CN110540441A - 一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，包括将小麦秸秆、畜禽粪便和增氧活化水混合，形成含水率为55％‑65％的堆肥，再将堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟，发酵过程中，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，以保证堆肥含水率维持在55％‑65％。本发明采用增氧活化水促进畜禽粪便的腐熟，增氧活化水能提高堆肥中微生物的多样性，促进微生物分解相关酶，从而促进堆肥中有机质的快速分解，合成腐殖质，加快了堆肥的腐熟进程和生物无害化进程。
Description
技术领域
本发明属于固体废弃物处理技术领域，涉及一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法。
背景技术
随着人们对肉类、蛋类和奶类需求量的增加，极大推动了养殖业的发展。截至2017年，中国的畜禽肉类产量已连续数年位居世界第一，随着养殖业的快速发展，畜禽粪便的年产量达到38亿吨，且40％都未经过处理就直接排放。畜禽粪便中富含的氮磷钾元素，可促进植物的生长，但若处理不当，畜禽粪便可通过下渗污染地表水和地下水，影响用水安全，对环境造成较大危害。
近几年，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头，这些作物残留物被随意摆放、填埋和焚烧，会破坏土壤的理化性质，造成较严重的环境污染。这些农业残留物有较高的有机质含量，若不经处理直接还田，容易破坏土壤结构，不利于作物的生长。好氧堆肥技术作为将农业废弃污染物转化成可利用有机肥的重要途径，被认为是固体废弃物资源化、无害化、减量化的有效手段之一，通过堆体中多种好氧微生物的作用，使农业废弃物得以被作为环境友好的土壤改良剂被利用。但当前的畜禽粪便腐熟方法所需周期较长，腐熟过程中碳、氮元素损失严重，导致堆肥品质下降是好氧堆肥主要存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，解决了现有畜禽粪便腐熟方法所需周期较长，腐熟过程中碳、氮元素损失严重，使堆肥品质下降的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，包括将小麦秸秆、畜禽粪便和增氧活化水混合，形成含水率为55％-65％的堆肥，再将堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟，发酵过程中，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，以保证堆肥含水率维持在55％-65％。
本发明的技术特征还在于：
具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到预设值时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用晒干的小麦秸秆和畜禽粪便作为堆肥原料，将小麦秸秆打碎备用，将畜禽粪便碾碎备用；
步骤3：将小麦秸秆和畜禽粪便混合均匀，制成混合物，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为55％-65％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，以保证堆肥含水率维持在55％-65％。
步骤1中，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到12-21mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用。
步骤2中，将小麦秸秆打碎至2cm-4cm后备用，将畜禽粪便碾碎至粒径为1.8cm-2.5cm后备用。
步骤3中，混合物的C:N为25:0.8～1.2。
发酵过程中，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，使堆肥温度降至28-32℃。
本发明的有益效果是，
(1)采用增氧活化水促进畜禽粪便的腐熟，增氧活化水能提高堆肥中微生物的多样性，促进微生物分解相关酶，从而促进堆肥中有机质的快速分解，合成腐殖质，加快了堆肥的腐熟进程和生物无害化进程；
(2)采用增氧活化水，使堆肥中的淀粉、蛋白质快速分解产生大量热，堆体温度迅速升高，提高了嗜热微生物的活性，促进了有机碳的降解速率，提高了产物中有机氮含量，从而提高了堆肥品质，促进作物的生长；
(3)使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，制备方法简单，时间成本较小。
附图说明
图1是本发明实施例中堆肥腐熟过程的温度变化图；
图2是本发明实施例中堆肥腐熟过程的有机碳含量降解图；
图3是本发明实施例中堆肥浸提液对种子发芽指数的影响趋势图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到12-21mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用晒干的小麦秸秆和畜禽粪便作为堆肥原料，将小麦秸秆打碎至2cm-4cm后备用，将畜禽粪便碾碎至粒径为1.8cm-2.5cm后备用；
