CN105104742A - 一种农业废弃物资源化集成利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农业废弃物资源化集成利用的方法，包括如下步骤：步骤一、对农业废弃物进行真空高温好氧发酵；步骤二、将高温好氧发酵后的产物养殖蚯蚓；步骤三、发酵产生沼气。本发明实现畜禽粪便和农作物秸秆资源化开发利用，经处理的农业废弃物全部转化为高蛋白饲料(或食品、药品)、无公害有机肥料和沼气能源，污染物零排放，既增加了农产品种类，又生产了无公害的农业生产资料和清洁的生物能源，还保护了农村环境，社会效益、经济效益和生态效益都非常显著。同时，利用了发明人自己研发的轮窑式沼气干式发酵装置和好氧发酵装置，更增加了本发明的效果。

Description

一种农业废弃物资源化集成利用的方法

技术领域

本发明涉及一种农业废弃物的资源化集成利用的方法，属于农业系统工程中农业环境保护领域。

背景技术

随着农村行政体制改革，农村产业结构调整，农村剩余劳动力转移；养殖业特别是规模养殖的蓬勃发展，畜禽养殖废弃物排放总量急剧上升达，这些养殖废弃物没有得到适当的处理,造成有机氮、磷的流失和严重的环境污染,畜牧业生产中产生的大量甲烷、二氧化碳、二氧化氮等气体会导致温室效应；农村大量青壮劳动力离开了传统种植业生产和农村生活能源利用的改变，传统的秸秆作生活能源，制作有机肥料的利用和转化方法已不再实施，代之而起的是在田间焚烧秸秆，而且屡禁不止；焚烧秸秆时，大气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物三项污染指数急剧增长，对人的眼睛、鼻子和咽喉造成刺激，轻则造成咳嗽、胸闷、流泪，重则导致呼吸系统疾病，形成烟雾遮天，直接影响能见度，造成严重交通事故；空气悬浮颗粒物增多,也是形成酸雨、“黑雨”的主要因素。畜禽养殖业废弃物和农作物秸秆已成为农村新的污染源，并对农村环境已造成严重污染。

目前，固体废弃物的堆肥化处理技术：是对城市垃圾或畜禽粪便，使微生物繁殖并降解有机质，从而产生高温，杀死其中的病原菌及杂草种子，使有机物达到稳定化。好氧堆肥堆体温度高，一般在50至65℃，故亦称为高温堆肥。由于高温堆肥可以最大限度地杀灭病原菌，同时，对有机质的降解速度快，目前，大多都采用高温好氧堆肥。单一采用堆肥化处理技术，由于C/N比、PH不一定符合要求，往往处理进行不彻底，或速度慢、效果差；堆肥处理后用作有机肥料，还有可能产生二次发酵，影响植物生长。

沼气发酵技术：沼气发酵是有机废物的厌氧发酵过程，就是有机物质在特定的厌氧条件下，微生物将有机质进行分解，其中一部分碳素物质转化为甲烷和二氧化碳的过程。在这个转化过程中，被分解的有机碳化物中的能量大部分储存在甲烷中，仅一小部分有机碳化物氧化成二氧化碳，释放的能量作为微生物生命活动的需要。沼气发酵处理技术还可分为固体发酵和液体发酵两类。参与反应的微生物有水解菌、酸化菌、产乙酸菌、氢甲烷菌和乙酸甲烷菌等几个主要类群。现在正推广的养殖场大型沼气和户用小型沼气，往往发生沼气水不便利用成为新的农村污染和配料不当产气难两大问题，阻碍沼气推广。

目前，普遍使用的各种单项技术处理农村废弃物，无论是单独进行好氧发酵进行肥料化处理，还是进行厌氧发酵沼气化处理，还是进行蚯蚓、蝇蛆养殖，都不完全适宜，都存在如下问题：

1、处理不能顺利进行，或速度慢、效果差。由于各种农业废弃物主要成分不同，特别是C/N比不同，PH不同，使用单一农业废弃物，无论是进行好氧发酵生产肥料，还是进行厌氧发酵生产沼气，还是进行蚯蚓、蝇蛆养殖，都不适宜，处理不能顺利进行，或速度慢、效果差。必须根据相关生物生长、繁殖的具体要求，添加秸秆或添加N素，调节C/N比，调节PH值等。

2、农村废弃物利用不充分，经济效益低，仍有废弃物残留。养殖废弃物好氧发酵肥料化处理，是最简便的方法，但使用不方便，经济效益低。养殖业废弃物厌氧液体发酵制作沼气，产生新能源、沼水、沼渣；沼水、沼渣是很好的肥料，但贮藏、使用很不方便；如不能即时施用，又成为新的污染源；而且，没有经济效益。目前养殖蚯蚓、蝇蛆，都采用麦夫、谷糠等作为饲料，养殖废弃物、秸秆一般都不能直接用来养殖蚯蚓、蝇蛆。采用单一生态农业技术农村废弃物利用不充分，经济效益低，或仍有废弃物残留。

