一种沼渣快速好氧发酵方法技术

本发明专利技术提供一种沼渣快速好氧发酵方法，属于农业废弃物资源化技术领域。其主要包括好氧发酵过程主要的工艺参数优化：好氧发酵物料的混料比，C/N比，初始含水率，好氧发酵过程的通风参数设置，翻堆时间以及翻堆次数。通过对上述工艺参数的优化，沼渣好氧发酵的升温时间缩短至20小时，降温时间缩短至10天，好氧发酵周期缩短至20天，有效提高了沼渣快速好氧发酵效率。

【技术实现步骤摘要】
一种沼渣快速好氧发酵方法
本专利技术属于农业废弃物资源化
，具体涉及一种沼渣快速好氧发酵方法。
技术介绍
畜禽粪便和农作物秸秆是我国主要的农业废弃物，其产量大、种类多、分布广、区域分布差异明显。作为处理农业废弃物最普及的沼气发酵技术所产生的沼渣若是不加以处理直接利用，其含有的重金属、抗生素、病菌等污染物会对环境产生二次污染。好氧发酵是农业废弃物无害化、资源化的一种有效手段，长久以来在国内外广泛地被研究和应用。多项研究表明，好氧发酵过程能够钝化某些重金属元素，降解一些抗生素类物质，并能有效杀灭致病微生物和蛔虫卵。因此，沼渣经过好氧发酵后能实现无害化，减小二次污染的风险。目前，沼渣好氧发酵技术存在好氧发酵升温期时间长，部分实验的升温时间长达2-3天，甚至7天；高温期持续时间不长，没有达到国标有机肥标准NY525-2012；降温期时间长，从50℃降到室温需要12天或更长，好氧发酵周期长，大部分实验的好氧发酵周期为30天以上，更有的周期长达60天，导致好氧发酵效率低下，资源浪费。本专利技术旨在通过优化好氧发酵工艺参数，缩短好氧发酵周期，提高好氧发酵效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种沼渣快速好氧发酵的技术方法，通过改进好氧发酵工艺参数，提高好氧发酵效率，缩短好氧发酵过程中的升温时间和降温时间，延长高温期持续时间，并缩短好氧发酵周期。本专利技术涉及的好氧发酵工艺参数的改进，主要是好氧发酵物料的混料比，C/N比，初始含水率，好氧发酵过程的通风参数设置，翻堆时间以及翻堆次数。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：(1)将沼渣、畜禽粪便、秸秆和生物炭按照质量比混合形成发酵原料，控制发酵原料含水率在65％-70％之间，C/N比在25-30之间；(2)将发酵原料倒入发酵罐中，通风量设置为0.41-0.42m3·min-1·m-3，分阶段通风，第一阶段通风堆体进入温度为15℃，通风5min，停55min；第二阶段通风堆体进入温度为35℃，通风5min，停25min；第三阶段通风堆体进温度为55℃，通风5min使得堆体温度维持在55℃左右，当堆体温度低于45℃时，第三阶段通风结束；第四阶段通风堆体进入温度为45℃，通风5min，停35min；(3)在发酵过程保证50-60℃的堆体温度保持9d及以上，堆体pH值在8.3-9.1，EC值在0.6-0.9mscm-1，好氧发酵约20天得到好氧发酵产品。上述步骤(1)中，所用沼渣为鸡粪沼气工程经过厌氧发酵后的沼渣，其含水率为60％-65％，C/N比为15-20。上述步骤(1)中，畜禽粪便为猪粪，其含水率为68％-73％，C/N比为14-17。上述步骤(1)中，所用秸秆为玉米秸秆，经粉碎机切割为1cm左右的小段，含水率10％-15％，C/N比为40-50。上述步骤(1)中，生物炭含水率为5％-8％，C/N比为90-100。上述步骤(1)中，含水率采用烘干法测量。上述步骤(1)中，C/N比采用元素分析仪测定分析，待测的样品需经过冷冻干燥机干燥两天后进行研磨、过筛处理。上述步骤(2)中，堆体的温度变化由发酵罐内温度探头实时监测记录。上述步骤(3)中，pH值的测定方法为：样品经冷冻干燥机干燥两天后，称取过Φ1mm筛的风干样5.0g于100mL烧杯中，加50mL水(经煮沸驱除二氧化碳)，搅动15min，静置30min，用pH计测定pH。上述步骤(3)中，EC值的测定方法为：样品经冷冻干燥机干燥两天后，称取过1mm筛的风干样5.0g于100mL烧杯中，加50mL水(经煮沸驱除二氧化碳)，搅动15min，静置30min，用电导率仪测定EC值。与现有的技术相比，本专利技术具有以下优点和技术效果：本专利技术能有效提高沼渣好氧发酵前期的升温效率，延长好氧发酵高温期的持续时间，缩短降温期时间，进而缩短好氧发酵周期。附图说明图1为沼渣好氧发酵过程温度变化曲线图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细的说明。实施例本实施例的沼渣取自北京某沼气工程，畜禽粪便为猪粪，取自北京某养猪场，秸秆为玉米秸秆，取自北京某农田，经粉碎机切割为1cm左右的小段，生物炭由果木于550℃高温热解2h制得。将四种材料按照不同混料比例混合成原物料，混料用混料机混合。不同处理所需各原料质量见表1。表1不同处理所需原料质量将混合物料装入发酵罐，通风量设置为0.41-0.42m3·min-1·m-3，分阶段通风，第一阶段通风堆体进入温度为15℃，通风5min，停55min；第二阶段通风堆体进入温度为35℃，通风5min，停25min；第三阶段通风堆体进温度为55℃，通风5min使得堆体温度维持在55℃左右，当堆体温度低于45℃时，第三阶段通风结束；第四阶段通风堆体进入温度为45℃，通风5min，停35min。好氧发酵过程的温度变化由发酵罐内温度探头实时监测记录。整个好氧发酵过程堆体的温度变化曲线见图1，各温度阶段的时间见表2。此实施例中，好氧发酵效率最好的是F2处理。堆体温度进入高温期需要20小时，比之前大多数试验提前了近4小时，堆体温度从50℃降到室温需要10天左右，整个好氧发酵周期为20天。表2好氧发酵过程各个温度阶段的时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沼渣快速好氧发酵的技术方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将沼渣、畜禽粪便、秸秆和生物炭按照质量比混合形成发酵原料，控制发酵原料含水率在65％‑70％之间，C/N比在25‑30之间；(2)将发酵原料倒入发酵罐中，通风量设置为0.41‑0.42m3·min‑1·m‑3，分阶段通风，第一阶段通风堆体进入温度为15℃，通风5min，停55min；第二阶段通风堆体进入温度为35℃，通风5min，停25min；第三阶段通风堆体进温度为55℃，通风5min使得堆体温度维持在55℃左右，当堆体温度低于45℃时，第三阶段通风结束；第四阶段通风堆体进入温度为45℃，通风5min，停35min；(3)在发酵过程保证50‑60℃的堆体温度保持9d及以上，堆体pH值在8.3‑9.1，EC值在0.6‑0.9mscm‑1，好氧发酵好氧发酵约20天得到好氧发酵产品。

