CN110156539A - 猪粪无害化处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种猪粪无害化处理方法，包括：将猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉按一定质量比例混合的混合物料；按质量比控制混合物料水分含量在60％～70％之间得初始物料，加入一定比例的微生物菌群和堆肥起爆剂，所述微生物菌群包含芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌的一种或几种；将初始物料堆肥后在保温的条件下进行有氧发酵，至初始物料的C/N值下降至12‑18，含水率在24％～30％，水稻秸秆和新鲜猪粪为原料，采用好氧堆肥技术对猪粪进行无害化处理，通过微生物菌群使堆肥系统迅速升温，有利于缩短堆肥时间，降低有机物料中难分解物质含量，提高堆肥品质。

Description

猪粪无害化处理方法及装置

技术领域

本发明主要涉及猪粪无害化技术领域，具体是一种猪粪无害化处理方法及装置。

背景技术

我国是世界上农作物秸秆和猪粪产出量最大的国家，近30年来，由于农村能源结构发生变化，造成农作物秸秆大量剩余，焚烧秸秆的现象屡禁不止，既浪费了资源又污染了环境，同时，猪粪自然排放会导致粪便中的高病原菌污染地表水和地下水，散发出恶臭味，对环境造成污染。

堆肥化是秸秆和畜禽粪便无害化、减量化和资源化最为有效的方法，它不仅可以杀灭粪便中的病原微生物、减少农业废弃物堆存体积和质量、方便贮存和施用，还能够解决秸秆焚烧和养殖厂粪便丢弃所产生的环境污染问题。另外，施用堆肥可以有效地减少化学肥料的用量，还能增加土壤有机质和孔隙度，调节酸碱平衡，提高土壤肥力、促进农业可持续发展。

传统的堆肥是通过自然堆放发酵，此方法简单、易于操作，但存在着堆制时间长、无害化效果差等不足之处。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种猪粪无害化处理方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种猪粪无害化处理方法，包括：

将猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉按一定质量比例混合的混合物料；

按质量比控制混合物料水分含量在60％～70％之间得初始物料，加入一定比例的微生物菌群和堆肥起爆剂，所述微生物菌群包含芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌的一种或几种；

将初始物料堆肥后在保温的条件下进行有氧发酵，至初始物料的C/N值下降至12-18，含水率在24％～30％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明以玉米秸秆、水稻秸秆和新鲜猪粪为原料，采用好氧堆肥技术对猪粪进行无害化处理，通过微生物菌群使堆肥系统迅速升温，有利于缩短堆肥时间，降低有机物料中难分解物质含量，提高堆肥品质；

2、堆肥的起爆剂采用糖、蛋白质或其他微生物容易利用的其它化学物质，增加堆肥初期微生物的活性，使堆肥进程加快。

进一步的，初始物料中，以质量计猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉的混合比例为6∶3∶1，采用上述进一步技术方案的有益效果为，能够控制混合物料碳氮比在(25～30)∶1，无害化处理后的肥料品质最好。

进一步的，微生物菌群的添加量为初始物料质量的0.09％～0.11％，堆肥起爆剂的添加量为初始物料质量的0.9％～1.1％，采用上述进一步技术方案的有益效果为，起爆剂是糖、蛋白质以及微生物容易利用的化学物质，能被初期低温微生物利用的营养物质变得丰富，可以增加堆肥起始期微生物的活性，加快微生物的繁殖速度，使堆肥反应的速度加快，达到“起爆”的效果；微生物菌群可以使堆肥物料快速达到高温、控制堆肥过程中臭气的产生，有效杀灭病原体和降解有机污染物，缩短堆肥腐熟进程，提高堆肥质量。

进一步的，所述丝状真菌包括以下至少一种：木霉、黑曲霉、米曲霉、嗜热侧孢霉，采用上述进一步技术方案的有益效果为，木霉(在木质素、纤维素丰富的基质上生长快，传播蔓延迅速，因此用来生产配制腐熟剂处理秸秆效果好)、黑曲霉(黑曲酶具有裂解大分子有机物和难溶无机物，便于作物吸收利用，改善土壤结构，增强土壤肥力，提高作物产量的效果)。

进一步的，将初始物料在保温的条件下进行有氧发酵前，以质量计向初始物料中加入1.8％～2.2％的硫酸铵和0.9％～1.1％过磷酸钙进行调配。

采用上述进一步技术方案的有益效果为，添加过磷酸钙可促进堆温的升高，明显降低堆肥初期与高温期的pH，明显提高堆肥的水溶性NH4+-N含量，有效减少NH3的释放量，推迟NH3产生量的高峰期；添加硫酸铵主要帮助调节碳氮比，尤其是堆肥初期，化学氮调节C/N(碳氮比)更加方便，添加化学氮肥，堆肥升温更快，提高发酵时的的最高发酵温度，提高堆肥质量。

