CN113004079A - 一种分子滤膜发酵制备有机肥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分子滤膜发酵制备有机肥的方法,包括以下步骤:(1)物料预处理:调节发酵物料水分含量为60%‑65%,调节碳氮比为25‑35:1,向破碎后的发酵物料中添加发酵菌剂;(2)堆体发酵:将物料进行堆体发酵,建堆高度为1.5‑2米,宽度为4.5‑5米,在堆体上覆盖分子滤膜,进行通风,发酵10‑15天,待发酵至5~8天翻堆一次,然后继续完成发酵;(3)陈化:待堆体温度下降至55℃后,开始转移后重新建堆陈化,陈化时间20‑30天;(4)筛分包装:陈化完毕后,添加微量元素,筛分机处理后进行包装,成为有机肥原料。本发明方法生产出的有机肥产量高、发酵区内无臭气、发酵时间短;同时,所得有机肥的品质高。
Description
技术领域
本发明属于有机肥制备技术领域,具体涉及一种分子滤膜发酵制备有机肥的方法。
背景技术
对农业废弃物等进行资源化处理,将其生产为可用于农业种植的有机肥料,已成为目前农业领域及废弃资源再利用的研究热点。而采用修剪枝丫、秸秆等农业废弃物进行发酵生产有机肥料已进行了相应研究。该方法可对农作物秆秸实现无害化处理和资源性利用,达到变废为宝、保护环境的目的。
目前针对于农作物秆秸的发酵装置与方法均已有相应报道,但是目前采用的槽式发酵或是堆体发酵的方式,其发酵池区段太多,每个区段必须严格控制时间、温度以及含水量,生产工艺较复杂,且尚无更先进的专门发酵设备,其废物处理量低、有机肥的产量低、发酵装置落后、发酵区内臭气较大、发酵时间难以缩短。另一方面,目前的发酵装置生产出的有机肥料,其容重较大、肥料孔隙度较小、透气性差,另一方面,肥料中有机质含量普遍不高,腐熟程度低、肥料毒性高、普遍不含活菌数或活菌含量较低,无法有效发挥生物有机肥的特点。
因此,如何借住于新型的发酵装置来提供一种新的有机肥发酵方法,以解决现有发酵工艺中存在的上述不足,成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题,而提供一种分子滤膜发酵制备有机肥的方法。本发明提供的方法是利用分子滤膜进行发酵来制备有机肥,并提供了一套相应完善的发酵方法,通过本发明方法生产出的有机肥,具备有机肥的产量高、发酵区内基本无臭气、发酵时间显著缩短的特点;同时,本发明方法所得有机肥的品质得到了较大幅度提高。
为了实现上述目的,本发明提供了一种分子滤膜制备有机肥的方法,包括以下步骤:
(1)物料预处理:调节发酵物料水分含量为60%-65%,调节碳氮比为25-35:1,向破碎后的发酵物料中添加发酵菌剂;
(2)堆体发酵:将步骤(1)预处理后的物料进行堆体发酵,建堆高度为1.5-2米,宽度为4.5-5米,在堆体上覆盖分子滤膜,所述分子滤膜是由特殊纳米级分子和过滤材料制作而成,所述特殊纳米级分子由占重量份80%Zn+18%Al+2%C组成,其纳米尺寸为10nm,所述分子滤膜的孔径大小为30μm;对堆体进行通风,设置通风频率为8h/天,通风量大小为3000m3/h,发酵10-15天,待发酵至5~8天翻堆一次,然后继续完成发酵;
(3)陈化:待堆体温度下降至55℃后,开始转移后重新建堆陈化,陈化时间20-30天,让有机质稳定;
(4)筛分包装:待陈化完毕后,向其中添加微量元素,筛分机处理后进行包装,成为有机肥原料。
本发明提供的上述结合分子滤膜进行发酵制备有机肥的方法,是将开放式堆肥的简单灵活与封闭式堆肥的快速、环保相结合,并通过精准控制各步骤的发酵工序,大幅度缩短了发酵周期,并提升了有机肥的品质。该方法既能有效地控制堆体内臭气挥发又能快速降低物料含水率,缩短堆肥周期,可实现有机废物的高效环保,低成本无害化处理及肥料化利用。
本发明的有机肥制备方法具备以下优点:
(一)环保:使用特殊分子膜覆盖堆体,能够有效拦截臭气,减少蚊蝇滋生,并很好实现通风排湿,防治渗出液二次污染。
(二)易操作:可实现智能化操作,程序化堆肥,可减少翻堆次数,轻量化,可转移。
(三)运营成本低:占地少,可防雨,防晒,保温,用工少,用电少。
进一步的是,步骤(1)中所述发酵物料包括农田废弃的秸秆或果园修剪后的枝丫。
进一步的是,步骤(1)中所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌中的一种或多种。
进一步的是,步骤(1)中所述发酵菌剂的添加量为占发酵物料重量的0.2~0.5%。
进一步的是,步骤(2)中所述分子滤膜的厚度为0.1~0.2mm。
进一步的是,步骤(2)中控制所述堆体内的发酵温度为60~65℃。
进一步的是,步骤(2)中所述通风的方式为在分子滤膜下方,于堆体内设置通风管网。
