CN103772024A - 一种新型快速人粪堆肥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型快速人粪堆肥工艺，主要包括无害化处理、高温腐熟和液膜修饰等步骤得到固体肥料，然后将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥。本发明采用全自动快速高温发酵堆肥箱CN203333513U，采用垂直叠加工艺，以及添加高温菌剂和高温复合酶制剂，液膜修饰技术，具有占地面积小、生产周期短的优点。本发明中的新型快速人粪堆肥工艺的生产周期为6~8天，相比现有技术，生产周期缩短了66%；将所得产品进行测试后证明本发明的人粪堆肥工艺得到的成品有机肥的各项技术指标均符合《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料》（NY525-2012）和《生物有机肥》（NY884-2012）中标准。

Description

一种新型快速人粪堆肥工艺

技术领域

本发明涉及农业环境工程领域，尤其涉及一种新型快速人粪堆肥工艺。

 

背景技术

人粪中含有氮、磷、钾、钙、镁等元素，将其通过堆肥技术处理不仅可以减少其对环境的污染，同时堆肥化处理后得到堆肥是一种有机肥料，含有丰富的营养物质，可用作农作物生长的肥料，堆肥可以提供农作物生长所需的营养元素，同时有利于促进土壤颗粒的形成，能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力，所以堆肥技术在处理人粪领域发挥着重要的作用。现有的堆肥技术主要有两种，其一，在堆制点开挖“十”或 “井”字形的通气沟，在通气沟上铺上一层底垫，然后将堆肥材料放入，堆积高度为1.2~1.5米，需要30~50天能够腐熟，这样的堆肥技术存在占地面积大，生产周期长的问题；其二，采用堆肥箱处理，而普通的堆肥箱存在堆肥工艺不可调、箱体占地面积较大、堆肥处理时间较长的问题。

因此，开发一种占地面积小、生产周期短的人粪堆肥技术是农业环境工程领域亟待解决的问题。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种占地面积小、生产周期短的新型快速人粪堆肥工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种新型快速人粪堆肥工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1）无害化处理：将人粪的含水率调整至65%~68%；再将人粪和辅料混合均匀，送至全自动快速高温发酵堆肥箱内，于120℃~130℃下搅拌处理1~2h，得到无害化粪便；

2）高温腐熟：在步骤1）得到的无害化粪便中，添加高温发酵菌种以及高温复合酶制剂；发酵腐熟阶段温度维持在95℃~98℃，发酵5~8d；

所述高温发酵菌种和高温复合酶制剂的总加入量为无害化粪便重量的1‰~5‰；

3）液膜修饰：在80~90℃下，加入液膜修饰剂，搅拌3~5min混合均匀后，反应1~2d，得到固体肥料，然后将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥；

所述液膜修饰剂为0.001mol/L的乙酸、丙酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或者几种；所述液膜修饰剂的加入量为固相体积的30%~35%。

进一步，所述辅料为锯末、米糠、农作物秸秆、酒糟、药渣、烟末、蘑菇渣中的一种或几种；所属人粪和辅料按重量比为6~8：2~4混配。

进一步，所述步骤2）中高温发酵菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉和多粘类芽孢杆菌按重量比1~2：1~2：1~2：1~2：1~2混配得到；高温复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按重量比为1~3：1~2：5~7混配得到。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明基于本申请人发明的全自动快速高温发酵堆肥箱（CN203333513U），采用垂直叠加工艺，以及添加高温菌剂和高温复合酶制剂，液膜修饰技术，其工艺步骤主要包括：无害化处理、高温腐熟和液膜修饰三个步骤，具有节省有机肥厂占地面积，缩短生产周期，提高生产效率，减少臭气产生，且臭气易控制的优点。

2、本发明中采用将粪便进行无害化处理，可以杀死99%以上的病原菌与病虫卵，得到无害化粪便。通过添加高温发酵菌种，在100℃~105℃下仍然具有较快的繁殖速度，可以分泌大量的有机酸，软化粪便中的非水溶性碳水化合物，从而使高温蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶的活力可以超过500 000U/g；这样可以加速粪便的腐熟，使得人粪经过6~8天即可发酵成熟，与传统的堆肥技术相比，本发明的生产周期缩短了66%；传统堆肥一般是在50℃~75℃腐熟，需要30~60天才能腐熟。