进一步的，所述将初始物料堆肥后在保温的条件下进行有氧发酵，包括：对初始物料堆肥，并做保温处理，每隔6-8天翻堆一次。

采用上述进一步技术方案的有益效果为，保证初始物料在发酵时能够吸收到足够的氧气，进行有氧发酵。

进一步的，所述有氧发酵期间初始物料颜色逐渐加深，最终变成黑色且堆肥后的初始物料形成若干具有弹性的团块。

根据本发明的另一个方面，提供一种猪粪无害化处理装置：包括箱体，所述箱体的顶端活动连接有箱盖；

所述箱体及箱盖的外壁连接有1-3cm厚的隔热保温材料；

所述箱体的侧壁及其连接的保温材料上设置若干通风孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：为猪粪的无害化处理提供一个相对密封的空间，防止粪便中的高病原菌污染地表水和地下水，控制堆肥过程中臭气的扩散，也有利于有氧发酵时提高发酵时的的最高发酵温度，提高堆肥质量，

进一步的，所述通风的直径为20-40cm。

采用上述进一步技术方案的有益效果为，能够在为发酵通风供养时防止初始物料从通风孔内洒落。

进一步的，所述箱体包括底板、设于底板上的U型侧壁；

铰连接于U型框架前端上的前门，所述前门与U型框架、盖板的连接处设置密封垫；

所述前门与U型框架通过门栓和门栓扣实现互锁。

采用上述进一步技术方案的有益效果为，铰连接于U型框架前端上的前门可以打开，能够有利于将初始物料送入箱体，并将发酵后的肥料取出。

进一步的，还包括用于支撑箱体的脚轮。

采用上述进一步技术方案的有益效果为，方便移动，尤其在农村地区，以家庭为单位使用时，远距离使用农用运输车，近距离则使用脚轮移动，能够直接将发酵后的肥料直接运送至田间地头，方便使用。

附图说明

附图1是无害化处理过程中堆体温度的变化示意图；

附图2是无害化处理过程中堆体含水率的变化示意图；

附图3是无害化处理过程中物料C/N的变化示意图；

附图4是无害化处理过程中发芽指数的变化示意图；

附图5是猪粪无害化处理装置的结构示意图；

附图6是箱体的结构示意图；

附图7是箱体侧壁的截面示意图。

附图中所示标号：1、箱体；11、箱盖；12、通风孔；2、隔热保温材料；3、底板；4、U型侧壁；5、前门；51、门栓；52、栓扣；6、密封垫；7、脚轮。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1：

本实施例提供一种猪粪无害化处理装置，包括箱体1，所述箱体1的顶端活动连接有箱盖11，本实施例中，箱体1的规格为560×420×330mm；

所述箱体1及箱盖11的外壁连接有1-3cm厚的隔热保温材料2，隔热保温材料2为泡沫、真空绝热板、气凝胶保温材料等。

所述箱体1的侧壁及其连接的保温材料上设置若干通风孔12，所述通风的直径为20-40cm(本实施例通风孔12直径采用30cm)；

进一步的，所述箱体1包括底板3、设于底板3上的U型侧壁4，铰连接于U型框架前端上的前门5，所述前门5与U型框架、盖板的连接处设置密封垫6；所述前门5与U型框架通过门栓51和门栓51扣实现互锁，还包括用于支撑箱体1的脚轮7。

应用上述猪粪无害化处理装置的猪粪无害化处理方法，包括以下步骤：

步骤1：将猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉按一定质量比例混合的混合物料，其中，初始物料中，以质量计猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉的混合比例为6∶3∶1，混合物料的理化性质如表1所示：

表1混合物料的理化性质

步骤2：按质量比控制混合物料水分含量在60％～70％之间得初始物料，加入一定比例的微生物菌群和堆肥起爆剂，微生物菌群的添加量为初始物料质量的0.09％～0.11％，所述微生物菌群包含芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌的一种或几种，所述丝状真菌包括以下至少一种：木霉、黑曲霉、米曲霉、嗜热侧孢霉。微生物菌群投加后，投加量太小，很难成为优势菌种，迟滞期长，代谢缓慢，效率低；投加量过大，在堆肥初期，由于堆体中土著微生物数量较少，微生物活性较低，不能充分发挥土著微生物的降解作用，存在着发酵周期长、堆肥效率慢等缺点。

堆肥起爆剂的添加量为初始物料质量的0.9％～1.1％，堆肥起爆剂为葡萄糖，若起爆剂投加量大，一方面增加了成本，另一方面起爆剂浓度过高时，微生物可利用的碳源增多，芽孢就会萌发，转化为营养细胞而过早失活，降低菌剂的使用效果；若起爆剂投加量过小，在堆肥初期，微生物对于有机物料代谢速率缓慢，生长停滞期较长，也不利于堆肥化效率的提高。