进一步的是,步骤(3)中进行所述陈化时堆体的含水量维持为35~38%。
进一步的是,步骤(3)中所述陈化的建堆高度为1~1.2米,宽度为2.5~3米。
进一步的是,步骤(4)中所述添加的微量元素包括硒和锌,添加量均为50mg/kg。
本发明的有益效果如下:
本发明提供的分子滤膜制备有机肥的方法,有机肥的产量高,可年处理秸秆5000m3,制得有机肥原料2000吨;可年处理厨余垃圾200m3,制成有机肥原料100—150吨。发酵区内基本无臭气,制备一批次有机肥的发酵周期可缩短至25-40天;本发明所得有机肥料具备容重小、孔隙度大的特点,容重为0.15g/cm3,通气孔隙度:38%,与同类粉状有机肥标准对比,其比重轻,蓬松,透气性好。该有机肥料中有机质湿基≥55%,水分≤20%,有机质干基≥70%,可有效增加土壤有机质含量,改善土壤团粒结构,其有机质含量高,相对普通有机肥可减少用量,降低施肥成本。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行具体描述,有必要指出的是,以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明,并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种分子滤膜发酵制备有机肥的方法,包括以下步骤:
(1)物料预处理:选用农田废弃的秸秆为发酵物料,调节发酵物料水分含量为60%,调节碳氮比为25:1,向破碎后的发酵物料中添加发酵菌剂;发酵菌剂的组成为枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌按重量比1:1,其添加量占发酵物料重量的0.2%;
(2)堆体发酵:将步骤(1)预处理后的物料进行堆体发酵,建堆高度为1.5米,宽度为4.5米,在堆体上覆盖分子滤膜,所述分子滤膜是由特殊纳米级分子和过滤材料制作而成,所述特殊纳米级分子由占重量份80%Zn+18%Al+2%C组成,其纳米尺寸为10nm,所述分子滤膜的孔径大小为30μm,所述分子滤膜的厚度为0.1mm;对堆体进行通风,设置通风频率为8h/天,通风量大小为3000m3/h,控制所述堆体内的发酵温度为60℃,发酵10天,待发酵至5天翻堆一次,然后继续完成发酵;
(3)陈化:待堆体温度下降至55℃后,维持堆体的含水量为35%,开始转移后重新建堆陈化,建堆高度为1米,宽度为2.5米,陈化时间20天,让有机质稳定;
(4)筛分包装:待陈化完毕后,向其中添加微量元素,添加的微量元素包括硒和锌,添加量均为50mg/kg,筛分机处理后进行包装,成为有机肥原料。
实施例2
一种分子滤膜制备有机肥的方法,包括以下步骤:
(1)物料预处理:选用农田废弃的秸秆为发酵物料,调节发酵物料水分含量为65%,调节碳氮比为35:1,向破碎后的发酵物料中添加发酵菌剂;发酵菌剂的组成为地衣芽孢杆菌t侧孢短芽孢杆菌按重量比1:2,其添加量占发酵物料重量的0.5%;
(2)堆体发酵:将步骤(1)预处理后的物料进行堆体发酵,建堆高度为2米,宽度为5米,在堆体上覆盖分子滤膜,所述分子滤膜是由特殊纳米级分子和过滤材料制作而成,所述特殊纳米级分子为由占重量份80%Zn+18%Al+2%C组成,其纳米尺寸为10nm,所述分子滤膜的孔径大小为30μm,所述分子滤膜的厚度为0.2mm;对堆体进行通风,设置通风频率为8h/天,通风量大小为3000m3/h,控制所述堆体内的发酵温度为65℃,发酵15天,待发酵至8天翻堆一次,然后继续完成发酵;
(3)陈化:待堆体温度下降至55℃后,维持堆体的含水量为38%,开始转移后重新建堆陈化,建堆高度为1.2米,宽度为3米,陈化时间30天,让有机质稳定;
(4)筛分包装:待陈化完毕后,向其中添加微量元素,添加的微量元素包括硒和锌,添加量均为50mg/kg,筛分机处理后进行包装,成为有机肥原料。
实施例3
一种分子滤膜制备有机肥的方法,包括以下步骤:
(1)物料预处理:选用农田废弃的秸秆或果园修剪后的枝丫为发酵物料,调节发酵物料水分含量为62%,调节碳氮比为30:1,向破碎后的发酵物料中添加发酵菌剂;发酵菌剂为巨大芽孢杆菌,其添加量占发酵物料重量的0.3%;
(2)堆体发酵:将步骤(1)预处理后的物料进行堆体发酵,建堆高度为1.8米,宽度为4.6米,在堆体上覆盖分子滤膜,所述分子滤膜是由特殊纳米级分子和过滤材料制作而成,所述特殊纳米级分子由占重量份80%Zn+18%Al+2%C组成,其纳米尺寸为10nm,所述分子滤膜的孔径大小为30μm,所述分子滤膜的厚度为0.15mm;对堆体进行通风,设置通风频率为8h/天,通风量大小为3000m3/h,控制所述堆体内的发酵温度为62℃,发酵12天,待发酵至6天翻堆一次,然后继续完成发酵;
