CN109987978A - 适用于有机农业废弃物资源化发酵罐处理工艺 - Google Patents
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Abstract
一种适用于有机农业废弃物资源化发酵罐处理工艺，通过将待发酵物料粉碎后转移至含有菌剂辅料的发酵罐中，调节初始碳氮比、菌剂比和含水量后进行发酵，至发酵至少3天后进入腐熟期进行翻堆，至发酵10～14天后完成发酵；本发明发酵周期短，约为14天，仅需一人进料操作，发酵过程可控，使农业有机废弃物完全腐熟，对物料中的病原体或草籽完全杀死，使有机肥效高。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种环境保护和再生资源综合利用领域的技术，具体是一种适用于有机农业废弃物资源化发酵罐处理工艺。
背景技术
目前，农业有机废弃物资源化最常见处理方法仍然是传统堆肥，传统堆肥方法是将有机农业废弃物堆制成剁，放置3个月以上，将它们发酵成肥料，然而传统方法的缺陷在于，堆制时间过久、每天需人工进行翻堆，且堆制过程中会产生大量有害气体，从而对环境造成污染。此外，机械辅助堆肥近年来也得到较大发展。
发明内容
本发明针对现有发酵工艺发酵时间长且必须需耗费大量人工的缺陷，提出一种适用于有机农业废弃物资源化发酵罐处理工艺，使用本发明腐熟发酵工艺，总发酵周期短，仅为10-14 天。发酵节省人工，整个过程最少仅需一个工人，即可完成。种子发芽试验，发芽率高，发芽率90％以上。发酵所得有机肥品质高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种有机废弃物发酵工艺，通过将待发酵物料粉碎后转移至含有菌剂辅料的发酵罐中，调节初始碳氮比、菌剂比和含水量后进行发酵，至发酵至少3天后进入腐熟期进行翻堆，至发酵10～14天后完成发酵。
所述的待发酵物料是指：农业园区或者农村收集得到的农业有机废弃物碎末。
所述的粉碎是指：蔬菜烂叶及果实无须粉碎，适当干燥后可以直接进入发酵罐；对于含水量较高的蔬菜藤蔓，粉碎前进行脱水处理；其余干物料可以直接进行粉碎机进行粉碎，最终粉碎成大小为5cm以下的材料。
所述的菌剂辅料，通过在发酵罐中预先以麦麸或米糠加以核心菌种进行短期预发酵得到。
所述的核心菌种包括：灰略红链霉菌JSD-1和枯草芽孢杆菌JWT-1，该核心菌种能够高效降解各类秸秆中的木质纤维素组分和畜禽粪便中的蛋白组分，通过快速提升堆肥初期的发酵温度，缩短发酵周期，减少发酵成品中病害微生物数量，以此提高有机肥腐熟度和品质。发酵获得的生物有机肥能够有效改善土壤理化性质，提高土壤有机质含量，且对于次生盐渍化土壤的修复效果显著。
所述的灰略红链霉菌JSD-1保藏编号为CGMCC No.5706；该菌株于2012年1月9日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心中国科学院微生物研究所(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号100101)。
所述的枯草芽孢杆菌JWT-1保藏编号为CGMCC No.12758；该菌株于2016年7月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心中国科学院微生物研究所(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号100101)。
所述的短期预发酵是指：以8:1～10:1的比例加入菌种和水少许后在堆体上用薄膜覆盖发酵3天，至料内发白变色且温度上升。
所述的调节初始碳氮比是指：采用尿素和/或过磷酸钙调节，优选为豆科绿肥碳氮比为 15-25:1、杂草为25-45:1、禾本科作物茎秆为60-100:1，进一步优选为番茄藤蔓每吨添加尿素 25-30公斤，黄瓜藤蔓每吨添加尿素20-25公斤，水稻秸秆每吨添加尿素35-40公斤，蔬菜烂叶每吨添加尿素10-15公斤，树叶、杂草每吨则添加尿素15-20公斤。
所述的含水量为60％～65％。
