CN102173550A - 禽畜粪污物快速资源化处理方法 - Google Patents

禽畜粪污物快速资源化处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种禽畜粪污物的处理方法,尤其是涉及一种利用奶牛粪便生产有机肥和基质的方法。该方法包括以下步骤:a、将禽畜粪便倒入粪池,加水用搅拌机搅拌;b、用筛孔缝隙为0.5mm的固液分离机对a步处理得到的禽畜粪便进行固液分离,分离得到直径≥0.5mm的固相分离物,以及含水量较高且直径<0.5mm的液相分离物;c、向固相分离物中加入1-2wt%的发酵菌种在发酵槽内发酵7-10天,发酵期间采用发酵翻堆机进行翻堆,发酵结束后得到基质原料;d、向液相分离物中加入0.1-5wt%的絮凝剂,经带式压滤机固液分离,得到有机粪肥和水。本发明可高效地处理禽畜粪污物,并将其分离成基质和有机肥,提高了禽畜粪污物的利用率。

Description

禽畜粪污物快速资源化处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种禽畜粪污物的处理方法,尤其是涉及一种利用牛粪便生产有机肥和基质的方法。
背景技术
[0002] 目前,对禽畜粪污物的处理主要有四种方法:一、不作任何加工,直接拉走或用水冲入池塘,水沟或江河中;二、加木屑、桔杆或晒干后堆制发酵成有机肥;三、进入沼气发酵池;四、进行简单固液分离,液体部分外排。中国发明专利ZL200310121951.6提供了一种利用牛粪便生产有机花卉肥料的方法,该方法的操作步骤是:生物发酵、封闭灭菌,定时检查、检测,配料,干燥、分装,其中,干燥采用利用太阳能自然风干;在经发酵、干燥后的牛粪便中,加入适量的草木灰、鱼腥草、艾蒿和植物生长素。对一个一千头规模的奶牛场每天的牛粪量为30-50吨,粪水量为20-30吨,所有这些方法,都不能快速有效地处理大量禽畜粪污物。因此急需一种更好的禽畜粪污物处理方法。
发明内容
[0003] 本发明主要是针对现有技术所存在的牛粪便自然干燥时间过长、处理量较低及牛粪便利用率不高的技术问题,提供一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,本发明方法利用机械化代替自然干燥可高效地处理牛粪,并将牛粪分离成基质和有机肥,提高了牛粪的利用率。
[0004] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的: 一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,包括以下步骤:
a、将禽畜粪便倒入粪池,加水用搅拌机搅拌;
b、用筛孔缝隙为0. 5mm的固液分离机对a步处理得到的禽畜粪便进行固液分离,分离得到直径> 0. 5mm的固相分离物,以及直径< 0. 5mm的液相分离物;
c、向固相分离物中加入以固相分离物重量计1-¾的发酵菌种在发酵槽内发酵7-10 天,发酵期间采用发酵翻堆机进行翻堆,发酵结束后得到基质原料;
d、向液相分离物中加入以液相分离物重量计0. 1-5 %的絮凝剂,经带式压滤机固液分离,得到有机粪肥和水。
[0005] 本发明以牛粪为主要研究对象,经分析奶牛场牛粪的成分为:85%为水,15%为固形物,15%的固形物中仅有10%为纤维素,5%为非纤维素类有机物和矿物质。纤维素较大, 其直径> 0. 5mm,非纤维素类有机物和矿物质直径小于0. 5mm。根据牛粪的此特性,本发明将直径较大的纤维素物质通过固液分离机从牛粪中分离出来,分离得到的纤维素物质含水量为50-60%、另含少量的蛋白质和矿物质,加入发酵菌种在发酵槽内经过7-10天的翻堆发酵后,得到基质原料,利用该原料可加工成各种基质产品。所述的发酵菌种为酵母菌、光合细菌、乳酸菌中的任一种或二者以上的混合,优选乳酸菌、光合菌和酵母菌三者的混合物, 或者是EM菌。本发明涉及的发酵菌种为本领域常用的发酵菌种,本发明中所述的基质为用于植物栽培的营养基质。
