一种畜禽粪便超高温堆肥方法技术

本发明专利技术公开一种畜禽粪便超高温堆肥方法，首先用调理剂将畜禽粪便含水率调节至45～60%，并添加有机物料腐熟菌剂；然后加热混合好的物料，使其在1～2h内上升至80～85℃，继续维持超高温16～24h以完成堆肥发酵，期间，通过高压风机对物料进行曝气或搅拌供氧；发酵结束后，所得的堆肥产品含水率下降至20～30%，种子发芽率可达到95%以上；本发明专利技术堆肥方法不仅可以实现畜禽粪便的快速腐熟，且病原微生物灭活彻底，碳氮损失少，肥效显著优于传统堆肥产品。

Super high temperature composting method for livestock manure

The invention discloses a method for ultra high temperature composting of livestock manure, the livestock manure moisture content is adjusted to 45 ~ 60% conditioner, and add humus organic material; then heating the mixed material, so that in the 1 ~ 2H increased to 80 to 85 DEG C, continue to maintain ultra high temperature during 16 ~ 24h to complete compost, through high pressure fan of the material for the oxygen aeration or stirring; after fermentation, decreased to 20 ~ 30% of the rate of compost water content, seed germination rate can reach more than 95%; the invention of composting method can not only realize the rapid composting of livestock manure, and pathogenic microorganisms inactivated completely, carbon and nitrogen loss less fertilizer is significantly better than the traditional compost products.