3、农村废弃物处理不彻底，仍有新生废弃物

采用单一生态农业技术处理农村废弃物，往往养殖业废弃物和农作物秸秆资源化利用不充分，处理程度不彻底，或者仍有新的废弃产生。

发明内容

本发明的目的是针对农村上述问题，提供一种通过利用微生物、无脊椎(低等)动物等，对畜禽粪便和农作物秸秆资源化开发利用，保护农业生产环境，提高资源利用率，提高经济效益；以根本解决禽畜粪便和秸秆处理不当造成的污染、增加经济效益为目标,利用生态工程的方法,使畜禽粪便和农作物秸秆转化为养殖业或种植业的原料或能源,实现畜禽粪便和农作物秸秆的潜在经济价值,同时达到农业废弃物零排放，实现无公害生产，确保农产品质量安全，推动有机农业的发展的农业废弃物资源化集成利用的方法。

本发明采用的技术方案是：一种农业废弃物资源化集成利用的方法，包括如下步骤：

1)、农业废弃物进行真空高温好氧发酵

首先，将畜禽粪便、粉碎的农作物秸秆按照重量比1:2的比例混合，然后加入好氧真菌发酵菌剂混合均匀，加入到真空高温好氧发酵装置中，温度控制在45-55℃，进行发酵5-10天，达到消灭有毒有害病菌，降解低等动物难以利用的纤维素、木质素等物质的双重目的，生产出符合低等动物养殖要求的低等动物养殖基料；

2)、将高温好氧发酵后的产物自然摊开降温，然后洒水至产物中含水量为85-90％，将产物在水泥池中堆成30cm高的基层，撒入蚯蚓种，然后再覆盖一层农作物秸秆，控制基层温度在10-12℃，养殖时间为3个月，养殖过程中，要随时检测基层含水量，控制含水量为85-90％；在养殖完成后，将蚯蚓和剩余基料分开，收集蚯蚓；

3)、在剩余基料中，添加沼气发酵菌剂并混合均匀，加入到轮窑式干式沼气发酵装置中，进行干式厌氧发酵，生产的生物能源——沼气供生产或生活使用；剩余的沼渣，通过添加有益于植物生长的菌剂等，经干燥、成型等工艺，生产无公害有机肥料。

优选地，所述真空好氧高温发酵装置包括至少一个发酵间，发酵间为由三面墙体和无墙体的一面组成，发酵间的高度150cm，宽度50-100cm，长度至少300cm，在墙体的墙脚留内外相通的排水孔，相距100cm一个，排水孔外连通到一个排水沟，在好氧发酵装置内部，安装有至少一组通气管，通气管由水平通气管和垂直通气管组成，水平通气管与边墙平行布置在地面上，另一头伸出好氧发酵装置并与鼓风机连接，另一头距离顶头墙50cm，每根水平通气管长度为100cm，水平通气管最靠近顶头墙的一端通过直角弯头连接一个垂直通气管，同一直线上的水平通气管之间用三通管连接，三通管上同时连接一个垂直通气管，垂直通气管长度为200cm，垂直通气管上管口备有封口帽；在好氧发酵装置无墙体的一面，安装有一个插板；所述的发酵间为3个；所述通气管的数量为四组，每两组通气管平行设置且距离为100cm；所述水平通气管和垂直通气管上开有4行气孔，气孔直径0.5cm，每一行上相邻气孔圆心间距10cm，相邻行气孔位置错开5cm。

优选地，所述步骤1)中，温度控制在45℃，进行发酵5天。

本发明的优点和有益效果在于：本发明实现畜禽粪便和农作物秸秆资源化开发利用，经处理的农业废弃物全部转化为高蛋白饲料(或食品、药品)、无公害有机肥料和沼气能源，污染物零排放，既增加了农产品种类，又生产了无公害的农业生产资料和清洁的生物能源，还保护了农村环境，社会效益、经济效益和生态效益都非常显著。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种农业废弃物资源化集成利用的方法，包括如下步骤：

1)、农业废弃物进行真空高温好氧发酵

首先，将畜禽粪便、粉碎的农作物秸秆按照重量比1:2的比例混合，然后加入好氧真菌发酵菌剂混合均匀，加入到真空高温好氧发酵装置中，温度控制在45-55℃，进行发酵5-10天，达到消灭有毒有害病菌，降解低等动物难以利用的纤维素、木质素等物质的双重目的，生产出符合低等动物养殖要求的低等动物养殖基料；