[0006] 自然状态下,晒干的牛粪微生物种类较多,每个菌种的数量较少,一般为1万-100 万/g,经过3-5天自我扩繁后达到1000万-1亿/g,微生物数量达到有机物发酵升温的要求,但是由于初始种群杂多,自我扩繁过程中很多不确定因素影响了种群优势的形成,最后发酵产物也不稳定,从而影响有机物的质量。而本发明是向固相分离物中添加一定量的发酵菌种,其中的酵母菌、光合细菌、乳酸菌经过2-3天自我扩繁后种群数量迅速达到1000 万-1亿/g,形成绝对的优势种群,发酵产物稳定,产品质量可控。
[0007] 从最终产品角度分析,用自然晒干法得到的粪肥,由于没有经过分离,其主要成分为纤维素,如果作为基质肥力太高,作为有机肥则肥力太低,产品定位较为困难,应用范围狭窄。而本发明经机械分离将牛粪分成以纤维素为主的基质和以非纤维素有机物、矿物质为主的有机粪肥,处理后得到的水可以作为中水回用,可用于冲洗奶牛场或是回流到牛粪池与牛粪混合。本发明处理后得到三个产品:基质原料、有机粪肥和中水。经检测,基质原料的纤维素含量彡97%,N、P2O5> K2O的平均含量分别为0. 5%、0· 3%和0. 5%,pH为8. 0,空隙度为67%,经适当调配后可作绿化工程用基质及容器苗用基质。有机粪肥中,有机质含量为 48%,N、P2O5> K2O的平均含量分别为4. 1%、3· 8%和2. 6%,指标均超过NY525-2002《有机肥》 标准,属于优质有机肥。
[0008] 作为优选,a步中禽畜粪便与水的重量比为1:1。控制禽畜粪便与水的含量,有利于固液分离。
[0009] 作为优选,所述的基质原料含水率为60— 70%,所述的有机粪肥含水率为40— 50%。控制含水率有利于微生物发酵成熟,增强商品性,便于包装运输,使用时操作方便,有利于浇水。
[0010] 作为优选,c步的发酵温度为20— 35°C,湿度为60— 70%。该温湿度条件下,各种好养微生物繁殖速度最快。
[0011] 因此,本发明方法利用机械化代替自然干燥可高效地处理牛粪以及其他禽畜粪便,并将牛粪分离成基质和有机肥,提高了牛粪的利用率,大大缩短了牛粪的处理时间,处理后得到的产物可作为产品出售。本发明方法制得的基质原料经简单的干燥处理可代替东北泥炭在容器苗栽培种的表现,具有较大的应用前景。
[0012] 本发明制得的基质原料和有机粪肥与现有产品相比,具有以下优点:
1、本发明方法制得的有机粪肥无需常规的造粒工序,可使成本进一步降低,经发明人的田间实验证明:仅经简单干燥处理的有机粪肥肥效优于选用不同粘结剂造粒后的有机粪肥,附浙江省农科院土肥所的肥效检测报告。
[0013] 2、本发明制得的基质原料用于绿化工程时,其使用成本明显低于东北泥炭,为其成本的50% ;其带入土壤的有益微生物量也远远高于东北泥炭,改良土壤效果较好。
[0014] 3、本发明制得的基质原料用于容器苗栽培时,其效果好于东北泥炭,与进口泥炭持平。经发明人在苗圃试验表明,容器苗的发根率、长势均与进口泥炭持平。
[0015] 与传统方法相比,本发明方法具有以下特点:
1、处理能力:本发明方法的处理速度快,由于是连续式处理,处理能力为5-7吨/小时, 每条生产线所占位置为200M2 ;而传统处理的能力为不确定,应视场地大小,气候情况,辅料加入量,一般一个600M2的场地,晴天能处理1-2吨/小时。[0016] 2、处理的完整性:传统处理方法一般只针对排泄物的粪便部分进行处理,对尿液部分是不作处理的;本发明方法对排泄物的粪便和尿液一并进行处理,无外排放,实现零排放。
[0017] 3、处理的经济效益:传统处理方法的终产物是普通有机肥,其商品性和经济效益不高;本发明方法的终产物为基质原料和有机粪肥,基质原料可加工成工程泥炭和高档育苗基质,代替东北泥炭,有机肥的肥力水平和有机质含量均高于普通有机肥。
附图说明
[0018] 图1是现有牛粪处理方法的工艺流程图。
[0019] 图2是本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0020] 下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。本发明的实施例均以牛粪的处理为例来说明本发明的效果,当然,本发明方法同样适用于其他禽畜粪便的快速高效处理。
[0021] 以下实施例中所使用的技术,除非特别说明,均为本领域的技术人员已知的常规技术;所使用的仪器设备、试剂等,除非是本说明书特别说明,均为本领域的研究和技术人员可以通过公共途径获得的。本发明所述的EM菌也称为EM原液,主要含有以乳酸菌、酵母菌、光合菌等为主的有益微生物,可从市场够得。
