CN109400269A - 一种利用禽畜粪便生产有机肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用畜禽粪便生产有机肥的方法，包括如下步骤：S1.将畜禽粪便与农作物秸秆按一定质量比混合；S2.将堆肥混合物投入到反应罐中之前，向堆肥混合物中加一定量的水；S3.将堆肥混合物投入到反应罐中，首先堆肥混合物在反应罐密闭状态下进行自发反应一周；然后每间隔两周左右向反应罐中且于堆肥混合物的底部投入一定量的增氧剂，使堆肥混合物持续进行好氧反应；当反应罐中的温度稳定后，停止向反应罐中投入增氧剂；停止投入增氧剂后仍保持反应罐密闭状态一周。本发明既对堆肥混合物进行厌氧腐熟分解反应，又通过向反应罐内投放增氧剂进行好氧腐熟分解反应，加快了有机物转化成有机肥的腐熟速度，提高了肥效转化率。

Description

一种利用禽畜粪便生产有机肥的方法

技术领域

本发明涉及农业肥料技术领域，特别地，涉及一种利用禽畜粪便生产有机肥的方法。

背景技术

随着工农业的蓬勃发展，包括人畜禽粪便、秸秆和城市生活垃圾等各种有机废弃物大量产生，而这些有机废弃物含有丰富的肥料元素是制作有机肥的优质原料。但未经充分腐熟的有机肥施入农田土壤，既不能产生作物生长所需的营养元素，还会对作物生长产生不利的影响，这是由于有机肥的肥效是通过微生物的分解作用使有机态的氮、磷、钾元素发生矿化作用而转变成有效态，未充分腐熟的有机肥的有效态氮、磷、钾含量低。此外，人畜禽粪便含有大量的微生物，其中既有对作物生长产生有益作用的微生物，也有对作物生长产生有害作用的微生物，而经过腐熟分解后可以达到无害化处理。

中国专利ZL201410450373.9公开了一种禽畜粪便连续生产固态和液态有机肥料的方法，工艺过程为：固液分离单元→固态发酵→干燥单元→固态产品；液态发酵单元→液态产品；将畜禽粪便送入螺杆压榨机分离出的固体畜禽粪便连续进入固体发酵机的发酵窒连续进行生化处理，处理完成后加入微量元素得到固态肥料产品；固液分离的液体和固体发酵机流出的液体进入液体发酵槽，不需发酵助剂进行多级连续生化处理，加入微量元素得到液态肥料产品。该方法需先将畜禽粪便固液分离，然后再对固体畜禽粪便和固液分离的液体(以及固体发酵机流出的液体)分别进行后续处理，且对固体畜禽粪便处理需连续加入畜禽粪便无害化处理专用复合微生物菌剂并对固体畜禽粪便不断搅拌，而对固液分离的液体和固体发酵机流出的液体还需进行多级连续生化处理；因此，该方法工艺复杂，生产成本高。

中国专利申请201510227185.4公开了一种同时制备固态、液态有机肥的方法，通过双层高架网床猪舍和猪粪底层发酵工艺技术，饲养的生猪排到底层的粪便直接堆沤发酵生成固态有机肥，收集发酵过程中渗出的溶液进行二次发酵，生成液态有机肥。该方法利用猪舍底层空间收集原粪、原尿，虽然固液分离后生产有机肥大幅提高，但直接在猪舍对猪粪进行处理会对环境造成二次污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用畜禽粪便生产有机肥的方法，以加快有机肥的堆积腐熟速度，提高有机肥降解后N、P、K等主要营养元素的矿化，使其肥料元素的有效性提高。

为实现上述目的，本发明提供了一种利用畜禽粪便生产有机肥的方法，包括如下步骤：

S1.将畜禽粪便与农作物秸秆按质量比＝2.5～8.5:1混合得到堆肥混合物；

S2.在将步骤S1得到的堆肥混合物投入到反应罐中之前，向堆肥混合物中加一定量的水使堆肥混合物的含水率在30％～35％之间；

S3.将经过步骤S2加水调节后的堆肥混合物投入到反应罐中，首先堆肥混合物在反应罐密闭状态下进行自发反应6～8天；然后每间隔12～18天向堆肥混合物的堆积下层部位投入一定量的增氧剂，使堆肥混合物持续进行好氧反应；当反应罐中的温度稳定在28℃～35℃后，停止向反应罐中投入增氧剂；停止投入增氧剂后仍保持反应罐密闭状态10～15天；该步骤通过将过氧化钙投放在堆肥混合物的堆积下层部位，增氧反应提高了好氧菌的活性，有机肥的分解速率加快；

