CN109180239A - 一种以牛粪沼泥为原料的堆肥 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以牛粪沼泥为原料的堆肥。所述堆肥由牛粪沼泥与玉米秸秆经堆肥处理得到，所述牛粪沼泥与所述玉米秸秆的质量比为18：3～7；所述玉米秸秆的粒径为16～25mm。本发明可以减少在堆肥过程中污染气体氨气的释放，明显提高堆肥的效果，提高堆肥腐熟程度，减少氮肥损失，增加营养富积(如全磷和全钾富积)。实验证明，用本发明的原料混匀后进行堆肥，在堆肥过程，比照牛粪和秸秆、鸡粪和秸秆，可以对比其他原料来说减轻有机肥原有的恶臭，能起到很好的保氮效果，其氨气排放量小，堆肥温度最高达到65.25℃，降低了含水率。

Description

一种以牛粪沼泥为原料的堆肥
技术领域
本发明涉及一种堆肥，具体涉及一种以牛粪沼泥为原料的堆肥。
背景技术
沼泥是沼气工程产生的副产物，因其含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，国外的发达国家一般是经过长期的储存后直接当作有机肥施用于农田，但在我国由于大型沼气站的沼泥往往堆放丢弃，可能会引起高浓度的有机物、病原微生物等污染物质进入环境,造成资源浪费的同时又引起二次污染，所以沼泥的合理处置与合理利用有助于我国大型沼气工业的发展。虽然研究工作者对市政垃圾为发酵物产生的沼泥进行堆肥已有少量的研究，但以牛粪为发酵物产生沼渣堆肥化的研究尚鲜见报道。牛粪就是一种很好的生物质资源，含有丰富的营养物质和矿物质元素。以内蒙古为例，内蒙古地区农牧业非常发达，据统计内蒙古有奶牛数量近四百万头，随之每年产生的牛粪尿就有8000万吨，因此发酵原料丰富，利用牛粪制取沼气，并进行综合利用处很多。沼气作为一种天然、无污染的可再生能源，作为经济快速发展的能源需要发挥着越来越重要的地位，沼泥的处理方式也十分重要。所以，如何对以厌氧发酵废弃物进行处理是当前一个重要问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种以牛粪沼泥为原料的堆肥，以提高对沼泥和秸秆等废弃物的利用率，减少污染物的排放，保护环境。
本发明所提供的堆肥，由牛粪沼泥与玉米秸秆经堆肥处理得到。
本发明所涉及的牛粪沼泥，指的是以牛粪为原料进行厌氧发酵产生沼气后，剩余的残留物，为沼气工程产生的副产物。牛粪沼泥的主要成分为丰富的有机质、腐殖酸、粗蛋白、氮、磷、钾和多种微量元素和植物生长素。国外的发达国家一般是经过长期的储存后直接当作有机肥施用于农田，但在我国由于大型沼气站沼渣往往堆放丢弃，可能会引起高浓度的有机物、病原微生物等污染物质进入环境，造成资源浪费的同时又引起二次污染，所以沼渣的合理处置与合理利用有助于我国大型沼气工业的发展。
本发明所涉及的玉米秸秆，主要成分为纤维素，另外还有少量的糖份、无机盐、水分等。玉米秸秆含有干物质88.8％，总能3.47兆卡/kg，消化能(猪)0.55兆卡/kg，代谢能(鸡)1.31兆卡/kg，粗蛋白3.5％，可消化粗蛋白(猪)负值，粗纤维33.4％，钙0.31％，磷0.1％，赖氨酸0.06％，蛋氨酸0.03％，胱氨酸0.03％。每年我国农业生产中产生的各类秸秆高达7亿多吨，而玉米秸秆约有3.5亿吨。如何变废为宝，高效率低成本地利用玉米及其他作物秸秆，成为当前世界各国在生物质资源利用领域的研发热点。
本发明堆肥中，所述牛粪沼泥与所述玉米秸秆的质量比为18：3～7，具体可为18：5。