所述的菌剂比，即添加的发酵好的核心菌种与整体质量比为0.5％。
所述的发酵罐包括：两个同轴相连的卧式罐体以及轴向设置于罐体内的搅拌叶和进水管，其中：罐体外部通过滚动机构设置于支架上，两个罐体之间通过中间连接件相连。
所述的罐体一侧设有带有鼓风机的喇叭形进料口，由履带式传送装置传送经粉碎机粉碎后的物料入内，罐体内部设有内筒观察灯，并在罐体中部设有观察窗；另一侧设有带有抽风机的出料口。
所述的搅拌叶为螺旋形结构且为中心对称设置。
所述的翻堆是指：发酵5-7天后堆体温度缓慢下降表示进入腐熟期，每24小时翻堆一次，每次约十分钟。
所述翻堆，优选采用正转3圈加反转1圈的方式进行操作，把外层翻到中间，把中间翻到外边。
所述的完成发酵，在发酵10-14天后，部分出料，观察出料的颜色、韧性、气味。腐熟从颜色气味看，腐熟堆肥的秸秆变成褐色或黑褐色，有黑色汁夜，具有氨臭味；秸秆硬度，用手握堆肥，温时柔软而有弹性；干时很脆，易破碎，有机质失去弹性，表明发酵物料已基本腐熟。
技术效果
与现有技术相比，本发明具有发酵工艺简单，易操作，发酵周期短，节省人工，发酵过程可控且自动化，所得有机肥品质高等优点，所得到的有机肥中有机质含量(以干基计)/％≥55，总养分(氮+五氧化二磷+氧化钾)含量(以干基计)/％≥7，水分(游离水)含量/％≤20；酸碱度pH 为5.5～8.0,；有效活菌数≥0.2亿/g。
附图说明
图1为本发明工艺流程图；
图2为发酵罐结构示意图；
图中：1喇叭型进料口、2鼓风机、3搅拌叶、4传感器、5进水管、6第二罐体、7第一控制箱、8第一滚动机构、9第一罐体、10支架、11中间连接件、12第二滚动机构、13第二控制箱、14尾端封闭连接件、15出料口、16内部支架、17抽风机。
具体实施方式
如图1所示，本实施例具体包括以下步骤：
步骤1)配制5.5L灰略红链霉菌JSD-1菌液，5.5L枯草芽孢杆菌JWT-1，添加入50公斤麸皮中，喷水少许，混匀，手抓后无水滴下。菌料混合成堆后发酵3天，堆体上用薄膜覆盖。见料内发白，变色、温度上升即复合微生物菌剂发酵完成。
步骤2)将发酵好的菌剂均匀掺入粉碎过后的禾本科作物茎秆，缓慢由传送带运送进发酵罐，调节禾本科作物茎秆初始堆体体积为70％，添加尿素200公斤。启动发酵罐，运行10分钟，为最大程度保证翻转均匀，采用正转3圈加反转1圈的方式进行操作，同时喷水，调节水分为65％，手抓料成团刚好出水。待混合均与，停止转动发酵罐，开始发酵。
步骤3)从第二天开始通风，每天通风2次，每次约1小时。堆料温度维持在70℃左右， 3天后，待发酵物料温度下降到50℃以下，转动发酵罐进行首次翻堆，保持每天翻堆一次，每次转动约10分钟，为保证物料翻转均匀，正转与反转宜交替进行。
步骤4)待发酵14天后，待温度降至50℃以下且不再继续上升，此时，发酵物料已经完全腐熟，反转发酵罐将有机肥运出，分装后放置阴凉避雨处。
如图2所示，
所述的发酵罐包括：两个同轴相连的卧式罐体6、9以及轴向设置于罐体内的搅拌叶3 和进水管5，其中：罐体外部通过滚动机构设置于支架10上，两个罐体之间通过中间连接件相连。
所述的罐体一侧设有带有鼓风机的进料口，另一侧设有带有抽风机的出料口。
所述的进料口设有履带式传动装置，能够直接将从粉碎机粉碎后的物料输入进料口。
所述的进料口优选为喇叭形进料口，由履带式传送装置传送经粉碎机粉碎后的物料入内，罐体内部设有内筒观察灯，并在罐体中部设有观察窗。
所述的滚动机构采用电机驱动的双滚轮实现，该滚轮与罐体的外壁相接触，可实现正转、反转且可以控制转速，从而保证物料充分混匀。
所述的搅拌叶为螺旋形结构且为中心对称设置。
所述的罐体内部设有若干温度传感器、湿度传感器以及加热器，罐体外部设有与传感器和加热器相连的控制箱，该控制箱优选进一步与鼓风机和抽风机相连，通过检测进风温度反馈给加热器启停，实现进风温度定量控制。
所述的罐体上设有顶部通风窗，可以给罐内物料通入充足的氧气，同时加热器加热碳钢管中鼓风机吹来的进风，碳钢管中设有铂电阻，通过检测进风温度反馈给加热器启停，实现进风温度定量控制。
本实施例基于上述方法制备得到的有机肥，其含量组分对比如下：
生物有机肥指标对比
