CN103708967A - 一种利用猪粪生产有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用猪粪生产有机肥的方法，猪粪便经过干湿分离后，经微生物动态－连续高温发酵，在发酵过程中利用微生物快速地把原材料中的易分解和易产生臭气的物质进行分解与转化，并利用分解过程中产生的高温起到杀灭病原菌、消除臭气、减少水分含量、降低体积和重量，同时提高速效养分含量的目的。

Description

一种利用猪粪生产有机肥的方法

技术领域

本发明涉及一种有机肥生产工艺，具体涉及一种利用猪粪生产有机肥的方法。

背景技术

有机肥一般有动植物废弃物、植物残体加工而来，消除其中的有毒有害物质，富含大量有益物资，而现在有机肥生产工艺比较简单，有机肥的功效差，农作物吸收困难。纯有机肥的功效差是有机肥的普遍性质，养分含量低、肥效慢但肥效长，更先进的技术不能从根本上改变这种状态。目前有机肥加工受自然环境影响大，发酵周期长，产量相对较低，自动化程度较低，人工作业量大。

发明内容

本发明针对上述现有有机肥功效差的问题，提供一种利用猪粪生产有机肥的方法，加工的有机肥养分含量高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括如下步骤：

（1）混料：将含水量70%—80%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为90-110份，谷糠重量份为10-15份，加入发酵菌剂，每5000重量份的猪粪加入1重量份的发酵菌剂，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为50-60%；

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.2-1.6m，进行有氧发酵，其中夏季发酵时间为15-20天，每2天翻堆一次；冬季发酵时间为25-30天，每3-4天翻堆一次；

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为5-9天；

（4）水分调节：将步骤（3）所得产品的含水量调节为20-30%；

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理，制成粉状或颗粒状有机肥。

所述发酵菌剂为EM混合菌剂。

所述步骤（4）调节含水量的方式采用晾晒、风干脱水处理或加入辅料。

所述辅料是草木灰、钙粉、过磷酸钙中的一种。

本发明猪粪便经过干湿分离后，经微生物动态－连续高温发酵，在发酵过程中利用微生物快速地把原材料中的易分解和易产生臭气的物质进行分解与转化，并利用分解过程中产生的高温起到杀灭病原菌、消除臭气、减少水分含量、降低体积和重量，同时提高速效养分含量的目的。

堆肥过程中，碳素是堆肥微生物的基本能量来源，也是微生物细胞构成的基本材料，堆肥微生物在分解含碳有机物的同时，利用部分氮素来构建自身细胞体，氮还是构成细胞中蛋白质、核酸、氨基酸、酶、辅酶的重要组成部分。合理的碳氮比是高效堆肥发酵的前提，C/N过高，微生物生长繁殖所需的氮素来源受到限制，微生物繁殖速度低，有机物分解速度慢，发酵时间长，有机原料损失大，腐殖质化系数低，并且还会导致堆肥产品C/N过高，施入土壤后易造成土壤缺氮，从而影响作物生长发育。C/N比过低，微生物生长繁殖所需的能量来源受到限制，发酵温度上升缓慢，氮过量并以氨气的形式释放，有机氮损失大，还会散发难闻的气味。合理调节堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟，提高腐殖化系数的有效途径。经过长期的实际生产与研究经验，本发明对猪粪堆肥的C/N比设为28，利用比较廉价并且有机物含量高、吸附能力强的谷糠为辅料进行碳氮比调节。

堆肥过程中保持适宜的水分含量，是堆肥制作成功的首要条件。由于微生物大都缺乏保水机制，所以对水分极为敏感。当水分含量在35%～40%之间时，堆肥微生物的降解速率会显著下降，但水分下降到30%以下时，降解过程会完全停止。通常有机物吸水后膨胀变软化，有利于微生物分解；水分在堆肥中移动时，所带菌体也会向四周移动和扩散，并为微生物的繁殖创造条件。水分太少，微生物活动受到限制，影响堆肥速度；水分太多，会堵塞堆肥物料间空隙，影响其通透性，易形成厌氧状况，并产生臭气，养分损失大，堆肥也同样缓慢。为此保持适当的水分和孔隙率是平衡堆肥过程的重要手段，要保证足够的生物稳定性，必须有足够的水分含量，但不能高到由于自由通气空隙量减少而导致氧气传输量下降的状态，进而降低生物活性。堆肥过程中不同的原料具有不同的最适水分上限，并由这些原料的粒径和结构特性所决定。由于本发明原料含水率很高，为保持较高的发酵效率，本发明是根据大量的实际生产经验，并结合猪粪的粒径和结构特性，得到最适宜的原料水分含量发酵上限为60%。通过加入适量草木灰在不影响C/N的情况下，将原料含水率降到60%左右，为高效的发酵奠定了基础。

