CN103396179A - 一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其特征在于：依次由以下步骤组成：第一步，称取原料，原料由基础堆料和生物质炭组成，基础堆料由新鲜水生植物与风干秸秆组成；新鲜水生植物与风干秸秆的配比是以基础堆料的干基碳氮比在22~28范围为依据，按照实际含水率，通过换算得到的自然重量；生物质炭投入量为基础堆料干基重量的40%~50%；控制三种原料混合后的含水率在60%~75%；第二步，将称取好的三种原料混匀形成混合物料，再将该混合物料堆置于堆肥场所；第三步，对混合物料进行堆肥处理，直到混合物料形成一种腐殖物质，即为有机肥制品。该方法省却了高含水量新鲜水生植物常规脱水减容前处理环节，实现了新鲜水生植物快速堆腐与氨气减排的双向增效。

Description

一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法

技术领域

本发明涉及废弃物无害化资源化处置技术领域，具体涉及一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法。

背景技术

集约化螃蟹养殖是长三角河网平原地区高效农业支柱产业之一，但经营单位（或个人）在高产出、高效益的驱动下，往往实行高密度养殖条件下饵料大量投入，而过量饵料残渣与水产排泄物严重损伤了养殖塘水体生态系统自净功能，成为水体富营养化型“泛塘死蟹”的主因，经济损失风险极大。

为了实现螃蟹养殖业集约与持续协同、效益与环境协调的目的，控制养殖塘水体富营养化及其尾水循环利用（或达标排放）是关键。目前，养殖塘水体原位植物净化及尾水异位生态塘处置技术已广泛应用于治理养殖塘水体富营养化，该技术的局限之一：需采用分次收割方法来控制养殖塘与净化塘的水生植物生长，否则因水质过肥导致水草非控制性迅猛生长，进而导致植物群体对水体氮、磷净化能力大幅下降，并且部分水草会发生死亡腐烂而恶化螃蟹生长环境；局限之二：必须对收割水草打捞上岸进行无害化资源化处理，否则随意堆放塘边或漂浮水面会给养殖塘或周边水体造成二次污染。

高温堆肥是将水生植物转化为有机肥的简便易行的无害化和资源化途径。与畜禽粪便一样，在高温堆肥中需加快堆腐进程和减少NH₃挥发（即控制氮素损失）。加快堆腐进程在于升温、高温阶段堆体温度的快速提升，但提高堆温会增加NH₃挥发量。有关加快堆腐进程或减少NH₃挥发（控制氮素损失）单方面的生物、物理、化学、工程及综合调控已有较多的成型技术，但堆腐进程加速和NH₃挥发减排相协调的有效方法尚缺。与畜禽粪便不一样，因水生植物具有含水率高（大于90%）、容积大等特性，不利于堆肥前期微生物群落生长和堆温上升，严重影响其堆肥进程及堆肥生产力。为了提高水生植物堆肥生产率，在高温堆肥前需脱水减容，主要方法：（1）自然晒（风）干，缺点是占地面积大；（2）机械挤压脱水，缺点是专用设备缺乏且不便于原地处理；（3）与超量农作物秸秆、砻糠等低水分辅料混合，实现堆体水分下调，缺点是农作物秸秆等辅料收集、加工、运输日显困难。

中国专利CN 101423427A介绍了一种减少氮素损失的猪粪堆肥制备方法，该方法包括：

1、将规模化养猪场产生的含水率为70～75%的猪粪与填充料、腐熟猪粪堆肥、竹炭颗粒、竹醋液混合置于堆肥槽中，采用静态强制通风方式进行堆肥处理，通气量为20～30m³/（h·t）经30～49天堆肥达到腐熟，得到猪粪堆肥产品；

