CN105272411A

CN105272411A - 一种沉水植物的堆肥方法

Info

Publication number: CN105272411A
Application number: CN201510675320.1A
Authority: CN
Inventors: 程花; 凌小君; 张红星; 漆志飞; 潘辉; 闫晖敏; 沈琦帆
Original assignee: Wuxi Gonghuwan Environment Mangement Co Ltd; Jiangsu Jiangda Ecological Technology Co Ltd
Current assignee: Wuxi Gonghuwan Environment Mangement Co Ltd; Jiangsu Jiangda Ecological Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-01-27

Abstract

本发明涉及一种沉水植物的堆肥方法，包括以下步骤：(1)将浆状沉水植物、鸡粪和木屑混合，形成混合原料，搅拌均匀；(2)将混合原料进行好氧发酵，形成堆肥半成品；(3)将堆肥半成品进行二次发酵，形成堆肥成品。其中，所述浆状沉水植物、鸡粪和木屑的质量比为(3-8)：(2-7)：(1-5)。本发明的方法首次利用沉水植物进行有氧堆肥，实现了沉水植物残体的废物利用；堆肥成品质量优异，有机质和总养分含量等均符合国家标准；生产方法简单，环境友好，堆肥效率高。

Description

一种沉水植物的堆肥方法

技术领域

本发明涉及堆肥化处理技术领域，具体涉及一种沉水植物的堆肥方法。

背景技术

堆肥处理指在人工控制下，依靠自然界中的细菌等微生物，促进可生物降解的有机质转化为稳定的腐殖质的过程。我国自古以来就有利用植物残体和动物粪便等进行沤肥和堆肥的历史，目前，堆肥技术已经相对成熟。

水生植物具有净化水质的功能，自20世纪60年代起，国内外的学者们就相继采用植物进行污水治理的研究。在水生植物中，由于沉水植物整株都在水下，吸附量大，处理效果最好。因此，近年来沉水植物被广泛种植，运用于水质净化，产生了大量的植物残体，需要处理和处置。

堆肥技术发展到现在，已经开始向变废为宝的方向发展。利用各种富含有机质的废弃物如污泥、畜禽粪便、河道底泥和植物残体等为原料进行堆肥已经成为国内外研究的热点。CN101774835A公开了一种堆肥物料组合物，含有水葫芦、城市生活污泥和餐厨垃圾，其重量配比为城市生活污泥∶水葫芦∶餐厨垃圾＝3～7∶2～6∶2～8，组合物的含水率控制在50-55％；C/N为23∶1-30∶1。堆肥方法是将堆肥原料经过密封发酵后，再经过强制通风发酵和自然通风发酵。CN103435380A公开了一种速生植物种植与植物堆肥替代化肥的装置和方法，包括：(1)在选定的陆地区域或水体区域中种植和/或培育的速生植物；(2)当速生植物长到合适的高度时进行收获；(3)对收获的速生植物进行干燥；(4)将干燥后的速生植物加工成储碳型材；(5)将成型后的植物储碳型材进行封存；(6)将速生植物及其储碳型材加工成有机肥料，并将加工过程中产生的含氮气体转化成含氮肥料(氨水)。CN1424288A公开了一种利用城市有机固体废物生产有机堆肥的好氧堆肥法，堆肥物料主体组成为有机物料含量30％～80％，腐殖土及其它无机组分占70％～20％，堆肥有机物料严格按富水型农业植物废物与其它难降解的城市有机植物废物在2∶1～1∶2的质量比例配比，堆肥发酵条件为：温度在30～60℃间调节；湿度40～60％；碳氮比为10∶1～35∶1；pH值为7～8；采用间歇式通气供氧，空气流量为0.3m³/h，每天通气三次，分别在早上、下午、晚上三个时间段进行，每一次通气时间15～20分钟。每天翻堆一次，堆肥时间3～4周。整个堆肥发酵在仓式堆肥装置中或采用敞开式固定垛堆肥方式进行。

