶1∶5为最佳配比，10∶2∶6次之，所以再进行补充试验，将纤维素降解菌的配比分别设定为10∶1∶4.5、10∶1∶4、10∶1∶4、8.5∶1∶3.5等组合，将相应配比的菌剂接种于上述的一次堆肥堆体中，接种量为4-5mL/kg，结果表明17∶2∶7为最佳配比。
将一次堆肥产品与新的畜禽粪便进行混合，含水率调节为50％-60％，进行二次堆肥3-5天左右，尾气通入三次堆肥的堆体中，渗滤液用于三次堆肥的补水；
将二次堆肥产品进行三次堆肥5-7天左右(即后腐熟堆肥)，并利用堆体对二次堆肥的尾气进行吸收。
通过下述的实施例，并结合附图对本发明做详细的描述。
实施例：
将含有大豆、玉米等农作物秸秆和树枝、树叶用切割刀切割成8cm左右，接种高效纤维素复合微生物菌剂，接种量为：菌剂体积/秸杆干重＝5mL/kg，然后用一次堆肥的渗滤液将秸杆含水率调节为52％，进行自然通风发酵15天，发酵过程中秸杆堆垛中微生物数量提高了近3个数量级；将分类堆放生活垃圾中的有机成分分选出来(其中有机成分占物料湿重比例的42％)，与发酵过的秸杆进行混合，起始含水率和C/N分别调节为60％和28，接种复合微生物菌剂2，进行5天一次堆肥，通过导气管将尾气通入二次发酵堆，并将渗滤液收集后用于起始秸杆含水率的调节，堆体温度在13小时内便达到55℃，最高温度达到68℃，在高温停留的时间为102小时；随后将一次堆肥的产品与新到畜禽粪便进行混合，含水率调节为55％，进行二次通风好氧堆肥5天，尾气通入三次堆肥的堆体中，渗滤液用于三次堆肥的补水，堆肥过程中，堆体温度由31℃升高到55℃仅用了12小时，最高温度达到71℃，高温持续了99小时；将二次堆肥产品利用自然通风进行三次堆肥了8天。堆肥产品中有机质、氮、磷和钾分别达到39.3％、2.45％、2.57％、1.62％，含水率为19.2％，pH6.96，重金属含量、蛔虫卵死亡率及大肠杆菌含量符合GB8172标准，产品质量达到有机肥标准NY525-2002，能够很好地实现农村固体废弃物的无害化处理和资源化利用。

Claims (5)

1.一种农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其主要步骤如下：
A)将秸杆切割为5-10cm，向秸杆堆垛上喷洒复合菌剂1，该复合菌剂1的喷洒量为每公斤秸杆4-5mL，同时将秸杆的含水率调节为45％-55％，自然通风发酵10-15天；复合菌剂1的成份为木质素降解菌∶纤维素降解菌＝2∶7；
B)将可分解的有机物与步骤A的秸杆混合，该有机物占总重量的40-50％；混合后的起始含水率和C/N分别调节为50％-65％和22-35，接种复合微生物菌剂2，该复合微生物菌剂2的接种量为每公斤秸杆4-5mL，进行第一次堆肥3-5天；复合微生物菌剂2的组成为耐高温腐生好氧性细菌∶耐高温木质素降解菌∶耐高温纤维素降解菌＝17∶2∶7。
C)将步骤B的堆肥与畜禽粪便进行混合，混合后的起始含水率50-60％，进行第二次堆肥3-5天；
D)将步骤C的堆肥进行第三次堆肥5-7天。
2.如权利要求1所述的农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其中，步骤B进行的第一次堆肥所产生的渗滤液，用于调节步骤A中的秸杆的含水率。
3.如权利要求1所述的农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其中，步骤B进行的第一次堆肥所产生的尾气导入步骤C的第二次堆肥的堆体中。
4.如权利要求1所述的农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其中，第二次堆肥所产生的渗滤液作为第三次堆肥的补水。
5.如权利要求1所述的农村固体废弃物联合好氧堆肥方法，其中，第二次堆肥所产生的尾气导入第三次堆肥的堆体中。
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