2)、将高温好氧发酵后的产物自然摊开降温，然后洒水至产物中含水量为85-90％，将产物在水泥池中堆成30cm高的基层，撒入蚯蚓种，然后再覆盖一层农作物秸秆，控制基层温度在10-12℃，养殖时间为3个月，养殖过程中，要随时检测基层含水量，控制含水量为85-90％；在养殖完成后，将蚯蚓和剩余基料分开，收集蚯蚓；

3)、在剩余基料中，添加沼气发酵菌剂并混合均匀，加入到轮窑式干式沼气发酵装置中，进行干式厌氧发酵，生产的生物能源——沼气供生产或生活使用；剩余的沼渣，通过添加有益于植物生长的菌剂等，经干燥、成型等工艺，生产无公害有机肥料。

本实施例中，所述真空好氧高温发酵装置包括至少一个发酵间，发酵间为由三面墙体和无墙体的一面组成，发酵间的高度150cm，宽度50-100cm，长度至少300cm，在墙体的墙脚留内外相通的排水孔，相距100cm一个，排水孔外连通到一个排水沟，在好氧发酵装置内部，安装有至少一组通气管，通气管由水平通气管和垂直通气管组成，水平通气管与边墙平行布置在地面上，另一头伸出好氧发酵装置并与鼓风机连接，另一头距离顶头墙50cm，每根水平通气管长度为100cm，水平通气管最靠近顶头墙的一端通过直角弯头连接一个垂直通气管，同一直线上的水平通气管之间用三通管连接，三通管上同时连接一个垂直通气管，垂直通气管长度为200cm，垂直通气管上管口备有封口帽；在好氧发酵装置无墙体的一面，安装有一个插板；所述的发酵间为3个；所述通气管的数量为四组，每两组通气管平行设置且距离为100cm；所述水平通气管和垂直通气管上开有4行气孔，气孔直径0.5cm，每一行上相邻气孔圆心间距10cm，相邻行气孔位置错开5cm。

本实施例中，所述步骤1)中，温度控制在45℃，进行发酵5天。

以上所述仅是本发明的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种农业废弃物资源化集成利用的方法，其特征在于,包括如下步骤：

1)、农业废弃物进行真空高温好氧发酵

首先，将畜禽粪便、粉碎的农作物秸秆按照重量比1:2的比例混合，然后加入好氧真菌发酵菌剂混合均匀，加入到真空高温好氧发酵装置中，温度控制在45-55℃，进行发酵5-10天，达到消灭有毒有害病菌，降解低等动物难以利用的纤维素、木质素的双重目的，生产出符合低等动物养殖要求的低等动物养殖基料；

2)、将高温好氧发酵后的产物自然摊开降温，然后洒水至产物中含水量为85-90％，将产物在水泥池中堆成30cm高的基层，撒入蚯蚓种，然后再覆盖一层农作物秸秆，控制基层温度在10-12℃，养殖时间为3个月，养殖过程中，要随时检测基层含水量，控制含水量为85-90％；在养殖完成后，将蚯蚓和剩余基料分开，收集蚯蚓；

3)、在剩余基料中，添加沼气发酵菌剂并混合均匀，加入到轮窑式干式沼气发酵装置中，进行干式厌氧发酵，生产的生物能源——沼气供生产或生活使用；剩余的沼渣，通过添加有益于植物生长的菌剂，经干燥、成型工艺，生产无公害有机肥料。

2.根据权利要求1所述的农业废弃物资源化集成利用的方法，其特征在于：所述真空好氧高温发酵装置包括至少一个发酵间，发酵间为由三面墙体和无墙体的一面组成，发酵间的高度150cm，宽度50-100cm，长度至少300cm，在墙体的墙脚留内外相通的排水孔，相距100cm一个，排水孔外连通到一个排水沟，在好氧发酵装置内部，安装有至少一组通气管，通气管由水平通气管和垂直通气管组成，水平通气管与边墙平行布置在地面上，另一头伸出好氧发酵装置并与鼓风机连接，另一头距离顶头墙50cm，每根水平通气管长度为100cm，水平通气管最靠近顶头墙的一端通过直角弯头连接一个垂直通气管，同一直线上的水平通气管之间用三通管连接，三通管上同时连接一个垂直通气管，垂直通气管长度为200cm，垂直通气管上管口备有封口帽；在好氧发酵装置无墙体的一面，安装有一个插板；所述的发酵间为3个；所述通气管的数量为四组，每两组通气管平行设置且距离为100cm；所述水平通气管和垂直通气管上开有4行气孔，气孔直径0.5cm，每一行上相邻气孔圆心间距10cm，相邻行气孔位置错开5cm。

3.根据权利要求1所述的农业废弃物资源化集成利用的方法，其特征在于：所述步骤1)中，温度控制在45℃，进行发酵5天。