S4.反应完成后，将反应罐中腐熟的固态物取出并与适量草木灰相混合，使其形成团粒体后制成有机固态肥。

进一步的，所述步骤S1中，将猪粪便与农作物秸秆按5.8～6.5：1的质量比混合得到堆肥混合物；或将牛粪便与农作物秸秆按7.5～8.5：1的质量比混合得到堆肥混合物；或将禽类粪便与农作物秸秆按2.8～3.5：1的质量比混合得到堆肥混合物。

进一步的，所述农作物秸秆为稻草秸秆或小麦秸秆；在步骤S1前通过碎草机将稻草秸秆或小麦秸秆切成长度为5～10cm的段状。

进一步的，所述步骤S3中，每次向反应罐内投入增氧剂之前，启动反应罐内的压缩装置使压肥板向下压缩，将反应罐内的含水肥和二氧化碳从其底部排出，排出的含水肥即为有机液态肥。

进一步的，所述步骤S3中，根据反应罐的容积大小，每次按每升容积6～8g的比例向所述反应罐中投入增氧剂；所述增氧剂为过氧化钙。

进一步的，所述畜禽粪便为含水率在8％～12％之间的低含水量粪便。

进一步的，所述反应罐包括反应罐本体、密封顶盖、压肥板、过滤筛网、压缩装置、有机肥进料管、固态肥出料管、增氧剂进料管以及液态肥排放管，所述反应罐本体的侧壁上开设有进料口和出料口并分别与所述有机肥进料管和固态肥出料管连接，所述进料口的位置高于所述出料口；所述密封顶盖设置在所述反应罐本体的顶部；所述压缩装置包括设置在所述反应罐本体内并与所述压肥板相连的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆能够驱动所述压肥板向下移动，所述压肥板的初始位置高于所述进料口，所述过滤筛网与所述反应罐本体的内壁固定连接，且所述过滤筛网的位置低于所述出料口；所述增氧剂进料管贯穿所述密封顶盖和压肥板设置，并伸至堆肥混合物的堆积下层部位；所述液态肥排放管设置在所述反应罐本体的底部。

进一步的，所述过滤筛网上的过滤孔孔径为1.5～3mm。

进一步的，所述液压伸缩杆为空心杆，所述增氧剂进料管上下贯穿所述液压伸缩杆设置。

进一步的，所述有机肥进料管、固态肥出料管、增氧剂进料管以及液态肥排放管上均设有开关阀。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)、本发明的一种利用畜禽粪便生产有机肥的方法，先通过将堆肥混合物在反应罐内进行自发反应(厌氧腐熟分解反应)，又通过向反应罐内投放增氧剂进行好氧腐熟分解反应，该两种反应的有序、合理进行，加快了有机物(堆肥混合物)转化成有机肥的腐熟速度，提高了肥效转化率。本发明中向堆肥混合物的堆积下层部位投入过氧化钙：一方面能为有机肥补充钙元素，并形成有机肥中的钙离子物质与有机肥分解产生的阴离子相结合，抑制阴离子的还原损失；另一方面，过氧化钙为好氧微生物提供氧气，使反应罐内有充足的氧气满足微生物的生长需求。

(2)、本发明以畜禽粪便和农作物秸秆为原料制成有机肥，既解决了畜禽粪便对环境的污染危害以及秸秆就地焚烧对大气的破坏影响，又使其转化成能促进作物生长的肥料，有利于环境保护。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明一种具体实施例中反应罐的结构示意图；