目前，在水生植物堆肥领域，研究较多的是利用漂浮性水生植物水葫芦作为堆肥原料进行堆肥，鲜少有人研究沉水植物的堆肥。沉水植物的有机质含量平均在60％以上，适合堆肥，但有关如何利用沉水植物进行有效堆肥的研究未见报道。根据制约水葫芦堆肥的原因，推测利用沉水植物进行堆肥存在以下困难：①含水率高，难以达到国家规定的30％以下标准；②堆肥过程中有异味，需要密封保温，操作过程繁琐，对设备要求高，运行能耗大，成本昂贵。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种沉水植物的堆肥方法，其能实现沉水植物简单、快速而高效的有氧堆肥。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种沉水植物的堆肥方法，包括以下步骤：

(1)将浆状沉水植物、鸡粪和木屑混合，形成混合原料，搅拌均匀；

(2)将混合原料进行好氧发酵，形成堆肥半成品；

(3)将堆肥半成品进行二次发酵，形成堆肥成品。

其中，所述浆状沉水植物、鸡粪和木屑的质量比为(3-8)：(2-7)：(1-5)，所述质量比可以是3:2:1、4:3:2、5:4:3、6:5:4、4:4:1、3:7:2、7:6:5、8:7:1或8:7:5。

本发明首次利用沉水植物进行堆肥，沉水植物可以是马来眼子菜、穗花狐尾藻、菹草和金鱼藻等。鸡粪的碳氮比低，含水量少，是优质的有机肥原料；木屑可以调节堆肥原料的疏松度，有利于堆肥通风供氧；另外，本发明选定以上原料的质量比，既符合一定的碳氮比，又保证堆肥产品质量优异(有机质及养分等含量符合《中华人民共和国农业行业标准-有机肥料NY525-2012》)，还能降低物料和时间成本，有效杀菌除臭，其中，有害微生物(例如粪大肠杆菌等)和蛔虫卵等的杀灭率均在95％以上。

在本发明中，还可以在混合原料中加入事先已经利用本发明的方法制备得到的堆肥成品，所述浆状沉水植物、鸡粪、木屑和堆肥成品的质量比为(3-8)：(2-7)：(1-5)：(1-2)，所述质量比可以是3:2:1:1、4:3:2:2、5:4:3:1、6:5:4:2、4:4:1:1、3:7:2:1、7:6:5:1、8:7:1:2或8:7:5:2。因为堆肥成品中有剩余的有利于有机质发酵的微生物，可以进一步缩短堆肥的周期，大幅度提高堆肥效率。所述堆肥成品的含水率为15-25％，例如可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％或25％，优选为18-22％。

优选地，步骤(1)所述混合原料的含水率为65-70％，例如可以是65％、65.5％、66％、66.5％、67％、67.5％、68％、68.5％、69％、69.5％或70％。如果各种原料以及混合后的原料含水过多，则堆肥温度上升困难，有机物分解速率过低，影响空气流通，造成缺氧；若含水率过低，微生物停止繁殖，不能进行好氧发酵。

本发明的方法与传统水生植物(例如水葫芦)的堆肥方式相比，省略了脱水预处理的环节。水葫芦堆肥需要先将植株晾干进行脱水，不仅花费较长的时间，还需要大片的晾晒场地。而本发明无需对植株进行脱水处理，可以直接用含水率较高的湿物料进行堆肥，而且能达到符合国家标准的堆肥成品。

优选地，步骤(1)所述混合原料的碳氮比为(20-40)：1，例如可以是20:1、22:1、24:1、26:1、28:1、30:1、32:1、34:1、36:1、38:1或40:1。如前所述，堆肥的原料应该符合一定的碳氮比，如果碳氮比过大，微生物由于氮源缺乏而繁殖受限，导致有机物分解速率降低，施用到土壤中时会夺取土壤中的氮元素；如果碳氮比过低，则菌体会衰老或发生自溶，氮源浪费，酶产量下降，余氮还可能会污染环境。

