CN104261919B - 一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，产品利用奶牛粪便为原料，辅以秸秆、蚯蚓粪、海藻等，通过生物发酵剂的二步发酵工艺制得，工艺资源化利用程度高、易于大规模工业化生产，有助于实现奶牛养殖废弃物资源化利用，解决目前存在的奶牛养殖环境污染难题。产品兼具生物有机肥料和海藻肥料的功效，富含海藻功能活性成分和大量益生菌，能有效调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，消除常年依赖化肥滥用造成的土壤板结、沙化、盐化等，有效改善土壤，提高农作物产能，具有改良作物品质，提高作物抗逆性的特殊功效；此外产品作用周期长，是发展绿色生态农业的理想肥料。

Description

一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺
技术领域
本发明涉及一种资源化利用奶牛粪便生产肥料的工艺，特别是一种以奶牛粪便为原料制备高效生物有机肥料的方法，属肥料加工领域。
背景技术
随着现代畜牧业的发展,奶牛养殖场规模化、集约化程度不断提高,大型奶牛养殖场产生的粪便严重污染环境。统计结果显示,我国每年饲养各类畜禽170万头(只),畜禽粪便排放总量达到19亿t,其中奶牛粪便约为2.5亿t,而且相对集中。这对人类、其它生物以及奶牛自身生存环境的污染愈来愈严重。从环境的角度看,它对大气、水域及土壤造成了严重污染,使地球生态环境恶化，并造成重大经济损失，治理奶牛粪便的污染问题已经引起政府和养殖行业的高度重视。
奶牛粪便中含有大量的氮、磷等元素，是一种营养丰富的有机肥料，但与其他家畜相比，奶牛粪有机质和养分含量较低，含水量高稠度类似粥样，透气性较差，分解腐熟缓慢，恶臭味严重。目前在奶牛粪便的肥料化应用中，工艺主要有直接干燥、自然堆肥和微生物接种剂发酵等。微生物接种剂发酵是在堆肥的基础上通过添加功能微生物，利用有益微生物的迅速繁殖代替土著微生物，调节堆肥菌群结构，提高有益微生物活性，通过各菌种之间相互协同作用形成复杂而稳定的生态系统。其优点是能够快速分解粪便和秸秆等有机料而产生热能，使有机物料温度迅速升高，抑制或杀死有害微生物，提高腐熟程度，制备真正意义上的生物有机肥。但目前的微生物接种剂发酵工艺在猪、禽等非反刍动物粪便处理方面较成熟，但在奶牛粪便肥料化应用中仍存在恶臭气味严重、纤维素降解率低、腐熟程度低、发酵周期长等弊端。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，该工艺资源化利用程度高、易于大规模工业化生产，有助于实现奶牛养殖废弃物资源化利用，解决目前存在的奶牛养殖环境污染及高效生物有机肥料短缺两大难题。
本发明上述目的是通过以下技术方案予以实现的：
本发明提供一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
A.生物发酵剂制备：取10份吸附剂、5份磷酸二氢钙、6份发酵豆粕、15份米糠、15份玉米粉、5份菜籽饼、10份麸皮、2份EM菌剂，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
B.混料：将奶牛粪便与秸秆、草炭、蚯蚓粪、生物发酵剂、纤维素酶等混合均匀，用含2%糖蜜的水溶液调整水分至35%～40%左右；
C.堆肥发酵：将B步骤混合后的混合物堆肥自然发酵15～20d，定期搅拌；
D.配料：堆肥发酵结束后，加入海藻、酒精活性污泥、乳酸菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜和2%枯草芽孢杆菌的水溶液调整水分至35%～40%左右；
E.二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵5～7d；
F.粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
G.造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
H.烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
上述A步骤中所述的吸附剂是沸石、活性炭、膨润土、蛭石中的一种或几种。
上述B步骤中各组分的质量比为奶牛粪便60～70份、秸秆20～30份、草炭5～10份、蚯蚓粪10～20份、生物发酵剂2～3份、纤维素酶1～2份。
上述秸秆是稻草、小麦秸秆、玉米秸秆、青草中的一种或几种。
上述D步骤中海藻、酒精活性污泥、乳酸菌粉的添加比例为10～20%、5～10%、2～3%。
上述海藻是指海带、浒苔、石莼等中的一种或几种。
本发明提供一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，产品利用奶牛粪便为原料，辅以秸秆、蚯蚓粪、海藻等，通过生物发酵剂的二步发酵工艺制得。产品质量符合NY525-2011的规定，蛔虫卵死亡率和大肠杆菌群数指标符合NY884的要求。
本发明提供了一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，产品兼具生物有机肥料和海藻肥料的功效，肥料产品富含海藻功能活性成分和大量益生菌，能有效调节土壤中微生物的平衡，分解土壤中的有机质、矿物质等有机或无机成分，消除常年依赖化肥滥用造成的土壤板结、沙化、盐化等，有效改善土壤，提高农作物产能；此外产品营养丰富，养分作用周期长，具有改良作物品质，提高作物抗逆性的特殊功效，是一种优良的土壤改良剂和作物生长促进剂，是发展绿色生态农业的理想肥料。
本发明的有益效果：一是本发明采用多种微生物复合厌氧发酵奶牛粪便生产高效生物有机肥料，首先在奶牛粪便混合过程中通过物理吸附剂强有力的吸附作用，能有效吸附NH3、H2S、CH4等10多种恶臭气体，然后通过微生物的发酵作用，以脱氢的形式使奶牛粪便脱臭，除臭效果较好；二是高温堆肥发酵过程中添加了秸秆、草炭、蚯蚓粪等辅料，试验结果表明奶牛粪便中NH3的去除率大于88.17%，H2S的去除率大于82.54%，较对照组（直接微生物接种发酵）分别提高了99.25%、152.49%，差异达到极显著水平（P<0.01），有效的实现了奶牛粪便堆肥发酵除臭和保氮的目的；三是通过复合微生物的二步发酵和纤维素酶的共同作用，奶牛粪便中纤维素的降解率为86.5%，对照组（直接微生物接种堆肥发酵）为47.8%，处理组较对照组提高80.96%，差异达到极显著水平（P<0.01）；四是奶牛粪便腐熟快速充分，当发酵时间达到第15天时种子发芽指数为86.5%，较对照组提前26天，表明本发明减缓了发酵时间，有利于降低生产成本，促进工业化生产；五是二步发酵过程中添加了海藻，产品兼具生物有机肥料和海藻肥料的功效，肥效好。