2、混合比例按照每吨猪粪加入70～150㎏填充料（锯末或秸秆）、40～70㎏腐熟猪粪堆肥、20～40㎏竹炭颗粒（1～3㎜）、2～6升竹醋液（竹醋原液）。

上述中国专利CN 101423427A存在的主要缺陷：

1、含水率70～75%的猪粪与辅料（锯末或秸秆、腐熟猪粪堆肥、竹炭颗粒、竹醋液）混合，其中锯末或秸秆的主要作用是调节堆肥基质的C/N比例，腐熟猪粪堆肥的主要作用是改善好氧堆肥的微生物群落结构和功能，竹炭颗粒的主要作用是调节C/N比例和物理吸附气态氮素，竹醋液的主要作用是降低PH。但此方法中辅料组成复杂，增加了混合时的用工，且应用于容积明显大于猪粪的水生植物时，颗粒状竹炭和液态竹醋不易附着在水生植物上，存在着混合不均匀而功能下降的问题。

2、因猪粪的含水率已处于高温好氧堆肥的反应范围，辅料的添加除上述作用外，因竹炭占堆体总质量的比例较低，且与竹醋液混合添加，其对猪粪为主材料的堆体含水量下降未有明显的作用。按此方法中的混合比例应用在高含水量的水生植物上，不能使堆体的含水率处于好氧堆肥的范围，存在着严重的厌氧发酵问题，不能正常进行好氧堆肥。

3、添加竹炭和竹醋液联合控制猪粪堆肥过程中氮素损失的方法，未提及提高堆温、加快堆肥进程，且在实施例中未有氨挥发量减排的证据，存在着未有快速堆腐、氨气减排及二者协同增效的多方面问题。

中国专利CN 101560114A介绍了一种快速升温脱水及减少堆肥时间的猪粪堆肥制备方法，除了辅料组成中少了竹醋液，竹炭添加比例上下限略有增加外，其主要特征与中国专利CN 101423427A类似，存在着与其相同第1、2方面的缺陷，虽在快速堆腐上有成效，但仍在氨气减排及其与快速堆腐协同增效等方面存在着问题。

中国专利CN 103073341A介绍了堆肥过程氧化亚氮的减排方法，主要将生物质炭作为氧化亚氮吸附剂，除了生物质炭分二次添加外，其主要特征与中国专利CN 101560114A类似，存在着相同的问题。

中国专利CN 101016215A介绍了一种利用竹炭对畜禽养殖废弃物高效堆肥的方法，其主要特征与上述CN 101560114A类似，存在着相同的问题，且其实施例中未进行加与不加竹炭二种工艺的效应对比，仅以竹炭在堆肥中所起的作用之一：能直接吸附氨气为推断，来达到减少氮素损失，但忽略竹炭在堆肥时可间接增加氨挥发的作用，没有明确氮素损失量减少与否的问题。

中国专利CN 102674917A介绍了一种多功能土壤熟化剂及其制备方法，该方法包括：

1、将生物黑炭（粒径小于0.25㎜）与畜禽粪便（含水率小于40%的风干猪粪、鸡粪、牛粪、羊粪）以10:3-10:5的重量比混合，搅拌均匀并调节含水率为60%左右；

2、堆制，表面用一薄层生物黑炭覆盖，在30-60℃发酵6周；堆肥的前20天每天进行翻堆，同时保持含水率为60%不变，第20-30天每三天翻堆一 次，然后每周翻堆一次，同时防晒防淋。

中国专利CN 101423427A应用于好氧堆肥时，存在的主要缺陷：

1、畜禽粪便风干至含水率40%以下后，与低含水率的生物黑炭按比例混合，并加水调节堆体的含水率至60%左右，且在堆肥前20天仍需加水维持含水率为60%不变，这复杂的堆制工艺不但需要大量的摊晒场地和用工，而且单位土地的堆肥生产力明显降低。应用于含水率高达90%以上、容积更大的水生植物上，其缺陷更严重；