优选地，步骤(1)所述浆状沉水植物的制备方法为：先滤掉沉水植物的水分、再破碎、过滤。本发明选用湿式破碎机对沉水植物进行破碎，然后通过过滤除掉沉水植物中的部分水分。

优选地，所述沉水植物的含水率为80-99％，例如可以是80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％，优选为90-99％。

优选地，所述过滤使用20-100目滤网，例如可以是20目、25目、30目、35目、40目、45目、50目、55目、60目、65目、70目、75目、80目、85目、90目、95目或100目。

优选地，步骤(1)所述鸡粪的含水率为20-40％，例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％，优选为28-32％。

优选地，步骤(1)所述木屑的含水率为10-20％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％，优选为14-16％。

优选地，步骤(2)所述好氧发酵为将混合原料放入密封且保温的装置中，进行曝气。曝气时，好氧微生物能对有机物进行分解，转化为腐殖质、热量、水和二氧化碳等。在本发明中，并未对所述装置做出限定，只要能达到密封和保温的要求即可。

优选地，所述好氧发酵的装置温度为50-80℃，例如可以是50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃、72℃、74℃、76℃、78℃或80℃，优选为60-80℃。限定此温度范围能使嗜热菌大量繁殖；还有利于有机物的降解，包括残留的可溶性有机物，以及纤维素、木质素和蛋白质等固体有机物。

优选地，所述曝气为每隔2-3天进行一次，其余时间静置发酵即可。

每次曝气分为三个重复，即每次曝气为在同一天内充氧搅拌3遍。

优选地，进行曝气的同时对混合原料进行搅拌和破碎。

优选地，所述曝气的时间为30-50min，例如可以是30min、32min、34min、36min、38min、40min、42min、44min、46min、48min或50min，优选为30-40min；

优选地，所述好氧发酵的时间为5-7天，例如可以是5天、6天或7天。

优选地，步骤(3)所述二次发酵为将堆肥半成品堆成圆锥形，圆锥形的直径即为一般堆成的1m左右，在堆肥间进行发酵，进行二次发酵的目的是使好氧发酵中难以分解的有机物腐熟完全。堆肥间中要保持通风良好，同时保证具有防水性。

优选地，进行二次发酵时，每隔7-10天翻堆一次，所述间隔天数可以是7天、7.5天、8天、8.5天、9天、9.5天或10天。

优选地，所述二次发酵的时间为20-30天，例如可以是20天、21天、22天、23天、24天、25天、26天、27天、28天、29天或30天。

作为优选技术方案，所述方法包括以下步骤：

(1)将浆状沉水植物、鸡粪和木屑混合，形成混合原料，搅拌均匀；所述浆状沉水植物、鸡粪和木屑的质量比为(3-8)：(2-7)：(1-5)；所述混合原料的含水率为65-70％，碳氮比为(20-40)：1；所述鸡粪的含水率为20-40％，木屑的含水率为10-20％；

(2)将混合原料在50-80℃进行好氧发酵5-7天，形成堆肥半成品；

(3)将堆肥半成品堆成圆锥形，进行二次发酵20-30天，每隔3-7天翻堆一次，形成堆肥成品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明首次利用沉水植物进行有氧堆肥，克服了传统水生植物堆肥中的脱水和预处理环节，节省了工序和场地；

(2)本发明的方法可以直接利用含水率较高的湿物料进行堆肥，且能达到符合国家标准的堆肥效果；

(3)本发明的方法采用特定的原料和配比，可以充分利用沉水植物残体中的有机质，实现变废为宝；堆肥产品的质量优异，有机质含量(质量分数，干重)达到45％以上，总养分含量(干重)5.0％以上，水分(鲜重)为30％以下，符合国家标准；蛔虫卵死亡率和粪大肠杆菌等有害生物的杀灭率达到95％以上；