田间试验结果表明：（1）本发明产品应用偏盐碱土壤小麦种植，亩均产量458Kg，对照组（无机肥料组）亩均产量386Kg，亩均产量提高18.65%，差异达到显著水平（P<0.05），亩均肥料成本降低68元；（2）本发明产品应用于大棚蔬菜青椒的种植，亩均产量6268.9Kg，较对照组5457.3Kg提高14.87%，亩均增收2147元，差异达到显著水平（P<0.05）。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，通过以下步骤制备：
A.生物发酵剂制备：取10份沸石、5份磷酸二氢钙、6份发酵豆粕、15份米糠、15份玉米粉、5份菜籽饼、10份麸皮、2份EM菌剂，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
B.混料：按奶牛粪便60份、玉米秸秆30份、草炭5份、蚯蚓粪10份、生物发酵剂3份、纤维素酶1份比例混合均匀，用含2%糖蜜的水溶液调整水分至35%～40%左右；
C.堆肥发酵：将B步骤混合后的混合物堆肥自然发酵15～20d，定期搅拌；
D.配料：堆肥发酵结束后，按比例加入10%海带、10%酒精活性污泥、3%乳酸菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜和2%枯草芽孢杆菌的水溶液调整水分至35%～40%左右；
E.二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵5～7d；
F.粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
G.造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
H.烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
实施例2：
一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，通过以下步骤制备：
A.生物发酵剂制备：取10份活性炭、5份磷酸二氢钙、6份发酵豆粕、15份米糠、15份玉米粉、5份菜籽饼、10份麸皮、2份EM菌剂，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
B.混料：按奶牛粪便70份、稻草20份、草炭10份、蚯蚓粪20份、生物发酵剂2份、纤维素酶2份比例混合均匀，用含2%糖蜜的水溶液调整水分至35%～40%左右；
C.堆肥发酵：将B步骤混合后的混合物堆肥自然发酵15～20d，定期搅拌；
D.配料：堆肥发酵结束后，按比例加入20%浒苔、5%酒精活性污泥、3%乳酸菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜和2%枯草芽孢杆菌的水溶液调整水分至35%～40%左右；
E.二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵5～7d；
F.粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
G.造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
H.烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
实施例3：
一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，通过以下步骤制备：
A.生物发酵剂制备：取10份膨润土、5份磷酸二氢钙、6份发酵豆粕、15份米糠、15份玉米粉、5份菜籽饼、10份麸皮、2份EM菌剂，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%左右，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
B.混料：按奶牛粪便65份、、小麦秸秆25份、草炭12份、蚯蚓粪15份、生物发酵剂2.5份、纤维素酶1.5份比例混合均匀，用含2%糖蜜的水溶液调整水分至35%～40%左右；
C.堆肥发酵：将B步骤混合后的混合物堆肥自然发酵15～20d，定期搅拌；
D.配料：堆肥发酵结束后，按比例加入15%石莼、8%酒精活性污泥、2.5%乳酸菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜和2%枯草芽孢杆菌的水溶液调整水分至35%～40%左右；
E.二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵5～7d；
F.粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
G.造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
H.烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%左右即得肥料成品。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，其特征在于具体包括以下步骤：
A.生物发酵剂制备：取10份吸附剂、5份磷酸二氢钙、6份发酵豆粕、15份米糠、15份玉米粉、5份菜籽饼、10份麸皮、2份EM菌剂，混合搅拌均匀；然后用含有2%糖蜜的水溶液将水分调整为35%～40%，25℃～30℃下厌氧发酵7～10d；
B.混料：按奶牛粪便60～70份、秸秆20～30份、草炭5～10份、蚯蚓粪10～20份、生物发酵剂2～3份、纤维素酶1～2份混合均匀，用含2%糖蜜的水溶液调整水分至35%～40%；
C.堆肥发酵：将B步骤混合后的混合物堆肥自然发酵15～20d，定期搅拌；
D.配料：堆肥发酵结束后，加入10～20%海藻、5～10%酒精活性污泥、2～3%乳酸菌粉，混合均匀，用含2%糖蜜和2%枯草芽孢杆菌的水溶液调整水分至35%～40%；
E.二次发酵：控温28℃～35℃堆肥发酵5～7d；
F.粉碎：使用半湿物料粉碎机对完成二次发酵的物料进行粉碎，粉碎细度要达到20～30目；
G.造粒：将经发酵和粉碎后的物料输送至圆盘造粒机进行圆盘造粒；
H.烘干：将造粒后的生物有机肥料进行烘干处理，含水量在12%～15%即得肥料成品。
2.根据权利要求1所述的一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，其特征在于所述A步骤中的吸附剂是沸石、活性炭、膨润土、蛭石中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，其特征在于所述秸秆是稻草、小麦秸秆、玉米秸秆、青草中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种资源化利用奶牛粪便生产高效生物有机肥料的工艺，其特征在于所述海藻是指海带、浒苔、石莼等中的一种或几种。
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