步骤3：以质量计向初始物料中加入1.8％～2.2％的硫酸铵和0.9％～1.1％过磷酸钙进行调配。

步骤4：将初始物料堆肥后在保温的条件下进行有氧发酵，具体的，：对初始物料堆肥，并做保温处理，每隔6-8天翻堆一次(本实施例每7天翻堆一次)，至初始物料的C/N值下降至12-18，含水率在24％～30％，所述有氧发酵期间初始物料颜色逐渐加深，最终变成黑色且堆肥后的初始物料形成若干具有弹性的团块，这是由于在堆肥过程中产生了腐植酸类物质所导致，堆肥开始时各堆体均散发出强烈刺鼻的粪便气味，随着堆肥进行恶臭气味逐渐减弱。这是因为堆肥开始时物料中蛋白质和其它大分子有机物等物质含量较高，在微生物的作用下这些物质被生物降解，因而在此过程中会产生强烈的刺鼻气味，随着堆肥的继续，大分子有机物质逐渐被分解为小分子无机物质，恶臭气味逐渐减弱。由于堆肥物料和堆肥产品含水率逐渐下降，因而其所形成的堆肥产品逐渐由粘块变成团块状，直至堆肥结束时变成松散的小团块，且具有一定的弹性。

本实施例猪粪无害化处理方法得到的肥料种子发芽指数大于90％，堆肥原料和未腐熟堆肥的浸提液会抑制植物种子生长，腐熟堆肥的浸提液会促进其生长，种子发芽指数(GI)是衡量堆肥产品腐熟度和品质的重要指标，它可间接地表征堆肥产品的植物毒性，当GI＞50％时，堆肥的植物毒性较低，为基本腐熟；当GI＞80％时，堆肥完全腐熟；

本实施例为验证结果，试验设置3个处理，处理1：秸秆+猪粪、处理2：秸秆+猪粪+菌剂，处理3：秸秆+猪粪+菌剂+起爆剂，分别对猪粪进行无害化处理，每个处理设3个重复，采用SPSS 17.0软件和Excel 2010对试验数据进行统计分析和绘图，结果如图1-4所示，横坐标均为无害化处理的时间(堆肥时间)。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。

Claims (10)

1.一种猪粪无害化处理方法，其特征在于，包括：

将猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉按一定质量比例混合的混合物料；

按质量比控制混合物料水分含量在60％～70％之间得初始物料，加入一定比例的微生物菌群和堆肥起爆剂，所述微生物菌群包含芽孢杆菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌的一种或几种；

将初始物料堆肥后在保温的条件下进行有氧发酵，至初始物料的C/N值下降至12-18，含水率在24％～30％。

2.根据权利要求1所述的猪粪无害化处理方法，其特征在于，初始物料中，以质量计猪粪、玉米秸秆、水稻秸秆粉的混合比例为6∶3∶1；

和/或

微生物菌群的添加量为初始物料质量的0.09％～0.11％，堆肥起爆剂的添加量为初始物料质量的0.9％～1.1％。

3.根据权利要求1所述的猪粪无害化处理方法，其特征在于，所述丝状真菌包括以下至少一种：木霉、黑曲霉、米曲霉、嗜热侧孢霉。

4.根据权利要求1所述的猪粪无害化处理方法，其特征在于，将初始物料在保温的条件下进行有氧发酵前，以质量计向初始物料中加入1.8％～2.2％的硫酸铵和0.9％～1.1％过磷酸钙进行调配。

5.根据权利要求1所述的猪粪无害化处理方法，其特征在于，所述将初始物料堆肥后在保温的条件下进行有氧发酵，包括：对初始物料堆肥，并做保温处理，每隔6-8天翻堆一次。

6.根据权利要求1所述的猪粪无害化处理方法，其特征在于，所述有氧发酵期间初始物料颜色逐渐加深，最终变成黑色且堆肥后的初始物料形成若干具有弹性的团块。

7.猪粪无害化处理装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体的顶端活动连接有箱盖；

所述箱体及箱盖的外壁连接有1-3cm厚的隔热保温材料；

所述箱体的侧壁及其连接的保温材料上设置若干通风孔。

8.根据权利要求7所述的猪粪无害化处理装置，其特征在于，所述通风的直径为20-40cm。

9.根据权利要求7所述的猪粪无害化处理装置，其特征在于，所述箱体包括底板、设于底板上的U型侧壁；

铰连接于U型框架前端上的前门，所述前门与U型框架、盖板的连接处设置密封垫；

所述前门与U型框架通过门栓和门栓扣实现互锁。

10.根据权利要求9所述的猪粪无害化处理装置，其特征在于，还包括用于支撑箱体的脚轮。