本发明在堆肥原料中加入日本的EM混合菌剂，提高了发酵效率，缩短了发酵时间，减少了营养元素的损失，使产品质量更高。

本公司生产的生物有机肥的堆肥发酵过程分为4个阶段

（一）、升温阶段

这个过程也一般指堆肥过程的初期，在该阶段，堆肥温度逐步从环境温度上升到45℃左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括细菌、真菌和放线菌，分解底物以糖类和淀粉为主，期间能发现真菌的子实体，也有动物及原生动物参与分解。

（二）、高温阶段

堆温升至45℃以上即进入高温阶段，在这一阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，而嗜热微生物则上升为主导微生物。堆肥中残留的和新生成的可溶性有机物质继续被氧化分解，复杂的有机物如半纤维素-纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。微生物的活动交替出现，通常在50℃左右时最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到60℃时真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性细菌和放线菌活动，温度升到70℃时大多数嗜热性微生物已不再适应，并大批进入休眠和死亡阶段。

本发明采用现代化的工艺生产有机肥，最佳温度为55℃，这是因为大多数微生物在该温度范围内最活跃，最易分解有机物，而病原菌和寄生虫大多数可被杀死。

（三）、降温阶段

高温阶段必然造成微生物的死亡和活动减少，自然进入低温阶段。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟或后熟阶段。

（四）、腐熟保肥阶段

有机物大部分已经分解和稳定，温度下降，为了保持已形成的腐殖质和微量的氮、磷、钾肥等，要使腐熟的肥料保持平衡。堆肥腐熟后，体积缩小，堆温下降至稍高于气温，应将堆体压紧，有机成分处于厌氧条件下，防止出现矿质化，以利于肥力的保存。

本发明采用的是好氧式发酵工艺，为保持发酵的高效进行，必须保证对堆料进行充足的供氧。工业化堆肥一般不太可能通过空气的自然渗透来满足堆肥有机物生化反应对氧气的需要，必须采取相应的辅助增氧措施，目前常用的是采取翻堆或强制通风方式，本发明目前采用的是机械翻堆方式进行增氧。条垛式堆肥由于堆体与空气接触面大，一般通过翻堆就能满足其供氧的需要。翻堆的频率结合物料性质以及堆温变化来确定。

堆肥的温度变化是反映发酵是否正常最直接、最敏感的指标。对堆肥的温度变化的要求是：前期温度上升平稳、中期高温维持适度、后期温度下降缓慢。

本发明目前主要通过机械翻堆来调控发酵的温度，遵循“时到不等温、温到不等时”的原则，即在堆肥前期，即使发酵起温缓慢甚至不起温，48小时后必须翻堆，避免堆体形成厌氧环境，在堆肥中后期，一旦温度超过设定值，必须及时翻堆，不能等达到设定时间后再翻堆。

堆肥半成品经过腐熟度检测、质量检测、安全检测后进入后续的进一步加工和包装阶段。堆肥腐熟的产品含水率依然很高，需降低水分至30%以下再进行后续的加工。水分调节方法本发明采用的是自然风干、晾晒、添加辅料等方法。

对腐熟的堆料进行粉碎过筛以去除机械杂质并使肥料形成粉状更有利于的作物的吸收利用。本发明生产的有机肥营养元素非常齐全，另外根据不同农作物需求，可以添加一些微量元素，根据不同的作物生长需求并专门针对各种作物进行测土配方后加入各种水溶性或螯合态的中微量元素如：硫、铁、锌、镁、钙、硼、锰、钼、氯等。

本发明也可根据不同作物及市场需求加入不同的功能性微生物如：固氮菌、解磷菌、硅酸盐细菌、光合细菌、芽孢杆菌、抗生菌、VA菌根真菌、根际促生细菌以及复合微生物等，以制成含有生物活性具有特定肥料效应的微生物肥料。

附图说明

图1为本发明生产流程图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括如下步骤：

（1）混料：将含水量70%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为900kg，谷糠重量份为100kg，加入EM混合菌剂0.18kg，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为50%。

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料用铲车运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.2m，进行有氧发酵，在夏季发酵，发酵时间为15天，每2天用翻抛机翻堆一次，利用翻抛过程自然充氧，翻抛机带有粉碎功能，翻抛的同时可将大块物料打碎并充分混合均匀，经一次发酵后的物料含水率约为45%。好氧发酵是在有氧气存在的条件下，利用好氧微生物的外酶将物料分解为溶解性有机质，溶解性有机质可以渗入微生物细胞内，微生物通过新陈代谢把一部分溶解性有机质氧化为简单的无机物，为微生物的生命活动提供能量，其余溶解性有机物被转化为营养物质，形成新的细胞体，使微生物不断繁殖，从而促进物料中可被生物降解的有机质向稳定的腐殖质转化。利用翻抛机每天翻抛使物料充氧充分，可使堆体在1-3天内温度上升至25℃-45℃，堆体温度达到60℃左右发酵稳定，物料中纤维素和木质素也开始分解，腐殖质开始形成。堆体温度最高能达到80℃，充分发酵后温度逐步降低。