【技术特征摘要】
1.一种沼渣快速好氧发酵的技术方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将沼渣、畜禽粪便、秸秆和生物炭按照质量比混合形成发酵原料，控制发酵原料含水率在65％-70％之间，C/N比在25-30之间；(2)将发酵原料倒入发酵罐中，通风量设置为0.41-0.42m3·min-1·m-3，分阶段通风，第一阶段通风堆体进入温度为15℃，通风5min，停55min；第二阶段通风堆体进入温度为35℃，通风5min，停25min；第三阶段通风堆体进温度为55℃，通风5min使得堆体温度维持在55℃左右，当堆体温度低于45℃时，第三阶段通风结束；第四阶段通风堆体进入温度为45℃，通风5min，停35min；(3)在发酵过程保证50-60℃的堆体温度保持9d及以上，堆体pH值在8.3-9.1，EC值在0.6-0.9mscm-1，好氧发酵好氧发酵约20天得到好氧发酵产品。2.如权利要求1所述的一种沼渣快速好氧发酵的技术方法，其特征在于，上述步骤(1)中，所用沼渣为鸡粪沼气工程经过厌氧发酵后的沼渣，其含水率为60％-65％，C/N比为15-20；畜禽粪便为猪粪，其含水率为68％-73％，C/N比为14-17；所用秸秆为玉米秸秆，经粉碎机切割为1cm左右的小段，含...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉君，孟海波，隋斌，张曦，周海宾，丁京涛，郑圣尉，袁汝玲，
申请(专利权)人：农业部规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11