本发明堆肥中，所述玉米秸秆的粒径为16～25mm。
本发明堆肥中，所述牛粪沼泥与所述玉米秸秆的混合物的质量含水率为50～60％。
本发明堆肥中，所述堆肥处理的时间为1～22天，堆体温度为31～64.5℃。
本发明堆肥中，所述堆肥处理过程中，第4天和第12天翻堆，并每天进行自动曝气。
本发明将牛粪沼泥与不同量的玉米秸秆混合，在堆肥反应器中堆肥，研究堆肥过程中温度、湿度、氨挥发、氮磷钾、pH、EC、含水率、有机质、气体组成、腐殖酸、水溶性腐殖酸的变化情况。结果表明在堆肥过程中牛粪沼泥和玉米秸秆的质量配比为10.8：3时最佳，其氨挥发为0，不会对环境造成污染。
本发明可以减少在堆肥过程中污染气体氨气的释放，明显提高堆肥的效果，提高堆肥腐熟程度，减少氮肥损失，增加营养富积(如全磷和全钾富积)。实验证明，用本发明的原料混匀后进行堆肥，在堆肥过程，比照牛粪和秸秆、鸡粪和秸秆，可以对比其他原料来说减轻有机肥原有的恶臭，能起到很好的保氮效果，其氨气排放量小，堆肥温度最高达到65.25℃，降低了含水率。
附图说明
图1为各组堆肥处理过程中温度变化结果。
图2为各组堆肥处理过程中含水率变化结果。
图3为各组堆肥处理过程中NH3挥发量变化结果。
图4为各组堆肥处理过程中全氮变化结果。
图5为各组堆肥处理过程中全磷变化结果。
图6为各组堆肥处理过程中全钾变化结果。
图7为各组堆肥处理过程中EC变化结果。
图8为各组堆肥处理过程中pH变化结果。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中使用的牛粪沼泥为某沼气工程产生的副产物。
下述实施例中使用的牛粪为某养牛场产生的粪便，鸡粪为某养鸡场产生的粪便。
实施例1、本发明的堆肥反应不同原料的组分筛选及其效果验证
采集几种便进行堆肥试验，旨在讨论不同原料在高温堆肥中的保氮、少臭气效果。具体方法如下所述：
1、供试材料
普通牛粪、普通鸡粪、牛粪沼泥；
堆肥添加组分：玉米秸秆，粒径为18mm。
基本性状如表1所示。
表1堆置材料基本性质
堆置材料 全氮(％) 全磷(％) 全钾(％) 水分(％)
牛粪 3.09 0.141 46 62.2
牛粪沼泥 2.82 0.168 17 57.1
鸡粪 3.62 0.141 48 56.3
注：表中的“％”指质量百分含量。
2、试验方法
为了测试不同原料堆肥的效果和影响，将牛粪、牛粪沼泥、鸡粪与玉米秸秆分别按照表2所示的比例混合，供设3组处理，混合后的物料的质量含水率为57％。在试验取样过程中，在不同时期的堆体不同深度采集堆肥样品约1800g，将样品测量后分析数据。
上述玉米秸秆与牛粪、牛粪沼泥、鸡粪充分混合后，为了检测氨气释放量等堆肥理化指标，将上述混合后的肥料分别置于密闭的可保温的容器(带有真空绝缘层的不锈钢容器，容器有自动曝气功能)中分别进行堆肥反应，容器设有出气口收集氨气，用硼酸吸收法计算氨气的释放量。各组处理堆肥22天，从7月2日至7月23日。
表2堆肥化处理试验方案
牛粪 牛粪沼泥 鸡粪 秸秆
1号 10.8kg 0 0 3kg
2号 0 10.8kg 0 3kg
3号 0 0 7.2kg 14.4kg
堆肥过程中第4天、第12天进行翻堆，每日自动曝气。堆置期间，在第2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、13、15、17天时测定堆体氨气挥发量(硼酸吸收法)(其计算方式为密闭反应器每小时内吸收到的氨气量)，此数据可以对比在堆肥不同时期内单位时间的氨气挥发量)，并进行多点取样，制作三个堆肥重复样品。堆置期间每天定时测定室温和堆体温度，堆肥样品测定含水率、氨挥发、全氮、全磷、全钾、EC、pH。