(4)本发明的方法简单，生产过程环境友好，无臭味；堆肥效率高，堆肥时间短。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率80％的马来眼子菜投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过20目滤网；

(2)然后将浆状马来眼子菜、含水率20％的鸡粪和含水率10％的木屑混合，质量比为3：2：1，形成混合原料，混合原料的含水率65％，碳氮比为20:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在50℃进行好氧发酵，每隔2天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔3天翻堆一次，20天后形成堆肥成品。

实施例2

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率99％的穗花狐尾藻投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过100目滤网；

(2)然后将浆状穗花狐尾藻、含水率40％的鸡粪和含水率20％的木屑混合，质量比为8：7：5，形成混合原料，混合原料的含水率70％，碳氮比为40:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在80℃进行好氧发酵，每隔3天曝气一次，持续5天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔7天翻堆一次，30天后形成堆肥成品。

实施例3

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率90％的菹草投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过60目滤网；

(2)然后将浆状菹草、含水率30％的鸡粪和含水率15％的木屑混合，质量比为5：5：3，形成混合原料，混合原料的含水率67％，碳氮比为30:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在65℃进行好氧发酵，每隔3天曝气一次，持续7天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔5天翻堆一次，25天后形成堆肥成品。

实施例4

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率89％的金鱼藻投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过50目滤网；

(2)然后将浆状金鱼藻、含水率25％的鸡粪和含水率18％的木屑混合，质量比为6：4：5，形成混合原料，混合原料的含水率68％，碳氮比为27:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在70℃进行好氧发酵，每隔3天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔4天翻堆一次，27天后形成堆肥成品。

实施例5

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率85％的金鱼藻投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过80目滤网；

(2)然后将浆状金鱼藻、含水率23％的鸡粪、含水率14％的木屑和实施例3制备的堆肥成品混合，质量比为6：4：5：1，形成混合原料，混合原料的含水率66％，碳氮比为35:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在62℃进行好氧发酵，每隔3天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔6天翻堆一次，29天后形成堆肥成品。

实施例6

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率95％的金鱼藻投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过70目滤网；

(2)然后将浆状金鱼藻、含水率29％的鸡粪、含水率12％的木屑和实施例3制备的堆肥成品混合，质量比为4：5：5：2，形成混合原料，混合原料的含水率68％，碳氮比为25:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在62℃进行好氧发酵，每隔2天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔3天翻堆一次，29天后形成堆肥成品。

实施例7

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率91％的穗花狐尾藻投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过45目滤网；

(2)然后将浆状穗花狐尾藻、含水率22％的鸡粪、含水率13％的木屑和实施例3制备的堆肥成品混合，质量比为8：7：5：2，形成混合原料，混合原料的含水率69％，碳氮比为37:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在73℃进行好氧发酵，每隔2天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

实施例8

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率87％的菹草投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过70目滤网；

(2)然后将浆状菹草、含水率37％的鸡粪、含水率18％的木屑和实施例3制备的堆肥成品混合，质量比为4：4：4：1，形成混合原料，混合原料的含水率65％，碳氮比为38:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在78℃进行好氧发酵，每隔2天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

实施例9

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率88％的马来眼子菜投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过90目滤网；

(2)然后将浆状马来眼子菜、含水率32％的鸡粪、含水率11％的木屑和实施例3制备的堆肥成品混合，质量比为4：7：5：1，形成混合原料，混合原料的含水率67.5％，碳氮比为22:1，搅拌均匀；