2、其说明书中的图1表明，按此方法进行生物黑炭与畜禽粪便混合堆制过程中高于50℃或55℃的天数都不符合国家有关堆肥标准的要求，未达到无害化处理水平；

3、该方法虽有提高堆温、加快堆肥进程，但在实施例中未有氨挥发量减排的证据，存在着未有快速堆腐、氨气减排及二者协同增效的多方面问题。

有关生物质炭应用于好氧堆肥的方法，其作用对象是畜禽粪便且原料的含水率相对较低，仅在提高堆温、加快腐熟方面有较为成熟的方法，但在减少氨挥发（减少氮素损失）方面没有确定的方法，原因在于生物质炭应用于有机废弃物好氧堆肥时，对氨气的排放既有促排作用又有减排作用，而不仅仅是生物质炭对氨气吸附的单向减排作用，添加比例不适会导致氨气排放净量增加（与不添加生物质炭相比）；同时，尚未有在提高堆温（加快腐熟）与减少氨挥发（减少氮素损失的主要途径之一）协同增效方面的生物质炭使用方法，原因在于堆温的提高会加大氨挥发量。更为重要的是：目前还没有将生物质炭应用于高含水率原料（如水生植物）好氧堆肥方面的报道，在生物质炭加快堆腐、减少氨挥发单向增效或双向增效方面缺乏针对性方法。

由于水产养殖业的迅猛发展和农村面源污染生态拦截工程的加快建设，水生植物废弃物面广量多，不及时对其无害化资源化处置，会对环境造成严重的二次污染和资源的浪费。然而水生植物与畜禽粪便的物料特性差异较大，主要表现在含水率高、容积大、碳氮比低，按通常堆肥方法必须进行脱水减容预处理，否则较易在堆制过程进行厌氧发酵而影响好氧发酵进程，且脱水减容需占用大量土地或机械设备，制约其进行简便化的堆肥处理。因此，在水生植物无害化、资源化处理上，迫切需要一种水生植物在未经脱水减容预处理条件下高温堆肥进程加速、氨挥发量减小的堆肥方法。

发明内容

本发明提供一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其目的在于实现高含水率的水生植物在未经脱水减容预处理条件下堆腐进程加速、氨挥发量减小的好氧堆肥，实现水生植物高效简易堆制、环境不良气体减排及氮素损失降低等多重目标。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，依次由以下步骤组成：

第一步，称取堆肥所需的原料，所述原料由基础堆料和生物质炭两部分组成，其中，基础堆料是指由新鲜水生植物与风干秸秆形成的混合物；所述新鲜水生植物与风干秸秆的配比是以所述基础堆料的干基碳氮比在22~28范围为依据，按照新鲜水生植物和风干秸秆的实际含水率，通过换算得到的自然重量；所述干基碳氮比是指在不含水份的状态下，植物体内碳水化合物中的碳与氮的含量比率；所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的40%~50%；在配置原料时控制新鲜水生植物、风干秸秆和生物质炭三者混合后的含水率在60%~75%范围；

所述新鲜水生植物为被切碎的沉水植物或/和浮水植物，其中，沉水植物为伊乐藻、苦藻、黑藻、金鱼藻、狐尾藻、灯笼藻、眼子菜、刺藻和狸藻中的至少一种；浮水植物为睡莲、凤眼莲、水鳖、浮萍、萍蓬草、荇菜、慈姑、菱角和芡实中的至少一种； 

所述风干秸秆是指被切碎的并且自然晒干的农作物秸秆；

第二步，将第一步中称取好的新鲜水生植物、风干秸秆与生物质炭三者按照第一步中的比例关系混合均匀以形成混合物料，再将该混合物料堆置于堆肥场所；

第三步，在第二步的基础上，采用条垛式好氧堆制方式、箱式好氧堆制方式或槽式好氧堆制方式对所述混合物料进行堆肥处理，在堆肥发酵过程中保持堆温在大于55℃时至少5天，或保持堆温在50℃至55℃时至少10天，直到混合物料得到充分的生物降解形成一种腐殖物质，即为有机肥制品。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述生物质炭（英文名biochar），也叫生物炭、生物黑炭，是由动植物生物质在完全或部分缺氧的情况下经热解炭化产生的一类高度芳香化难熔性固态物质。按照制成生物质炭的原料来源分，常见的生物质炭包括竹炭、秸秆炭、稻壳炭、树枝炭等，均可以从市场上购买到。常见的生物质炭均可以被应用于本发明水生植物快速堆肥的方法中，具体采用何种原料制成的生物质炭不会影响本发明水生植物快速堆肥方法的实现。