图2是图1中反应罐的纵向剖面结构示意图；

其中，1、反应罐本体，2、密封顶盖，3、压肥板，4、过滤筛网，5、液压伸缩杆，6、有机肥进料管，7、固态肥出料管，8、增氧剂进料管，9、液态肥排放管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1和图2所示，本发明中的反应罐包括反应罐本体1、密封顶盖2、压肥板3、过滤筛网4、压缩装置5、有机肥进料管6、固态肥出料管7、增氧剂进料管8以及液态肥排放管9，反应罐本体的侧壁上开设有进料口和出料口，进料口和出料口分别与有机肥进料管和固态肥出料管连接，进料口的水平位置高于出料口的水平位置；密封顶盖设置在反应罐本体的顶部，用于将反应罐本体密封；压缩装置包括设置在反应罐本体内的液压伸缩杆，液压伸缩杆与液压缸液压连接，液压伸缩杆的下端与压肥板连接；压肥板和过滤筛网水平平行设置于反应罐本体内，压肥板的初始位置高于进料口，过滤筛网与反应罐本体的内壁固定连接，且过滤筛网的位置低于出料口；增氧剂进料管从上至下贯穿密封顶盖和压肥板设置，其下端伸至反应罐本体内的堆肥混合物底部；液态肥排放管设置在反应罐本体的底部。液压伸缩杆能驱动压肥板向下移动，以使压肥板向下压缩反应罐的堆肥混合物。

通过本发明的增氧剂进料管能够将增氧剂(如过氧化钙)投放至堆肥混合物的堆积下层部位，增氧剂能吸收堆肥混合物中所含的水分后释放出氧气，反应罐中的堆肥混合物进行好氧反应时会产生大量的二氧化碳，由于二氧化碳的密度大于氧气，二氧化碳产生向下的运动，氧气产生向上的运动。因此，采用该结构的反应罐生产有机肥，可以使反应罐内氧气分布均匀，扩大有机物与氧气的接触范围，提高肥效转化率。

在一种具体的实施方式中，过滤筛网上的过滤孔孔径为1.5～3mm；该结构利于反应罐内的含水肥和二氧化碳从反应罐的底部排出。液压伸缩杆为空心杆，增氧剂进料管上下贯穿液压伸缩杆设置。

在一种具体的实施方式中，有机肥进料管、固态肥出料管、增氧剂进料管以及液态肥排放管上均设有开关阀。

本发明的一种利用畜禽粪便生产有机肥的方法，包括如下步骤：

1、将畜禽粪便与农作物秸秆按质量比＝2.5～8.5:1混合得到堆肥混合物；优选的，畜禽粪便为含水率在8％～12％之间的低含水量粪便；农作物秸秆为稻草秸秆或小麦秸秆，且使用前通过碎草机将稻草秸秆或小麦秸秆切成长度为5～10cm的秸秆段。

2、在将得到的堆肥混合物投入到反应罐中之前，向堆肥混合物中加一定量的水使堆肥混合物的含水率在30％～35％之间。

3、将经过加水调节后的堆肥混合物投入到反应罐中，先将堆肥混合物在反应罐密闭状态下进行自发反应6～8天；然后每间隔12～18天向堆肥混合物的堆积下层部位投入一定量的增氧剂，使堆肥混合物能够持续进行好氧反应。具体地，根据反应罐的容积大小，每次按每升容积投入7.2g的比例向反应罐中投入增氧剂；优选的，增氧剂为过氧化钙。随着有机堆肥混合物好氧反应的持续进行，有机堆肥混合物被分解成肥效的同时，也产生大量的水和二氧化碳物质；因此，每次向反应罐内加入增氧剂之前，启动反应罐内的压缩装置 (液压伸缩杆)使压肥板向下压缩，将反应罐内的含水肥和二氧化碳从其底部排出，排出的含水肥即为有机液态肥。该步骤还需实时对反应罐内的温度进行监测，当反应罐内的温度稳定在30℃后，有机堆肥混合物的腐熟分解基本完成，停止向反应罐中投入增氧剂。停止投入增氧剂后仍保持反应罐密闭状态14天，使有机物分解产生的硝酸根离子，磷酸根离子与加入的过氧化钙分解产生的钙离子相结合增强肥效的稳定性。