【技术实现步骤摘要】
一种畜禽粪便超高温堆肥方法
本专利技术涉及一种畜禽粪便快速堆肥处理方法，属于畜禽粪便资源化利用
，可专用于畜禽粪便快速无害化处理与肥料化利用。
技术介绍
随着我国规模化畜禽养殖业的快速发展,畜禽粪便集中排放导致的环境污染问题日趋严重。据统计，2010年全国畜禽养殖业排放的化学需氧量(COD)和氮、磷排放量占全国排放总量的45％、25％，占农业源的比例为95％、79％，是农村面源污染的主要污染源。大量未经处理的畜禽粪便直接排放，对大气、土壤、水体造成严重污染，甚至危及人类健康。对畜禽粪便进行合理有效处理及资源化利用,是保证畜牧业可持续发展重要途径。高温好氧堆肥是畜禽粪便无害化处理的主要方法之一。畜禽粪便经过高温堆肥后，不仅病原微生物、寄生虫卵及杂草种子得到灭活，其易降解有机物被降解，物料得以稳定化。畜禽粪便堆肥产物，是一种含有丰富有机质、氮磷钾及中微量元素，是一种优良有机肥料。因此，通过堆肥化处理，畜禽粪便可以转变成优质安全的有机肥加以利用，化废为宝。迄今，国内外对畜禽粪便堆肥化工艺进行了大量研究，开发出了多种处理工艺与方法。目前，国内普遍采用的条垛式、槽式、滚筒式或仓式发酵工艺，堆肥过程一般经历升温、高温、降温、腐熟等几个阶段。在常规堆肥过程，堆肥发酵温度一般控制在70℃以下，超过70℃一般采用翻堆或通风措施进行降温。常规堆肥之所以在70℃以下进行，原因在常规堆肥中高温阶段发酵的嗜热微生物难以耐受70℃以上高温，过高温度会导致大量嗜热微生物死亡，从而不利于后续发酵。因此，常规或传统堆肥发酵周期长，一般在30～60天，有的甚至长达半年。过长的堆肥周期，不仅会导致物料碳氮损失量大(一般在30～60％)，而且导致堆肥占地面积大及基础设施投资大，堆肥处理成本增高。为加快堆肥化速率，提高堆肥效率，国内外开展了大量研究。专利CN101696391B公开了一种农业废弃物的快速堆肥菌剂及其生产有机肥的方法，该专利技术采用一种纤维素降解菌的菌剂，促进废弃物堆肥发酵，因菌株单一且工艺方法为传统好氧高温堆肥，堆肥周期仍长达30天。专利CN101555169B公开了一种有机废弃物的规模化快速堆肥方法，该方法首先将发酵物料先进行强制通风发酵，并维持高温发酵期1～15天，再转入强制通风静态垛发酵系统进行二次发酵直至腐熟。该发酵过程复杂，需要配置两套发酵系统，二次发酵时须进行物料转移，费时费力，占地面积大，且腐熟时间长。专利CN201210588066.8公开了一种生物质仓式堆肥处理设备及方法，利用微生物菌剂，采用空气加热使得封闭发酵仓中的温度达到50～60℃发酵5～7天，实现生物质物料的腐熟。现有技术中常用堆肥菌种以常温菌为主，如CN101905985B公开了一种用于畜禽粪便发酵生产生物有机肥的微生物腐熟剂的制备方法，所采用的菌种适宜发酵温度为30～40℃。专利CN201510054436.3公开了一种微生物有机物料腐熟剂及其制备方法，所含的复合菌种为酵母菌、黑曲霉、放线菌和枯草芽孢杆菌，发酵温度为30℃。为探索畜禽粪便快速堆肥方法，近年来申请者分离筛选了多株超高温菌(hyperthermophilicbacteria)和极端嗜热菌(extremethermophilicbacteria)，用于畜禽粪便80～85℃超高温堆肥中，获得了良好效果。堆肥时间可以缩短至24h以内，堆肥过程碳氮损失低于5％，物料中有害生物全部得到灭活，恶臭及克生毒素完全去除，堆肥产品肥效较传统堆肥产品高出30％以上。由于堆肥周期极短，堆肥综合成本与传统堆肥基本相当。目前，未见有关利用超高温堆肥方法处理畜禽粪便的报道。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种畜禽粪便超高温堆肥方法，由该方法获得的有机肥料，对提升土壤肥力、提高作物产量效果显著，且能明显提高作物氮素利用率和作物品质，本专利技术是这样实现的：一种畜禽粪便超高温堆肥方法，其具体步骤如下：1)将畜禽粪便与调理剂混合形成混合料后，调节含水率至45～60％，加入0.1％(W/W)有机物料腐熟菌剂，获得发酵原料；2)利用步骤1)获得的发酵原料转入辅以外加热装置的温度可控的发酵仓中，通过高压风机对物料进行曝气或搅拌供氧，进行好氧堆肥，经1～2h后待发酵原料升温至80～85℃，在此温度下继续发酵16～24h，获得超高温堆肥产品；发酵期间，还可以通过高压风机或搅拌的方式对物料进行曝气供氧；其中，所述发酵原料中，畜禽粪便所占质量百分比为80～85％，余下为调理剂；所述发酵原料中，以质量百分比计，有机物料腐熟菌剂占0.1％，有机物料腐熟剂中有效活菌数不低于1×108CFU/g。进一步，本专利技术所述利用畜禽粪便的超高温有机肥料制备方法中，步骤1)所述畜禽粪便为牛粪、猪粪、鸡粪、鸭粪、鹅粪、羊粪中的一种或多种。进一步，本专利技术所述利用畜禽粪便的超高温有机肥料制备方法中，步骤1)所述调理剂为植物秸秆粉、砻糠、菌菇渣、锯末或中药渣的一种或几种。进一步，本专利技术所述利用畜禽粪便的超高温有机肥料制备方法中，步骤1)所述调理剂的长度小于2cm。进一步，本专利技术所述利用畜禽粪便的超高温有机肥料制备方法中，步骤1)所述有机物料腐熟剂是由嗜热脲芽孢杆菌、土芽孢杆菌、嗜热脱氮芽孢杆菌、红嗜热盐菌和嗜热栖热菌混合后获得。进一步，本专利技术所述利用畜禽粪便的超高温有机肥料制备方法中，步骤1)所述有机物料腐熟剂中，嗜热脲芽孢杆菌、土芽孢杆菌、嗜热脱氮芽孢杆菌、红嗜热盐菌和嗜热栖热菌的活菌数之比为1:1:1:1:1。进一步，本专利技术所述曝气供氧是指以本领域常规方式对堆肥物料进行好氧发酵，发酵期间总曝气量优选每千克干物质(即物料在105℃的恒温下，充分干燥后的剩余物)通入0.3～1.2m3干空气(即去除水汽、液体之后的空气)；若采用搅拌方式供氧，搅拌速率优选为20～40转/分。本申请中，技术术语“超高温”是指酵温度高于常规高温堆肥(常规最高发酵温度<75℃)，温度范围为80～85℃。本专利技术对所涉及的嗜热脲芽孢杆菌、土芽孢杆菌、嗜热脱氮芽孢杆菌、红嗜热盐菌和嗜热栖热菌具体菌种并无特殊限制，只要该菌种在畜禽粪便堆肥环境中能正常生长、繁殖，即可实现专利技术之目的。通过本专利技术的方法获得的超高温堆肥产品，不仅能快速高效解决畜禽粪便对环境造成的污染，而且获得的有机肥料贮存、运输方便，施用方便。本专利技术不仅为作物生长提供多种营养物质，增加作物产量，提高作物品质高和氮素利用率，而且提高土壤有机质，活化土壤养分，减少化肥施用量。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步说明。实施例中涉及微生物来源：嗜热脲芽孢杆菌：中国专利201210222021.9公开的嗜热脲芽孢杆菌JD-50；土芽孢杆菌：为文献“嗜热土芽孢杆菌GSEY01及其高温蛋白酶的初步研究”(廖艳江等，生物技术通报，2010)所公开的嗜热土芽孢杆菌GSEY01；嗜热脱氮芽孢杆菌：为文献“嗜热脱氮芽孢杆菌产α-半乳糖苷酶影响因素的研究”(韦阳道等，中国酿造，2015)所公开的嗜热脱氮芽孢杆菌YWX5；红嗜热盐菌：为文献“EstablishmentofagenetransfersystemforRhodothermusmarinus”(ApplMicrobiolBiotechnol,2005)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种畜禽粪便超高温堆肥方法，其特征在于，具体步骤如下：1)用调理剂将畜禽粪便含水率调节至45～60%，按质量比0.1%加入有机物料腐熟菌剂，获得发酵原料；2)将步骤1）获得的发酵原料在1～2h内升温至80～85℃，并继续发酵16～24h，即获得超高温堆肥产物。

【技术特征摘要】
1.一种畜禽粪便超高温堆肥方法，其特征在于，具体步骤如下：1)用调理剂将畜禽粪便含水率调节至45～60%，按质量比0.1%加入有机物料腐熟菌剂，获得发酵原料；2)将步骤1）获得的发酵原料在1～2h内升温至80～85℃，并继续发酵16～24h，即获得超高温堆肥产物。2.根据权利要求1所述一种畜禽粪便超高温堆肥方法，其特征在于，步骤1）所述有机物料腐熟菌剂为红嗜热盐菌、嗜热栖热菌、嗜热脲芽孢杆菌、土芽孢杆菌和嗜热脱氮芽孢杆菌混合后获得的，其总有效活菌数不低于1×10...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄红英，曹云，钱玉婷，徐跃定，靳红梅，常志州，
申请(专利权)人：江苏省农业科学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32