2、上述方案中，所述浮水植物是指漂浮在水面的浮叶和漂浮植物。

3、上述方案中，较佳的技术方案是所述新鲜水生植物为被切成长度为5~10cm的物料；所述风干秸秆是指被切成长度为10~15cm并且自然晒干的农作物秸秆。

4、上述方案中，较佳的技术方案是所述生物质炭为粒径小于0.25㎜的秸秆生物质炭末或稻壳生物质炭末。

5、上述方案中，较佳的技术方案是所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的45%~50%。

6、上述方案中，常见的成熟农作物茎叶（穗）部分都可以作为本发明所述风干秸秆，例如小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。

7、上述方案中，所述第三步中条垛式好氧堆制方式是指将物料垛成条状堆放在场地上进行发酵，并且两侧无分隔墙的堆肥方式；所述槽式好氧堆制方式是指将物料堆放在两侧为砖墙或混凝土墙的凹槽状建筑中进行发酵的堆肥方式；所述箱式好氧堆制方式是指将物料堆放在底板上有孔、上部有敞口能够通风的箱式堆肥设备中进行发酵的堆肥方式。

8、上述方案中，较佳的技术方案是所述第一步中在配置原料时控制新鲜水生植物、风干秸秆和生物质炭三者混合后的含水率在65%~70%范围。

9、上述方案中，所述第三步中堆肥处理的具体技术要求、操作工艺、检测规则、检测方法可以参照江苏省地方农业标准DB32/T 1872-2011水葫芦高温堆肥技术操作规程来操作，按照现有的技术，不同的水生植物的堆肥处理方法和流程基本相同，只是在堆肥处理过程中对不同的水生植物的具体操作条件和技术参数会不同。

本发明技术机理以及特点：本发明提供一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，主要特点就是将适量的生物质炭与新鲜水生植物和风干秸秆混合，再通过新鲜水生植物、风干秸秆以及生物质炭三者合理的配比以进一步实现水生植物的快速堆肥。第一，高含水率的水生植物无需经过脱水减容预处理。这是因为新鲜水生植物的含水率一般在90%以上，风干秸秆的含水率在15%左右，而生物质炭几乎不含有水分，生物质炭能够附着在新鲜水生植物表面，促使新鲜水生植物表面含水率有效下降，相当于新鲜水生植物、风干秸秆以及生物质炭三者的混合配比使物料混合物的含水率在60%~75%，此时物料混合物的含水率条件最适宜微生物生长。

第二，水生植物的堆腐进程快。由于物料混合物的含水率为60%~75%，为微生物的生长提供了一个良好的生长环境；另外，生物质炭的孔隙结构多和比表面积大，增大了好氧堆肥微生物活动的场所面积，这两方面有利微生物生长的共同作用，加快了堆温上升和生物脱水速率，因此在微生物的作用下水生植物能够实现快速堆腐。

第三，本发明的堆体的氨气挥发量较少。所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的40%~50%，从电化学角度来看，生物质炭具有极大的比表面积，其表面含有丰富的-COOH、-COH和-OH等含氧官能团，这些含氧官能团产生的表面负电荷使生物质炭具有较高的阳离子交换量(CEC)，施用适量的生物质炭后可以提高堆体对铵态氮等阳离子的吸附固持能力，减少了铵态氮转化为气态氨的量值；从生物化学角度来看，生物质炭具有发达的孔隙结构和微生物种群生长所需的有益营养物质，可以为好氧堆肥各阶段的有益微生物种群提供良好的生存和繁殖的场所，并增强了微生物的活性，施用后可以提高氮素的微生物体同化吸收量，同时提高了铵态氮向硝态氮转化的硝化强度，减少了铵态氮转化为气态氨的量值；从物理角度来看，生物质炭的孔隙结构具有较强的保水能力，增加了堆体保持溶有铵离子和氨气的水容量，进而减少了气态氨的产生量与失水性挥发量。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明的高含水率的水生植物无需经过脱水减容预处理，和以往需要对新鲜水生植物进行常规脱水减容相比，堆肥方法简单、省时省工，提高了新鲜水生植物堆肥生产率。