[0022] 实施例1 :
一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,其工艺流程图如图2所示,首先,建造一个用于混合牛粪和水的牛粪池,将奶牛场产生的牛粪倒入牛粪池中,然后加入与牛粪等质量的水搅拌。用筛孔缝隙为0. 5mm的固液分离机对牛粪池里的牛粪进行固液分离,分离得到直径 ^ 0. 5mm的固相分离物,以及含水量较高且直径< 0. 5mm的液相分离物。向固相分离物中加入2wt%的发酵菌种(EM原露,购自江西天意生物技术开发有限公司)在发酵槽内自然发酵7天,发酵期间采用发酵翻堆机进行翻堆,发酵结束后得到含水率为50%的基质原料。向液相分离物中加入5 wt%的絮凝剂聚合硫酸铁(天津市同鑫化工有限公司),搅拌后沉淀30 分钟左右,然后用带式压滤机进行固液分离,分离后得到有机粪肥和水。经检测,水中COD 含量约为1300mg/L,水质澄清,可作为中水回用,进入牛粪池,或者通过输水管道用于冲洗奶牛棚。整个方法可达到零排放,环保无污染,变废为宝,既解决了牛粪的处理问题,又得到了质量稳定的产品——基质原料和有机粪肥。对得到的有机粪肥成分进行分析,其中:有机质 48%,N 4. 1%,P2O5 3. 8%, K2O 2. 6%。
[0023] 实施例2 :
一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,具体方案同实施例1,不同之处在于:向固相分离物中加入lwt%的发酵菌种(禽畜粪便腐熟专用EM菌,购自安徽广宇生物技术有限公司) 在发酵槽内发酵10天,控制发酵温度在20— 35°C范围,湿度为60— 70%,发酵结束后得到含水率为65%的基质原料。向液相分离物中加入4 wt%的絮凝剂聚合硫酸铁,搅拌后沉淀 50分钟左右,然后用带式压滤机进行固液分离,分离后得到有机粪肥和水。经检测,水中 COD含量约为1230mg/L,水质澄清,可作为中水回用,进入牛粪池,或者通过输水管道用于
5冲洗奶牛棚。对得到的有机粪肥成分进行分析,其中:有机质47%,N 4. 3%,P2O5 3. 7%,K2O
2. 8%ο
[0024]
实施例3 :
一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,具体方案同实施例1,不同之处在于:向固相分离物中加入1. 5 wt%的发酵菌种0Π金益生菌原液,购自康源绿洲生物科技(北京)有限公司)在发酵槽内发酵10天,控制发酵温度为20°C,湿度为70%,发酵结束后得到含水率为 65%的基质原料。向液相分离物中加入0.1 wt%的絮凝剂聚合硫酸铁,搅拌后沉淀1.5小时左右,然后用带式压滤机进行固液分离,分离后得到有机粪肥和水。经检测,水中COD含量约为1100mg/L,水质澄清,可作为中水回用,进入牛粪池,或者通过输水管道用于冲洗奶牛棚。对得到的有机粪肥成分进行分析,其中:有机质49%,N 4. 6%,P2O5 3. 8%,K2O 2. 7%。
[0025] 实施例4 :
一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,具体方案同实施例1,不同之处在于:向固相分离物中加入1. 5 wt%的酵母菌在发酵槽内发酵10天,控制发酵温度为30°C,湿度为60%, 发酵结束后得到含水率为65%的基质原料。向液相分离物中加入0.1 wt%的絮凝剂聚合硫酸铁,搅拌后沉淀1. 5小时左右,然后用带式压滤机进行固液分离,分离后得到有机粪肥和水。经检测,水中COD含量约为1150mg/L,水质澄清,可作为中水回用,进入牛粪池,或者通过输水管道用于冲洗奶牛棚。对得到的有机粪肥成分进行分析,其中:有机质49%,N 4. 5%, P2O5 3. 7%, K2O 2. 7%。
[0026] 实施例5 :
一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,具体方案同实施例1,不同之处在于:向固相分离物中加入1. 5 wt%的乳酸菌在发酵槽内发酵10天,控制发酵温度为35°C,湿度为66%, 发酵结束后得到含水率为65%的基质原料。向液相分离物中加入0.1 wt%的絮凝剂聚合硫酸铁,搅拌后沉淀1. 5小时左右,然后用带式压滤机进行固液分离,分离后得到有机粪肥和水。经检测,水中COD含量约为1150mg/L,水质澄清,可作为中水回用,进入牛粪池,或者通过输水管道用于冲洗奶牛棚。对得到的有机粪肥成分进行分析,其中:有机质49.2%,N 4. 5%, P2O5 3. 8%, K2O 2. 6%。