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品用铲车堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为5天。二次发酵无需翻抛，属厌氧发酵工艺。二次发酵主要是一个把一次发酵中为未充分降解的有机质再降解腐熟的过程，二次发酵后的物料含水率约为40%。

（4）水分调节：二次发酵后的产品含水率依然很高，需降低水分至30%以下再进行后续的加工，将步骤（3）所得产品采用晾晒处理调节水量调节为20%。

（5）粉碎过筛：对腐熟的堆料进行粉碎过筛以去除机械杂质并使肥料形成粉状更有利于的作物的吸收利用，筛上物大块物料回混料工序混合重新进行发酵，筛下物为粉状有机肥产品，可以制作成粉状有机肥产品，其含水量约为20%。

实施例2

如图1所示，一种利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）混料：将含水量80%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为1100kg，谷糠重量份为130kg，加入EM混合菌剂0.22kg，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为60%；

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料运铲车运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.6m，进行有氧发酵，其中夏季发酵时间为17天，每2天用翻抛机翻堆一次；

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为7天；

（4）水分调节：将步骤（3）所得产品加入草木灰调节含水量为30%；

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理得到粉状有机肥产品，再制成颗粒状有机肥包装。

实施例3

如图1所示，一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括如下步骤：

（1）混料：将含水量75%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为1000kg，谷糠重量份为150kg，加入EM混合菌剂0.2kg，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为55%。

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料用铲车运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.4m，进行有氧发酵，在夏季发酵，发酵时间为20天，每2天用翻抛机翻堆一次。

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品用铲车堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为9天。

（4）水分调节：二次发酵后的产品含水率依然很高，需降低水分至30%以下再进行后续的加工，将步骤（3）所得产品加入过磷酸钙调节水量调节为25%。

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理，得到粉状有机肥产品，然后包装。

实施例4

如图1所示，一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括如下步骤：

（1）混料：将含水量73%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为950kg，谷糠重量份为120kg，加入EM混合菌剂0.19kg，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为52%。

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料用铲车运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.3m，进行有氧发酵，在冬季发酵，发酵时间为25天，每3天用翻抛机翻堆一次。

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品用铲车堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为6天。

（4）水分调节：将步骤（3）所得产品加入钙粉调节水量调节为22%。

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理，得到粉状有机肥产品。

实施例5

如图1所示，一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括如下步骤：

（1）混料：将含水量77%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为1050kg，谷糠重量份为140kg，加入EM混合菌剂0.21kg，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为57%。

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料用铲车运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.5m，进行有氧发酵，在冬季发酵，发酵时间为30天，每4天用翻抛机翻堆一次。

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品用铲车堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为8天。

（4）水分调节：将步骤（3）所得产品采用风干脱水处理调节水量调节为28%。

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理，得到粉状有机肥产品。

实施例6

如图1所示，一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括如下步骤：

（1）混料：将含水量79%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为1000kg，谷糠重量份为110kg，加入EM混合菌剂0.2kg，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为55%。

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料用铲车运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.5m，进行有氧发酵，在冬季发酵，发酵时间为2730天，每3天用翻抛机翻堆一次。

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品用铲车堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为8天。

（4）水分调节：将步骤（3）所得产品采用晾晒调节水量调节为26%。

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理，得到粉状有机肥产品。

Claims (4)

1.一种利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）混料：将含水量70%—80%的猪粪与谷糠混合，配比为猪粪重量份为90-110份，谷糠重量份为10-15份，加入发酵菌剂，每5000重量份的猪粪加入1重量份的发酵菌剂，然后加入草木灰混合均匀调节含水量，使得混合物料含水量为50-60%；

（2）一次发酵：将步骤（1）所得混合物料运至发酵车间堆成条垛状，每个条垛的宽为1.8m，高为1.2-1.6m，进行有氧发酵，其中夏季发酵时间为15-20天，每2天翻堆一次；冬季发酵时间为25-30天，每3-4天翻堆一次；

（3）二次发酵：将步骤（2）所得产品堆成堆进行厌氧发酵，发酵时间为5-9天；

（4）水分调节：将步骤（3）所得产品的含水量调节为20-30%；

（5）粉碎过筛：将步骤（4）所得产品进行粉碎过筛处理，制成粉状或颗粒状有机肥。

2.根据权利要求1所述的利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于：所述发酵菌剂为EM混合菌剂。

3.根据权利要求1所述的利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于：所述步骤（4）调节含水量的方式采用晾晒、风干脱水处理或加入辅料。

4.根据权利要求3所述的利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于：所述辅料是草木灰、钙粉、过磷酸钙中的一种。