(3)陈化:待堆体温度下降至55℃后,维持堆体的含水量为36%,开始转移后重新建堆陈化,建堆高度为1.1米,宽度为2.8米,陈化时间25天,让有机质稳定;
(4)筛分包装:待陈化完毕后,向其中添加微量元素,添加的微量元素包括硒和锌,添加量均为50mg/kg,筛分机处理后进行包装,成为有机肥原料。
对比例1
按照实施例1的方法,将步骤(2)中的分子滤膜去掉,同样维持通风和发酵条件。
对比例2
按照实施例1的方法,将步骤(2)中不进行通风处理,将分子滤膜的材料改成由占重量份85%Zn+10%Al+5%C组成。
对比例3
按照实施例1的方法,将步骤(3)中的陈化步骤的建堆高度和宽度设置为与步骤(2)一致。
应用例
将实施例1-3和对比例1-3所得有机肥的各项所需指标进行检测,得到如下结果:
实施例1-3中的发酵方法可制有机肥原料1800-2000吨,发酵周期仅需25-40天,所得有机肥料具备容重小、孔隙度大的特点,容重为0.15g/cm3,通气孔隙度:38%,与同类粉状有机肥标准对比,其比重轻,蓬松,透气性好。该有机肥料中有机质湿基≥55%,水分≤20%,有机质干基≥70%。该有机肥可有效增加土壤有机质含量,改善土壤团粒结构,其有机质含量高,相对普通有机肥可减少用量,降低施肥成本。
而对比例1-3中的发酵方法可制有机肥原料1000-1200吨,发酵周期为55天-80天。所得有机肥料的容重为0.45g/cm3,通气孔隙度:18%,该有机肥料中有机质湿基为35%,水分为40%,有机质干基为52%。其有机质含量、增加土壤有机质含量、改善土壤团粒结构等效果均比本发明实施例1-3的有机肥低。
Claims (10)
1.一种分子滤膜发酵制备有机肥的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)物料预处理:调节发酵物料水分含量为60%-65%,调节碳氮比为25-35:1,向破碎后的发酵物料中添加发酵菌剂;
(2)堆体发酵:将步骤(1)预处理后的物料进行堆体发酵,建堆高度为1.5-2米,宽度为4.5-5米,在堆体上覆盖分子滤膜,所述分子滤膜是由特殊纳米级分子和过滤材料制作而成,所述特殊纳米级分子由占重量份80%Zn+18%Al+2%C组成,其纳米尺寸为10nm,所述分子滤膜的孔径大小为30μm;对堆体进行通风,设置通风频率为8h/天,通风量大小为3000m3/h,发酵10-15天,待发酵至5~8天翻堆一次,然后继续完成发酵;
(3)陈化:待堆体温度下降至55℃后,开始转移后重新建堆陈化,陈化时间20-30天,让有机质稳定;
(4)筛分包装:待陈化完毕后,向其中添加微量元素,筛分机处理后进行包装,成为有机肥原料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述发酵物料包括农田废弃的秸秆或果园修剪后的枝丫。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述发酵菌剂包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌和巨大芽孢杆菌中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述发酵菌剂的添加量为占发酵物料重量的0.2~0.5%。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述分子滤膜的厚度为0.1~0.2mm。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中控制所述堆体内的发酵温度为60~65℃。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述通风的方式为在分子滤膜下方,于堆体内设置通风管网。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中进行所述陈化时堆体的含水量维持为35~38%。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述陈化的建堆高度为1~1.2米,宽度为2.5~3米。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(4)中所述添加的微量元素包括硒和锌,添加量均为50mg/kg。
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