[0027] 实施例6本发明方法和传统处理方法的终产物比较一、基质与东北泥炭比较
对于终产物,基质根据持水率的不同经简单的干燥处理并添加质量分数为0. 1%的乙酸进行调PH后可得到两个产品一工程泥炭和高档抗病基质。经检测这两个产品与常用的东北泥炭比较,其理化指标差异如表1。
[0028] 表 1
Figure CN102173550AD00071
从指标上比较高档抗病基质与东北泥炭接近,但两者最大的差别是前者含丰富的有益菌,后者基本没有。因此,在作物栽培过程中,前者表现为具有明显的抗病性,后者无该特性。试验表明,分别用高档抗病基质和东北泥炭育西瓜苗,在没有外加防病措施下,前者感病率为零,后者感病率为90%以上。
[0029] 工程泥炭和东北泥炭比较最大的差别是工程泥炭肥力高,有益菌丰富。因此,在使用工程泥炭代替东北泥炭后,农作物生长明显加快,试验表明,用工程泥炭和东北泥炭作对比试验,Φ=2αιι,Η=&ι的红叶石楠,2007年春节(3月18日)栽培,每棵用泥炭10升,2个月后,即5月18日测量,用工程泥炭苗长高20cm,用东北泥炭苗长高10cm,差距明显。
[0030] 二、本发明得到的有机粪肥与传统有机肥比较
用本发明工艺得到的有机粪肥与传统牛粪处理得到的有机肥比较,其理化指标及加工商品性能方面的差异如表2。
[0031]表 2
Figure CN102173550AD00072
从表中可明显得出如下结论:一、用本发明工艺得到的有机粪肥的有机质和N、P2O5iK2O 含量明显比传统牛粪处理得到的有机肥要高,因为该方法前道工艺分离了肥力低的纤维素基质。二、用本发明工艺得到的有机粪肥细度小,基本小于60目,加工性能特别好,售价自然高,经济效益较好。
[0032] 用本发明工艺得到的有机粪肥与传统牛粪处理得到的有机肥进行田间种植试验: 浙江大学华家池校区菜圃番茄栽培,2007年4月7日播种育苗,5月18日定植,定植时分别亩施两种有机肥500kg,不施其他肥料。至7月15日采收结束,统计产量,施加本发明有机粪肥的番茄产量为4320斤/亩,而用传统有机肥的产量为2130斤/亩,产量增幅达102. 8%。 分析结论为用本发明工艺得到的有机粪肥具有使作物提早采收和含量N、Ρ205、Κ20高的优点ο
[0033] 应理解,该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1. 一种禽畜粪污物快速资源化处理方法,其特征在于包括以下步骤:a、将禽畜粪便倒入粪池,加水用搅拌机搅拌;b、用筛孔缝隙为0. 5mm的固液分离机对a步处理得到的禽畜粪便进行固液分离,分离得到直径> 0. 5mm的固相分离物,以及直径< 0. 5mm的液相分离物;c、向固相分离物中加入以固相分离物重量计1-¾的发酵菌种在发酵槽内发酵7-10 天,发酵期间采用发酵翻堆机进行翻堆,发酵结束后得到基质原料;d、向液相分离物中加入以液相分离物重量计0. 1-5 %的絮凝剂,经带式压滤机固液分离,得到有机粪肥和水。
2.根据权利要求1所述的禽畜粪污物快速资源化处理方法,其特征在于:a步中禽畜粪便与水的重量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的禽畜粪污物快速资源化处理方法,其特征在于:所述的基质原料含水率为60—70%,所述的有机粪肥含水率为40—50%。
4.根据权利要求1或2或3所述的禽畜粪污物快速资源化处理方法,其特征在于:所述的发酵菌种为酵母菌、光合细菌、乳酸菌中的任一种或二者以上的混合,或者是EM菌。
5.根据权利要求1或2或3所述的禽畜粪污物快速资源化处理方法,其特征在于:c步的发酵的温度为20— 35°C,湿度为60— 70%。
6.根据权利要求4所述的禽畜粪污物快速资源化处理方法,其特征在于:c步的发酵温度为 20 — ;35°C,湿度为 60— 70%。
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