一种畜禽粪堆肥添加剂及其应用制造技术

一种畜禽粪堆肥添加剂及其应用，由硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11和蜡状芽孢杆菌WJC2按照质量比（1‑50）:（30‑50）:1:1组成的混合物。本发明专利技术在堆肥的常规操作工艺下使用，可以保证堆肥产量的同时提升堆肥质量，并优先降低堆肥过程释放温室气体，从而有效控制堆肥过程气体释放对环境造成的污染。

A Composting Additive for Livestock and Poultry Manure and Its Application

A composting additive for livestock and poultry manure and its application consist of a mixture of ferrous sulfate and zeolite A, calcium superphosphate, Bacillus subtilis WJC11 and Bacillus cereus WJC2 according to the mass ratio (1 50): (30 50): 1:1. The invention is used under the conventional operation process of composting, which can ensure the output of composting and improve the quality of composting, and give priority to reducing greenhouse gases released during the composting process, thereby effectively controlling the pollution caused by the release of gases from the composting process to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种畜禽粪堆肥添加剂及其应用
本专利技术属于环保污染控制中的固体废弃物资源化
，具体涉及一种减少温室气体排放的低碳环保的畜禽粪堆肥添加剂及其应用。
技术介绍
近年来，我国畜牧业迅速发展，并且规模化、集约化、机械化程度越来越高，与此同时畜禽粪便的排放量急剧增加，给我们赖以生存的环境带来了巨大的压力和威胁。国家统计局2010年资料显示：2009年中国畜禽粪便(粪+尿)排放量为32.64亿t鲜重，是同期工业固体废物排放总量的1.6倍(中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社，2010)。畜禽粪便含有丰富的作物生长所需的养分，有机质含量高，是传统的有机肥料，我国农业生产中也一直有施用畜禽粪便等有机物肥田的习惯。高温好氧堆肥是目前实现畜禽粪便资源化利用的最主要手段之一，一方面可实现畜禽粪便的无害化、资源化和稳定化，另一方面还可利用畜禽粪便中的N、P、K养分和有机质达到培肥地力、改良土壤理化性质的目的。但是畜禽粪便中的有机物在堆肥腐解过程中会产生大量温室气体(包括CH4、CO2和N2O)，是一个重要的排放源。因此，与我国实际堆肥生产情况相结合，在研究畜禽粪便堆肥过程的温室气体排放规律基础上，探寻合适的技术措施有效削减堆肥过程的温室气体排放，对于我国温室气体减排和畜禽粪便的资源化利用具有重要意义。国内研究比较多的减少温室气体排放的添加剂是过磷酸钙。罗一鸣等(罗一鸣，李国学，FrankSchuchardt，等.过磷酸钙添加剂对猪粪堆肥温室气体和氨气减排的作用[J].农业工程学报，2012，28(22)：235-242.)研究表明过磷酸钙添加剂能在一定程度上降低猪粪堆肥温室气体的排放，添加初始堆肥物料干质量的3.3％～6.6％的过磷酸钙处理总温室气体排放量(CO2排放当量)均相比对照减少约30％。李国学等(中国专利CN105523797A)公开了一种通过添加过磷酸钙削减新鲜猪粪和玉米秸秆混合物堆肥氮素和碳素损失的方法，过磷酸钙的添加量按照过磷酸钙中磷元素的物质的量为所述堆肥原料中总氮的物质的量的20％～25％。也有研究者使用其他堆肥添加剂，如Hao等(HaoXY,LarneyFJ,ChangC,etal.Theeffectofphosphor-gypsumongreenhousegasemissionsduringcattlemanurecomposting[J].JournalofEnvironmentalQuality,2005,34(3):774-781.)利用磷石膏(磷肥生产的副产品)作为牛粪堆肥添加剂，发现添加物料干质量10％～30％的磷石膏能够减少至少58％的温室气体排放，且对CH4减排的效果明显；吴伟祥等公开了一种利用生物炭减少堆肥温室气体排放的方法(中国专利CN103073341B)。