2、本发明的水生植物的堆腐进程快，能够快速堆肥，进而有利于实现高效的工业化批量生产。

3、将现有的畜禽粪便堆肥时生物质炭添加比例应用于新鲜水生植物堆肥，虽然在提高堆温、加快腐熟方面有一定的作用，但由于其添加比例不适宜，产生了促进氨气挥发的负效应，或者未有氨气减排的显著性正效应。本发明通过生物质炭的科学添加，强化了生物质炭对气态氨产生的减控作用，促使水生植物堆制过程中氨气净排放量显著减少，减少了环境不良气体对环境的污染，同时也使堆肥过程中的氮素损失降低，实现了生物质炭加快堆腐与减少氨挥发的双向增效。

4、本发明的水生植物快速堆肥的方法能够实现废物（即指水生植物）再利用，将废物变废为宝。

附图说明

附图1为对比例一至对比例五的生物质炭添加比例对堆肥温度的影响关系曲线图；

附图2为对比例一至对比例五的生物质炭添加比例对堆肥体氨气挥发累积量的影响关系曲线图；

附图3为对比例四和实施例一的生物质炭添加比例对堆肥温度的影响关系曲线图；

附图4为对比例四和实施例一的生物质炭添加比例对堆肥体氨气挥发累积量的影响关系曲线图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法

该快速堆肥的方法依次由以下步骤组成：

第一步，称取堆肥所需的原料，所述原料由基础堆料和生物质炭（购自河南三利新能源有限公司，粒径小于0.25㎜的秸秆生物黑炭）两部分组成，其中，基础堆料是指由被切碎的新鲜伊乐藻（含水率90%、CN比13）与稻草（含水率13.5%、CN比72）形成的混合物；所述新鲜伊乐藻与稻草的配比是以所述基础堆料的干基碳氮比为25为依据，按照新鲜伊乐藻和稻草的实际含水率，通过换算得到的自然重量；所述干基碳氮比是指在不含水份的状态下，植物体内碳水化合物中的碳与氮的含量比率；所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的45%；在配置原料时控制新鲜伊乐藻、稻草与生物质炭三者混合后的含水率在65%；

所述新鲜伊乐藻为被切成长度为5cm的物料；稻草被切成长度为10cm的物料。

第二步，将第一步中称取好的新鲜伊乐藻、稻草与生物质炭三者按照第一步中的比例关系混合均匀以形成混合物料，再将该混合物料堆置于堆肥场所；

第三步，在第二步的基础上，采用箱式好氧堆制方式在自然通风静置的条件下对所述混合物料进行堆肥处理，在堆肥发酵过程中保持堆温在大于55℃时至少5天，直到混合物料得到充分的生物降解形成一种腐殖物质，即为符合国家标准的有机肥制品。

其中，物料含水率的测定采用烘干法，即用烘箱将材料在80℃的温度下烘干至恒重，然后用物料烘干前后的重量差除以鲜重，得到含水率（%）。

实施例二：一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法

该快速堆肥的方法依次由以下步骤组成：

第一步，称取堆肥所需的原料，所述原料由基础堆料和生物质炭（购自河南三利新能源有限公司，粒径小于0.25㎜的秸秆生物黑炭）两部分组成，其中，基础堆料是指由被切碎的新鲜伊乐藻（含水率90%、CN比14）与稻草（含水率13.5%、CN比70）形成的混合物；所述新鲜伊乐藻与稻草的配比是以所述基础堆料的干基碳氮比为22为依据，按照新鲜伊乐藻和稻草的实际含水率，通过换算得到的自然重量；所述干基碳氮比是指在不含水份的状态下，植物体内碳水化合物中的碳与氮的含量比率；所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的40%；在配置原料时控制新鲜伊乐藻、稻草和生物质炭三者混合后的含水率在60%；