3、本发明中采用液膜修饰剂对腐熟粪便进行处理，液膜修饰剂主要由两个作用：一是调整腐熟粪便有机物的颜色，改善品相，二是优化有机肥的吸水能力，使土壤的含水率能够更有利于农作物的生长。由于腐熟粪便中含有大量的多孔状大分子有机物，如木质素、纤维素、半纤维素等，当液膜修饰剂液体慢慢渗入大分子有机物中时就会形成大量的毛细管，且由于酸性液体的表面张力要大于中性、碱性液体的表面张力，空气中的氧气就很难突破液膜进入到毛细管内，这样一方面使得高温复合酶制剂催化氧化大分子有机物；另一方面由于氧化分解缺氧，而堆肥环境所提供的能量不足以使水分子中的氢键断裂脱出羟基来，只能是从大分子有机物自身脱出羟基，使大分子有机物表面碳化变黑，从而加深腐熟粪便的颜色，改善了有机肥的品相，而且可以将有机肥的吸水保水能力调整为50%~70%；因为吸水能力过大，会导致农作物根部呼吸不畅而出现烂根死苗的严重后果；另一方面若是吸水能力过小，就会导致土地不耐干旱，农作物也易旱死。 

 

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

 

具体实施方式

下面结合具体实施例和图1，对本发明新型快速人粪堆肥工艺做进一步详细说明。

实施例1：

一种新型快速人粪堆肥工艺，包括如下步骤：

1）无害化处理：首先将人粪含水率调整至66%，将质量比为7：3的人粪和辅料锯末混合均匀，使混合物的含水率为60%，然后将所述混合物放入全自动快速高温发酵堆肥箱中，并打开排气风扇和臭气处理系统，在120℃、0.1MPa下，加热搅拌处理1h，以杀灭粪便中99%以上的病原菌与虫卵，得到无害化粪便。

2）高温腐熟：将高温发酵菌种、高温复合酶制剂加入到步骤1）得到的无害化粪便中，其中高温发酵菌种和高温复合酶制剂的总加入量为无害化粪便重量的5‰，在98℃发酵6d，得到腐熟的堆肥；所述高温发酵菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉和多粘类芽孢杆菌按重量比1：1：1：1：1混配得到；所述高温复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶按重量比2：1：7混配得到。

3）液膜修饰：在90℃温度下，将浓度为0.001mol/L的盐酸作为液膜修饰剂加入到步骤3）得到的腐熟的堆肥中，其中液膜修饰剂的加入量为所述腐熟的堆肥体积的32%，然后搅拌5min混合均匀后，反应1d，得到固体肥料，再将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥。

实施例2：

一种新型快速人粪堆肥工艺，包括如下步骤：

1）无害化处理：首先将人粪含水率调整至68%，将质量比为8：2的人粪和辅料米糠混合均匀，使混合物的含水率为61%，然后将所述混合物放入全自动快速高温发酵堆肥箱中，并打开排气风扇和臭气处理系统，在125℃、0.1MPa下，加热搅拌处理1.5h，以杀灭粪便中99%以上的病原菌与虫卵，得到无害化粪便。

2）高温腐熟：将高温发酵菌种、高温复合酶制剂加入到步骤1）得到的无害化粪便中，其中高温发酵菌种和高温复合酶制剂的总加入量为无害化粪便重量的5‰，在95℃发酵6.5d，得到腐熟的堆肥；所述高温发酵菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉和多粘类芽孢杆菌，按重量比1：2：1：2：1混配得到；所述高温复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶，按重量比1：2：6混配得到。

3）液膜修饰：在86℃温度下，把浓度为0.001mol/L的乙酸作为液膜修饰剂加入到步骤3）得到的腐熟的堆肥中，其中液膜修饰剂的加入量为所述腐熟的堆肥体积的35%，然后搅拌3min混合均匀后，反应1d，得到固体肥料，再将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥。

实施例3：

一种新型快速人粪堆肥工艺，包括如下步骤：

1）无害化处理：首先将人粪含水率调整至65%，再将质量比为6：4的人粪和辅料农作物秸秆混合均匀，使混合物的含水率为62%，然后将所述混合物放入全自动快速高温发酵堆肥箱中，并打开排气风扇和臭气处理系统，在128℃、0.1MPa下，加热搅拌处理2h，以杀灭粪便中99%以上的病原菌与虫卵，得到无害化粪便。