综上，本发明的通过特殊结构的发酵罐以及特有复合菌剂，实现发酵周期比其它类似工艺短(其它类似发酵工艺周期至少一月以上)，操作简便，全程仅需一人操作，前期进料，发酵过程中操作机器开关进行发酵后期管理。且本发明所得有机肥品质高且稳定。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (10)
1.一种有机废弃物发酵工艺，其特征在于，通过将待发酵物料粉碎后转移至含有菌剂辅料的发酵罐中，调节初始碳氮比、菌剂比和含水量后进行发酵，至发酵至少3天后进入腐熟期进行翻堆，至发酵10～14天后完成发酵；
所述的待发酵物料是指：农业园区或者农村收集得到的农业有机废弃物碎末。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的粉碎是指：对于蔬菜烂叶及果实无须粉碎，适当干燥后可以直接进入发酵罐；对于含水量较高的蔬菜藤蔓，粉碎前进行脱水处理；其余干物料可以直接进行粉碎机进行粉碎，最终粉碎成大小为5cm以下的材料。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的菌剂辅料，通过在发酵罐中预先以麦麸或米糠加以菌种进行短期预发酵得到。
4.根据权利要求3所述的工艺，其特征是，所述的短期预发酵是指：以8:1～10:1的比例加入菌种和水少许后在堆体上用薄膜覆盖发酵3天，至料内发白变色且温度上升。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的调节初始碳氮比是指：采用尿素和/或过磷酸钙调节，具体为：豆科绿肥碳氮比为15-25:1、杂草为25-45:1、禾本科作物茎秆为60-100:1。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的菌剂比，即添加的发酵好的微生物菌剂与整体质量比为0.5％；所述的微生物包括：灰略红链霉菌JSD-1和枯草芽孢杆菌JWT-1。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的翻堆是指：发酵5-7天后堆体温度缓慢下降表示进入腐熟期，每24小时翻堆一次，每次约十分钟。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征是，所述的发酵罐包括：两个同轴相连的卧式罐体以及轴向设置于罐体内的搅拌叶和进水管，其中：罐体外部通过滚动机构设置于支架上，两个罐体之间通过中间连接件相连；
所述的罐体一侧设有带有鼓风机的喇叭形进料口，由履带式传送装置传送经粉碎机粉碎后的物料入内，罐体内部设有内筒观察灯，并在罐体中部设有观察窗；另一侧设有带有抽风机的出料口。
9.根据权利要求8所述的工艺，其特征是，所述的搅拌叶为螺旋形结构且为中心对称设置。
10.一种有机肥，其特征在于，采用上述任一权利要求所述的工艺制备得到。
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| CN103497915A (zh) * | 2013-09-22 | 2014-01-08 | 东北农业大学 | 用于堆肥发酵复合菌剂及其应用 |
| CN104402546A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-11 | 深圳市铁汉生态环境股份有限公司 | 一种园林植物废弃物堆肥方法 |
| CN106220260A (zh) * | 2016-07-08 | 2016-12-14 | 河北省农林科学院农业资源环境研究所 | 蔬菜残体、农作物秸秆和畜禽粪便联合堆肥工艺 |
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2017
- 2017-12-29 CN CN201711467641.8A patent/CN109987978A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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