所述新鲜伊乐藻为被切成长度为10cm的物料；稻草被切成长度为15cm的物料。

第二步，将第一步中称取好的新鲜伊乐藻、稻草与生物质炭三者按照第一步中的比例关系混合均匀以形成混合物料，再将该混合物料堆置于堆肥场所；

第三步，在第二步的基础上，采用槽式好氧堆制方式在自然通风静置的条件下对所述混合物料进行堆肥处理，在堆肥发酵过程中保持堆温在50℃至55℃时至少10天，直到混合物料得到充分的生物降解形成一种腐殖物质，即为符合国家标准的有机肥制品。

其中，物料含水率的测定采用烘干法，即用烘箱将材料在80℃的温度下烘干至恒重，然后用物料烘干前后的重量差除以鲜重，得到含水率（%）。

实施例三：一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法

该快速堆肥的方法依次由以下步骤组成：

第一步，称取堆肥所需的原料，所述原料由基础堆料和生物质炭（购自河南三利新能源有限公司，粒径小于0.25㎜的秸秆生物黑炭）两部分组成，其中，基础堆料是指由被切碎的新鲜凤眼莲（别名为水葫芦，含水率90%、CN比为9）与麦秸（含水率13.5%、CN比85）形成的混合物；所述新鲜凤眼莲与麦秸的配比是以所述基础堆料的干基碳氮比为28为依据，按照新鲜凤眼莲与麦秸的实际含水率，通过换算得到的自然重量；所述干基碳氮比是指在不含水份的状态下，植物体内碳水化合物中的碳与氮的含量比率；所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的50%；在配置原料时控制新鲜凤眼莲、麦秸和生物质炭三者混合后的含水率在75%；

第二步，将第一步中称取好的新鲜凤眼莲、麦秸和生物质炭三者按照第一步中的比例关系混合均匀以形成混合物料，再将该混合物料堆置于堆肥场所；

第三步，在第二步的基础上，采用条垛式好氧堆制方式在自然通风静置的条件下对所述混合物料进行堆肥处理，在堆肥发酵过程中保持堆温在大于55℃时至少5天，直到混合物料得到充分的生物降解形成一种腐殖物质，即为符合国家标准的有机肥制品。

其中，物料含水率的测定采用烘干法，即用烘箱将材料在80℃的温度下烘干至恒重，然后用物料烘干前后的重量差除以鲜重，得到含水率（%）。

对比例一至对比例五：

堆肥的原料和操作步骤均与实施例一相同，区别仅在于生物质炭的投入量与所述基础堆料干基重量的比例不同，从对比例一至对比例五生物质炭为基础堆料干基重量的0%、5%、10%、15%、20%，新鲜伊乐藻、稻草与生物质炭三者混合均匀后，采用箱式好氧堆制方式在自然通风静置的条件下对所述混合物料进行堆肥处理，最后得到符合国家标准的有机肥制品。

对比例一至对比例五的效果如下：

参见附图1所示，与不添加生物质炭相比，生物质炭添加比例5%~20%对堆温提升有促进作用，高温腐熟期（即前7天）堆温积温提升了3.93%-14.93%，同时，高温期堆温大于50℃或55℃的天数符合堆肥无害化处理标准。

参见附图2所示，与不添加生物质炭相比，生物质炭添加比例5%、10%、15%、20%处理对堆制过程氨气挥发累积量增减作用不一，其中：5%、10%处理的氨挥发累积量分别增加了4.10%、15.56%，生物质炭添加比例15%、20%处理的氨挥发累积量分别减少了2.05%、3.25%，说明添加比例大于或等于15%条件下，氨气挥发累积量有随添加比例增加而减小的趋势。经显著性检验，生物质炭添加比例0%~20%处理间氨挥发累积量的差异不显著性，说明较小的生物质炭添加比例对氨气减排作用是不确定的，甚至会增加氨气挥发量。