步骤3：将小麦秸秆和畜禽粪便混合均匀，制成混合物，混合物的C:N为25:0.8～1.2，C表示碳含量，N表示氮含量，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为55％-65％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，使堆肥温度降至28-32℃，保证堆肥含水率维持在55％-65％。
增氧活化水是一种新型的水处理技术，具有较好的溶解能力、渗透作用强等优点，在好氧堆肥过程中，增氧活化水能提高堆肥中的微生物种类，促进堆体中淀粉、蛋白质快速分解产生大量热，堆体温度迅速升高，堆肥进入高温期后，嗜热微生物开始分解纤维素、半纤维素等物质，并促进腐殖质的合成。堆肥后期，温度降低，嗜温微生物再次占据优势，促进剩余有机物再一次降解，腐殖质含量增多并随堆肥时间的延长而趋于稳定，此时堆肥达到腐熟状态。
实施例1
一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，将水管接入HQ40增氧仪后，开启水阀，待增氧仪中空气排尽，开启增氧仪，使用测氧仪器，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到12mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用新鲜牛粪与小麦秸秆，自然风干后使用土壤粉碎机将小麦秸秆打碎至3cm后备用，使用土锤将牛粪碾碎至粒径为2cm后备用；
步骤3：将小麦秸秆和牛粪混合均匀，制成混合物，使混合物的C:N为25:1，C表示碳含量，N表示氮含量，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为60％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；堆肥箱的长度为48cm，宽度为41cm，高度为42.5cm；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和添加增氧活化水，使堆肥温度降至28℃，保证堆肥含水率维持在58％。
实施例2
一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，将水管接入HQ40增氧仪后，开启水阀，待增氧仪中空气排尽，开启增氧仪，使用测氧仪器，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到15mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用新鲜牛粪与小麦秸秆，自然风干后使用土壤粉碎机将小麦秸秆打碎至2cm左右后备用，使用土锤将牛粪碾碎至粒径为2cm后备用；
步骤3：将小麦秸秆和牛粪混合均匀，制成混合物，使混合物的C:N为25:0.8，C表示碳含量，N表示氮含量，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为55％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；堆肥箱的长度为48cm，宽度为41cm，高度为42.5cm；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和添加增氧活化水，使堆肥温度降至28℃，保证堆肥含水率维持在60％。
实施例3
一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，将水管接入HQ40增氧仪后，开启水阀，待增氧仪中空气排尽，开启增氧仪，使用测氧仪器，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到18mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用新鲜牛粪与小麦秸秆，自然风干后使用土壤粉碎机将小麦秸秆打碎至3.5cm左右后备用，使用土锤将牛粪碾碎至粒径为2.2cm左右后备用；
步骤3：将小麦秸秆和牛粪混合均匀，制成混合物，使混合物的C:N为25:1.1，C表示碳含量，N表示氮含量，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为55％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；堆肥箱的长度为48cm，宽度为41cm，高度为42.5cm；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和添加增氧活化水，使堆肥温度降至30℃，保证堆肥含水率维持在62％。
实施例4
一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，将水管接入HQ40增氧仪后，开启水阀，待增氧仪中空气排尽，开启增氧仪，使用测氧仪器，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到21mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用新鲜牛粪与小麦秸秆，自然风干后使用土壤粉碎机将小麦秸秆打碎至4cm左右后备用，使用土锤将牛粪碾碎至粒径为2.5cm左右后备用；