4、有机物堆肥反应完成后，将反应罐中腐熟的有机肥取出并与适量草木灰相混合，使其形成团粒体后制成有机固态肥。

本发明方法通过采用畜禽粪便和农作物秸秆混合的堆肥方式生产固态和液态有机肥，堆肥混合物中投入一定量的过氧化钙，过氧化钙与水相结合能够缓慢释放出氧气，为好氧微生物的生长提供氧气来源。有机肥的堆积腐熟在密闭反应罐中进行，腐熟前期不添加增氧剂，反应罐内同时进行厌氧和好氧微生物的分解过程，待反应罐内氧气耗尽后只进行厌氧反应。厌氧反应是有机物堆肥腐熟的初步反应，这一过程反应较慢发热量较少；好氧反应是有机物堆肥腐熟的主要反应过程，有机堆肥混合物在氧气和好氧微生物的共同作用下不断地被分解成二氧化碳、硝酸盐和水分，有机堆肥混合物经过充分腐熟分解达到无害化处理。同时，该结构采用密闭的反应罐降低了堆肥反应过程氮素的挥发损失，增强了有机肥的保肥性能。

在一种具体的实施方式中，将猪粪便与农作物秸秆按5.8～6.5：1的质量比混合得到堆肥混合物；或将牛粪便与农作物秸秆按7.5～8.5：1的质量比混合得到堆肥混合物；或将禽类粪便与农作物秸秆按2.8～3.5：1的质量比混合得到堆肥混合物。

实施例1

本实施例用于说明本发明的利用畜禽粪便生产有机肥的方法。

试验称取干牛粪便16kg，稻草秸秆2kg，标记为试验A组；称取干猪粪便12kg，稻草秸秆2kg，标记为试验B组；称取禽类粪便6kg，稻草秸秆2kg，标记为试验C组。A、B、 C组均投入如图1所示的反应罐中进行腐熟分解，每个试验组设一个不添加化学增氧剂的对照组。增氧剂投放程序为反应罐投料后密封反应7天，然后开始投入360g增氧剂(反应罐体积为50L)，此后每隔14天投入一次增氧剂(每次向反应罐内投入增氧剂之前，启动反应罐内的压缩装置，将反应罐内的含水肥和二氧化碳从其底部排出)，各组的堆肥混合物堆肥反应过程如下表1所示。

表1本发明的各组堆肥混合物堆肥反应过程

说明：“增氧”是指向反应罐中添加增氧剂(过氧化钙)360g。

本发明方法的反应过程大致如下：将畜禽粪便和农作物秸秆按比例混合且加水调节后，通过有机肥进料管6投入反应罐本体1中，关闭所有进料管和出料管(排放管)上的开关阀，使反应罐处于密闭状态，先将堆肥混合物在反应罐密闭状态下进行自发反应6～8天；然后每间隔12～18天向堆肥混合物的堆积下层部位投入一定量的增氧剂。具体为：通过增氧剂进料管8向反应罐内投入过氧化钙，过氧化钙与有机物中的水相结合能够释放出氧气，使堆肥混合物能够持续进行好氧反应。反应罐内有机物腐熟分解产生的二氧化碳较多时(即：每次向反应罐内投入增氧剂之前)，启动压缩装置5，由液压伸缩杆带动压肥板 3将二氧化碳和反应罐内生成的液体通过液态肥排放管9排出，即制成液态肥。整个反应完成后，将反应罐内腐熟的有机肥(固态物)通过固态肥出料管7排出，并与适量草木灰相混合，使其形成团粒体后制成有机固态肥。

反应完成后测得各个试验组的试验结果如下：

(1)、试验A组得到液态肥1.74L，相比对照组CK-1的液态肥收集量1.16L提升了50.00％；A组固态肥质量为15.31kg，相比CK-1的固态肥质量16.28kg减少了6％。取A 组固态肥100g用1L纯水浸泡24h后取上清液测得碱解氮含量为1.319g/kg、速效磷含量 0.472g/kg、速效钾含量0.658g/kg，CK-1组用同样方法测得上清液碱解氮含量为1.145g/kg、速效磷含量0.396g/kg、速效钾含量0.515g/kg。试验A组采用增氧剂处理后，固态肥中有效态N、P、K含量相比未添加增氧剂的对照组CK-1分别提高了15.20％、19.20％、27.77％。