实施例一与对比例四的效果比较：参见附图3所示，与不添加生物质炭相比，生物质炭的投入量为基础堆料干基重量的15%、45%对堆温提升有促进作用，高温腐熟期（前9天）堆温积温分别增加了4.80%、8.15%，生物质炭的投入量为基础堆料干基重量的15%、45%处理的最高温度比不添加处理提高1℃以上，最高温度出现日期提前1~2天。同时，高温期堆温大于50℃或55℃的天数符合堆肥无害化处理标准。

参见附图4所示，与不添加生物质炭相比，生物质炭的投入量为基础堆料干基重量的15%、45%处理，对堆制过程氨气挥发累积量均有减少作用，15%、45%处理的氨挥发累积量分别减少了12.27%、30.10%。经显著性检验，生物质炭的投入量为基础堆料干基重量的45%处理的氨气排入量显著低于不添加生物质炭处理，生物质炭添加比例15%处理与对照的差异不显著，说明生物质炭添加比例45%对氨气减排有显著效果。

关于上述实施例部分内容的解释：本发明中新鲜水生植物也可以采用其他种类的沉水植物或/和浮水植物，同样，风干秸秆也可以采用其他种类的农作物秸秆，具体采用何种新鲜水生植物进行快速堆肥，在于某地需要治理的水环境及其周边生长有何种新鲜水生植物，例如苦藻、黑藻、金鱼藻、狐尾藻、灯笼藻、眼子菜、刺藻、狸藻、睡莲、浮萍、萍蓬草、荇菜、慈姑、菱角和芡实中的至少一种均可以作为本发明快速堆肥方法的原料；同样，常见的成熟农作物茎叶（穗）部分都可以作为本发明所述风干秸秆，例如玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其特征在于：依次由以下步骤组成：

第一步，称取堆肥所需的原料，所述原料由基础堆料和生物质炭两部分组成，其中，基础堆料是指由新鲜水生植物与风干秸秆形成的混合物；所述新鲜水生植物与风干秸秆的配比是以所述基础堆料的干基碳氮比在22~28范围为依据，按照新鲜水生植物和风干秸秆的实际含水率，通过换算得到的自然重量；所述干基碳氮比是指在不含水份的状态下，植物体内碳与氮的含量比率；所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的40%~50%；在配置原料时控制新鲜水生植物、风干秸秆和生物质炭三者混合后的含水率在60%~75%范围；

所述新鲜水生植物为被切碎的沉水植物或/和浮水植物，其中，沉水植物为伊乐藻、苦藻、黑藻、金鱼藻、狐尾藻、灯笼藻、眼子菜、刺藻和狸藻中的至少一种；浮水植物为睡莲、凤眼莲、水鳖、浮萍、萍蓬草、荇菜、慈姑、菱角和芡实中的至少一种； 

所述风干秸秆是指被切碎的并且自然晒干的农作物秸秆；

第二步，将第一步中称取好的新鲜水生植物、风干秸秆与生物质炭三者按照第一步中的比例关系混合均匀以形成混合物料，再将该混合物料堆置于堆肥场所；

第三步，在第二步的基础上，采用条垛式好氧堆制方式、箱式好氧堆制方式或槽式好氧堆制方式对所述混合物料进行堆肥处理，在堆肥发酵过程中保持堆温在大于55℃时至少5天，或保持堆温在50℃至55℃时至少10天，直到混合物料得到充分的生物降解形成一种腐殖物质，即为有机肥制品。

2.根据权利要求1所述的利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其特征在于：所述新鲜水生植物为被切成长度为5~10cm的物料；所述风干秸秆是指被切成长度为10~15cm并且自然晒干的农作物秸秆。

3.根据权利要求1所述的利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其特征在于：所述生物质炭为粒径小于0.25mm的秸秆生物质炭末或稻壳生物质炭末。

4.根据权利要求1所述的利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其特征在于：所述生物质炭的投入量为所述基础堆料干基重量的45%~50%。

5.根据权利要求1所述的利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法，其特征在于：所述第一步中在配置原料时控制新鲜水生植物、风干秸秆和生物质炭三者混合后的含水率在65%~70%范围。

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