(3)将混合原料翻入密封保温装置中，在53℃进行好氧发酵，每隔2天曝气一次，持续6天后，形成堆肥半成品；

(4)将堆肥半成品转移至堆肥间，堆成圆锥状并保持适当通风，进行二次发酵，每隔3天翻堆一次，30天后形成堆肥成品。

实施例10

本实施例采用如下方法进行堆肥：

(1)将含水率85％的穗花狐尾藻投入湿式破碎机中，破碎成浆状后过30目滤网；

(2)然后将浆状穗花狐尾藻、含水率39％的鸡粪、含水率17％的木屑和实施例3制备的堆肥成品混合，质量比为8：5：4：1，形成混合原料，混合原料的含水率69％，碳氮比为35:1，搅拌均匀；

对实施例1-10的堆肥成品进行各项技术指标测试，其中，有机质的质量分数(以烘干基计)、总养分的质量分数(以烘干基计)、水分(鲜样)的质量分数和酸碱度(pH)按照《中华人民共和国农业行业标准NY525-2012》的方法进行和标准；粪大肠杆菌群数和蛔虫卵死亡率按照《生物有机肥NY884-2012》的方法和标准进行；具体结果如表1所示。

表1

有机质

总养分

水分

酸碱度

粪大肠杆菌

蛔虫卵死亡

	(％)	(％)	(％)	(pH)	群数(个/g)	率(％)
							国家标准	≥45	≥5.0	≤30	5.5-8.5	≤100	≥95
实施例1	46.7	5.3	26.2	6.8	90	98.9
							实施例2	48.5	6.1	25.3	7.1	92	97.6
实施例3	45.6	6.6	24.6	6.7	91	98.8
							实施例4	47.3	5.5	27.3	8.0	84	98.5
实施例5	48.1	6.9	25.0	7.8	83	98.1
							实施例6	48.7	6.7	23.8	6.4	95	98.2
实施例7	47.6	6.4	23.5	6.9	96	99.4
							实施例8	49.2	5.8	24.2	7.3	87	97.7
实施例9	48.4	6.2	25.0	6.5	90	98.3
							实施例10	49.0	6.0	24.4	7.0	89	99.0

从表中的结果可以看出，实施例1-10的堆肥成品各项指标均符合国家标准，具有实际应用的价值，可直接应用于日常沉水植物的利用。此外，本发明的方法简单，生产过程环境友好，全程无明显臭味散发；堆肥效率高，时间短。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种沉水植物的堆肥方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)将混合原料进行好氧发酵，形成堆肥半成品；

(3)将堆肥半成品进行二次发酵，形成堆肥成品；

其中，所述浆状沉水植物、鸡粪和木屑的质量比为(3-8)：(2-7)：(1-5)。

2.根据权利要求1所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(1)所述混合原料的含水率为65-70％。

3.根据权利要求1或2所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(1)所述混合原料的碳氮比为(20-40)：1。

4.根据权利要求1-3之一所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(1)所述浆状沉水植物的制备方法为：先滤掉沉水植物的水分、再破碎、过滤；

优选地，所述沉水植物的含水率为80-99％，优选为90-99％；

优选地，所述过滤使用20-100目滤网。

5.根据权利要求1-4之一所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(1)所述鸡粪的含水率为20-40％，优选为28-32％。

6.根据权利要求1-5之一所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(1)所述木屑的含水率为10-20％，优选为14-16％。

7.根据权利要求1-6之一所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(2)所述好氧发酵为将混合原料进行曝气；

优选地，所述好氧发酵的装置温度为50-80℃，优选为60-80℃；

优选地，所述曝气为每隔2-3天进行一次；

优选地，进行曝气的同时对混合原料进行搅拌和破碎；

优选地，所述曝气的时间为30-50min，优选为30-40min；

优选地，所述好氧发酵的时间为5-7天。

8.根据权利要求1-7之一所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，步骤(3)所述二次发酵为将堆肥半成品堆成圆锥形进行发酵；

优选地，进行二次发酵时，每隔7-10天翻堆一次；

优选地，所述二次发酵的时间为20-30天。

9.根据权利要求1-8之一所述的沉水植物的堆肥方法，其特征在于，包括以下步骤：