步骤3：将小麦秸秆和牛粪混合均匀，制成混合物，使混合物的C:N为25:1.2，C表示碳含量，N表示氮含量，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为65％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；堆肥箱的长度为48cm，宽度为41cm，高度为42.5cm；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和添加增氧活化水，使堆肥温度降至32℃，保证堆肥含水率维持在65％。
对比例
步骤1：获取堆肥原料
选用新鲜牛粪与小麦秸秆，自然风干后使用土壤粉碎机将小麦秸秆打碎至4cm左右后备用，使用土锤将牛粪碾碎至粒径为2.5cm左右后备用；
步骤2：将小麦秸秆和牛粪混合均匀，制成混合物，使混合物的C:N为25:1.2，C表示碳含量，N表示氮含量，再向混合物中加入CK(普通自来水)，形成含水率为65％的堆肥；
步骤3：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；堆肥箱的长度为48cm，宽度为41cm，高度为42.5cm；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和添加普通自来水，使堆肥温度降至32℃，保证堆肥含水率维持在65％。
测量实施例1-实施例4和对比例中堆肥发酵过程中的温度变化，见图1，从图1中可看出，在堆肥中使用含氧量为12-21mg/L的增氧活化水，堆肥发酵过程中，堆肥在高温期能够保持较长的时间，高温有效杀灭堆肥体中的病毒和致病菌，为堆肥体中嗜热芽孢杆菌的繁殖提供了较好的环境，有益于堆肥的生物无害化进程，使堆肥腐熟时间缩短至10d左右。
测量实施例1-实施例4和对比例中堆肥发酵过程中的有机碳含量变化，见图2，从图2中可看出，堆肥发酵过程中，在堆肥中使用含氧量为12-21mg/L的增氧活化水，比使用普通自来水具有更快的有机碳降解速率，使用含氧量为21mg/L的增氧活化水，在堆肥发酵的第18天，其中的有机碳降低了35％，在堆肥发酵的第25天降低了39％。
测量实施例1-实施例4和对比例中堆肥发酵过程中堆肥浸提液对种子发芽指数的影响，见图3，从该图中可看出，堆肥中增氧活化水的含氧量越高，其浸提液中种子的发芽指数(GI值)越高，含氧量为21mg/L的增氧活化水对应的堆肥中，种子发芽指数最高达到了104％，较CK处理的高20％左右。图1-图3中，CK表示普通自来水，O12表示含氧量为12mg/L的增氧活化水，O15表示含氧量为15mg/L的增氧活化水，O18表示含氧量为18mg/L的增氧活化水，O21表示含氧量为21mg/L的增氧活化水。
以上测试结果表明，本发明利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，简单、方便、成本低，可延长堆肥高温期，加快堆肥中有机质的降解速率，提高了堆肥品质，促进了农业资源的可持续利用和农产品的快速生长。
Claims (6)
1.一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，其特征在于，包括将小麦秸秆、畜禽粪便和增氧活化水混合，形成含水率为55％-65％的堆肥，再将堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟，发酵过程中，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，以保证堆肥含水率维持在55％-65％。
2.根据权利要求1所述的一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1：制备增氧活化水
使用HQ40型增氧仪制造增氧活化水，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到预设值时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用；
步骤2：获取堆肥原料
选用晒干的小麦秸秆和畜禽粪便作为堆肥原料，将小麦秸秆打碎备用，将畜禽粪便碾碎备用；
步骤3：将小麦秸秆和畜禽粪便混合均匀，制成混合物，再向混合物中加入步骤1制备的增氧活化水，形成含水率为55％-65％的堆肥；
步骤4：将步骤3制备的堆肥放置于堆肥箱中进行有氧发酵，直至堆肥腐熟；发酵过程中，保持堆肥箱通风良好，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，以保证堆肥含水率维持在55％-65％。
3.根据权利要求2所述的一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，其特征在于，所述步骤1中，待制备的增氧活化水中含氧浓度达到12-21mg/L时，将制备的增氧活化水储存至容器中密封备用。
4.根据权利要求2所述的一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，其特征在于，所述步骤2中，将小麦秸秆打碎至2cm-4cm后备用，将畜禽粪便碾碎至粒径为1.8cm-2.5cm后备用。
5.根据权利要求2所述的一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，其特征在于，所述步骤3中，混合物的C:N为25:0.8～1.2。
6.根据权利要求2所述的一种利用增氧活化水促进畜禽粪便快速腐熟的方法，其特征在于，所述发酵过程中，通过电子温度计测量堆肥箱中的堆肥温度，取样测量堆肥含水率，当堆肥温度高于60℃或堆肥含水率低于55％时，堆肥箱对堆肥进行翻堆和加水，使堆肥温度降至28-32℃。
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