2）高温腐熟：将高温发酵菌种、高温复合酶制剂加入到步骤1）得到的无害化粪便中，其中高温发酵菌种和高温复合酶制剂的总加入量为无害化粪便重量的3‰，在98℃发酵5d，得到腐熟的堆肥；所述高温发酵菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉和多粘类芽孢杆菌按重量比2：1：1：2：1混配得到；所述高温复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶按按1：1：7重量比混配。

3）液膜修饰：在80℃温度下，把浓度为0.001mol/L的磷酸作为液膜修饰剂加入到步骤3）得到的腐熟的堆肥中，其中液膜修饰剂的加入量为所述腐熟的堆肥体积的34%，然后搅拌5min混合均匀后，反应1d，得到固体肥料，再将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥。

实施例4：

一种新型快速人粪堆肥工艺，包括如下步骤：

1）无害化处理：首先将人粪含水率调整至65%，将质量比为5：5的人粪和辅料混合均匀，其中辅料为锯末和米糠，使混合物的含水率为62%，然后将所述混合物放入全自动快速高温发酵堆肥箱中，并打开排气风扇和臭气处理系统，在130℃、0.1MPa下，加热搅拌处理1h，以杀灭粪便中99%以上的病原菌与虫卵，得到无害化粪便。

2）高温腐熟：将高温发酵菌种、高温复合酶制剂加入到步骤1）得到的无害化粪便中，其中高温发酵菌种和高温复合酶制剂的总加入量为无害化粪便重量的1‰，在98℃发酵6d，得到腐熟的堆肥；所述高温发酵菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉和多粘类芽孢杆菌按重量比2：1：1：1：2混配得到；所述高温复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶按2：1：7重量比混配得到。

3）液膜修饰：在90℃温度下，把浓度为0.001mol/L的盐酸作为液膜修饰剂加入到步骤3）得到的腐熟的堆肥中，其中液膜修饰剂的加入量为所述腐熟的堆肥体积的35%，然后搅拌5min混合均匀后，反应2d，得到固体肥料，再将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥。

将上述实施例1~4制备的成品肥按照《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料》（NY525-2012）和《生物有机肥》（NY884-2012）中的要求进行检测，测试结果如表1所示：

由表1中可以看出本发明的新型快速人粪堆肥工艺的生产周期最短可达到6天，极大的缩短了生产周期，提高了生产效率，而且所得的成品有机肥的技术指标均符合《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料》（NY525-2012）和《生物有机肥》（NY884-2012）中标准。

Claims (3)

1.一种新型快速人粪堆肥工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1）无害化处理：将人粪的含水率调整至65%~68%；再将人粪和辅料混合均匀，送至全自动快速高温发酵堆肥箱内，于120℃~130℃下搅拌处理1~2h，得到无害化粪便；

2）高温腐熟：在步骤1）得到的无害化粪便中，添加高温发酵菌种以及高温复合酶制剂；发酵腐熟阶段温度维持在95℃~98℃，发酵5~8d；

所述高温发酵菌种和高温复合酶制剂的总加入量为无害化粪便重量的1‰~5‰；

3）液膜修饰：在80~90℃下，加入液膜修饰剂，搅拌3~5min混合均匀后，反应1~2d，得到固体肥料，然后将固体肥料粉碎、筛分、包装即为成品肥；

所述液膜修饰剂为0.001mol/L的乙酸、丙酸、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的一种或者几种；所述液膜修饰剂的加入量为固相体积的30%~35%。

2.根据权利要求1所述的新型快速人粪堆肥工艺，其特征在于，所述辅料为锯末、米糠、农作物秸秆、酒糟、药渣、烟末、蘑菇渣中的一种或几种；所属人粪和辅料按重量比为6~8：2~4混配。

3.根据权利要求1所述的新型快速人粪堆肥工艺，其特征在于，所述步骤2）中高温发酵菌种为枯草芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、木霉和多粘类芽孢杆菌按重量比1~2：1~2：1~2：1~2：1~2混配得到；高温复合酶制剂为蛋白酶、脂肪酶和纤维素酶按重量比为1~3：1~2：5~7混配得到。