3、结果
1)温度变化
温度是判定堆肥是否达到无害化要求的重要指标之一。堆肥过程中，堆体温度应控制在55℃～60℃。堆体温度过低无法杀灭堆体中有害病菌；温度过高则会消耗大量有机质降低堆肥品质。
从图1可以看出，沼泥堆肥初期温度逐渐升高至63℃，牛粪和鸡粪逐渐升高至70℃、59℃，牛粪温度过高，对发酵有不利的影响，导致氨挥发过快，氮素流失。
2)含水率变化
各组堆肥处理的含水率如图2所示，结果表明，沼泥的含水率变化与牛粪、鸡粪为原料趋势相同，且比较平稳。
3)氨气挥发量变化
各组处理过程中氨气挥发量(挥发速率)的变化如图3所示，从氨气挥发量变化的总趋势可以看出，NH3在堆肥前期因有机质的分解释放量大，4～5天之后因微生物活动变慢，可供降解的有机质减少，NH3的释放量也随之减少。由图3可见，沼泥在堆肥过程中的氨挥发为0，鸡粪的NH3释放量呈现波动趋势，牛粪的NH3释放量呈下降趋势。
4)全氮的变化
各组处理堆肥全氮变化如图4所示，各组处理全氮量在堆置中总体表现为上升，相对于牛粪、鸡粪为原料的堆体，牛粪沼泥的全氮变化符合堆肥规律，且比较平稳。
5)全磷的变化
各组处理堆肥前后全磷变化如图5所示，结果表明各组堆肥前后全磷变化中，各组处理全磷量在堆置中总体表现为上升，相对于牛粪、鸡粪为原料的堆体，牛粪沼泥的全磷变化符合堆肥规律，并变化平稳。
6)全钾的变化
各处理堆肥前后全钾变化如图6所示，结果表明各组处理全钾量在堆置中总体表现为上升，相对于牛粪、鸡粪为原料的堆体，牛粪沼泥的全磷变化符合堆肥规律，且变化平稳。
7)EC的变化
各处理堆肥的EC变化如图7所示，结果表明各组处理堆肥中牛粪的EC变化趋势为先下降再上升，与牛粪沼泥趋势相同。
1)pH的变化
各处理堆肥的pH变化如图8所示，结果表明各组处理变化趋势均为先上升再下降，且均显碱性。
4、结论分析
上述各种处理经过22天的堆肥发酵后，根据各组堆肥试验的各项测定结果，可以看出，在堆肥过程，牛粪、鸡粪、牛粪沼泥的温度、含水量、全氮、全磷、全钾、pH、EC等参数变化趋势大致相同，且牛粪和牛粪沼泥测定参数的变化趋势几乎一致，但是牛粪沼泥与玉米秸秆为原料进行堆肥过程中的氨挥发极少，为最佳方案。经计算后牛粪沼泥与玉米秸秆的比例为18：5。

Claims (6)

1.一种堆肥，由牛粪沼泥与玉米秸秆经堆肥处理得到。
2.根据权利要求1所述的堆肥，其特征在于：所述牛粪沼泥与所述玉米秸秆的质量比为18：3～7。
3.根据权利要求1或2所述的堆肥，其特征在于：所述玉米秸秆的粒径为16～25mm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的堆肥，其特征在于：所述牛粪沼泥与所述玉米秸秆的混合物的质量含水率为50～60％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的堆肥，其特征在于：所述堆肥处理的时间为1～22天。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的堆肥，其特征在于：所述堆肥处理过程中，第4天和第12天翻堆，并每天进行自动曝气。
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