(2)、试验B组得到液态肥1.33L，相比对照组CK-2液态肥收集量的0.97L提升了37.11％。按照A组方法测得B组的上清液碱解氮含量1.846g/kg、速效磷含量0.571g/kg、速效钾含量0.428g/kg，CK-2组碱解氮含量1.593g/kg、速效磷含量0.466g/kg、速效钾含量0.357g/kg。试验B组采用增氧剂处理后，固态肥中有效态N、P、K含量相比未添加增氧剂的对照组CK-2分别提高了15.88％、22.53％、19.89％。

(3)、试验C组得到液态肥0.814L，相比对照组CK-3液态肥收集量的0.672L提升了29.82％。按照A组方法测得C组碱解氮含量1.523g/kg、速效磷含量0.727g/kg、速效钾含量0.504g/kg，CK-3组碱解氮含量1.409g/kg、速效磷含量0.638g/kg、速效钾含量0.447g/kg。试验C组采用增氧剂处理后，固态肥中的有效态N、P、K含量相比未添加增氧剂的对照组CK-3分别提高了8.09％、13.95％、12.75％。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将畜禽粪便与农作物秸秆按质量比＝2.5～8.5:1混合得到堆肥混合物；

S2.在将步骤S1得到的堆肥混合物投入到反应罐中之前，向堆肥混合物中加一定量的水使堆肥混合物的含水率在30％～35％之间；

S3.将经过步骤S2加水调节后的堆肥混合物投入到反应罐中，首先堆肥混合物在反应罐密闭状态下进行自发反应6～8天；然后每间隔12～18天向堆肥混合物的堆积下层部位投入一定量的增氧剂，使堆肥混合物持续进行好氧反应；当反应罐中的温度稳定在28℃～35℃后，停止向反应罐中投入增氧剂；停止投入增氧剂后仍保持反应罐密闭状态10～15天；

S4.反应完成后，将反应罐中腐熟的有机肥取出并与适量草木灰相混合，使其形成团粒体后制成有机固态肥。

2.根据权利要求1所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S1中，将猪粪便与农作物秸秆按5.8～6.5：1的质量比混合得到堆肥混合物；或将牛粪便与农作物秸秆按7.5～8.5：1的质量比混合得到堆肥混合物；或将禽类粪便与农作物秸秆按2.8～3.5：1的质量比混合得到堆肥混合物。

3.根据权利要求1所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述农作物秸秆为稻草秸秆或小麦秸秆；在步骤S1前通过碎草机将稻草秸秆或小麦秸秆切成长度为5～10cm的段状。

4.根据权利要求1所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S3中，每次向反应罐内投入增氧剂之前，启动反应罐内的压缩装置使压肥板向下压缩，将反应罐内的含水肥和二氧化碳从其底部排出，排出的含水肥即为有机液态肥。

5.根据权利要求1所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据反应罐的容积大小，每次按每升容积6～8g的比例向所述反应罐中投入增氧剂；所述增氧剂为过氧化钙。

6.根据权利要求1所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述畜禽粪便为含水率在8％～12％之间的低含水量粪便。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述反应罐包括反应罐本体(1)、密封顶盖(2)、压肥板(3)、过滤筛网(4)、压缩装置(5)、有机肥进料管(6)、固态肥出料管(7)、增氧剂进料管(8)以及液态肥排放管(9)，所述反应罐本体的侧壁上开设有进料口和出料口并分别与所述有机肥进料管和固态肥出料管连接，所述进料口的位置高于所述出料口；所述密封顶盖设置在所述反应罐本体的顶部；所述压缩装置包括设置在所述反应罐本体内并与所述压肥板相连的液压伸缩杆，所述液压伸缩杆能够驱动所述压肥板向下移动，所述压肥板的初始位置高于所述进料口，所述过滤筛网与所述反应罐本体的内壁固定连接，且所述过滤筛网的位置低于所述出料口；所述增氧剂进料管贯穿所述密封顶盖和压肥板设置，并伸至堆肥混合物的堆积下层部位；所述液态肥排放管设置在所述反应罐本体的底部。

8.根据权利要求7所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述过滤筛网上的过滤孔孔径为1.5～3mm。

9.根据权利要求7所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述液压伸缩杆为空心杆，所述增氧剂进料管上下贯穿所述液压伸缩杆设置。

10.根据权利要求7所述的利用畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征在于，所述有机肥进料管、固态肥出料管、增氧剂进料管以及液态肥排放管上均设有开关阀。