但目前关于堆肥添加剂减少温室气体排放的试验大多都是在实验室或者通过小型模拟试验进行的，在实际生产中的研究较少，且不同学者得到的实验结果又存在较大差异，如Liu等(LiuJinshan,XieZubin,LiuGang,etal.AholisticevaluationofCO2equivalentgreenhousegasemissionsfromcompostreactorswithaerationandcalciumsuperphosphateaddition[J].JournalofResourcesandEcology,2010,1(2):177-185.)研究发现在鸡粪、牛粪和麦秸混合物中添加7.5％的过磷酸钙，其处理温室气体排放量与对照相比，还略有上升。好氧堆肥中存在局部厌氧环境，是堆肥CH4和N2O产生的主要原因，堆料中的含氧水平决定CH4的排放量，也决定了堆体中硝化作用和反硝化作用的发生强度和N2O产生量。因此，优选具有增加堆体孔隙度，改善微生物活性的堆体添加剂是一种有效的技术措施。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术提供一种畜禽粪堆肥添加剂及其应用，在堆肥的常规操作工艺下使用，可以保证堆肥产量的同时提升堆肥质量，并优先降低堆肥过程释放温室气体，从而有效控制堆肥过程气体释放对环境造成的污染。根据已有的研究结果，好氧堆肥中存在局部厌氧环境，是堆肥CH4和N2O产生的主要原因。堆料中的含氧水平决定了CH4的排放量，也决定了堆体中硝化作用和反硝化作用的发生强度和N2O产生量。因此，本专利技术通过优选具有增加堆体含氧水平，提高好氧微生物活性的添加剂，到达削减堆肥过程中的温室气体CH4和N2O的排放的目标；同时添加剂中的过磷酸钙、沸石和硫酸亚铁，廉价易得，可满足大规模工厂化堆肥生产要求。技术方案：一种畜禽粪堆肥添加剂，是由硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)WJC11(保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期2010年12月08日，保藏编号CGMCCNo.4440)和蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)WJC2(保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期2010年12月08日，保藏编号CGMCCNo.4441)按照质量比(1-50):(30-50):1:1组成的混合物。优选方案之一，所述硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11(CGMCCNo.4440)和蜡状芽孢杆菌WJC2(CGMCCNo.4441)的质量比为1:50:1:1。优选方案之二，所述硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11(CGMCCNo.4440)和蜡状芽孢杆菌WJC2(CGMCCNo.4441)的质量比为50:30:1:1。上述枯草芽孢杆菌WJC11(CGMCCNo.4440)和蜡状芽孢杆菌WJC2(CGMCCNo.4441)是液体菌剂或固体菌剂；菌剂中枯草芽孢杆菌WJC11活菌数≥10亿cfu/mL或者≥10亿cfu/g；蜡状芽孢杆菌WJC2活菌数≥10亿cfu/mL或者≥10亿cfu/g。上述混合物A是由硫酸亚铁与沸石按质量比3:2混合而得；所述沸石是天然沸石，直径介于0.85mm-2.00mm之间。上述畜禽粪堆肥添加剂的应用，将添加剂与畜禽粪堆肥原料混合，然后进行堆肥处理；所述添加剂与畜禽粪堆肥原料混合的质量比为(5-9):100。优选的配比之一，所述添加剂与畜禽粪堆肥原料混合的质量比为5:100。优选的配比之二，所述添加剂与畜禽粪堆肥原料混合的质量比为8:100。上述堆肥处理方法是条垛式堆肥、槽式堆肥或发酵仓工艺。上述畜禽粪原料为牛粪或鸡粪。有益效果：本专利技术提供的堆肥添加剂，其主要的原料是过磷酸钙、沸石和硫酸亚铁，这三种原料在工业化堆肥生产中的是可以被大量使用的。目前的研究结果表明，堆体孔隙度与堆肥过程CH4和N2O的排放紧密相关，堆肥孔隙度可影响气体在堆肥堆体内的扩散，调节堆体各处的氧分压，控制CH4和N2O的产生和排放，高孔隙度能够阻止厌氧微生物的产生从而减少CH4和N2O形成。天然沸石是一种架状、含水多孔铝硅酸盐，其结晶构造主要由(SiO4)四面体组成，孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种畜禽粪堆肥添加剂，其特征在于是由硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11和蜡状芽孢杆菌WJC2按照质量比（1‑50）:（30‑50）:1:1组成的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种畜禽粪堆肥添加剂，其特征在于是由硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11和蜡状芽孢杆菌WJC2按照质量比（1-50）:（30-50）:1:1组成的混合物。2.根据权利要求1所述的畜禽粪堆肥添加剂，其特征在于所述硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11和蜡状芽孢杆菌WJC2的质量比为1:80:1:1。3.根据权利要求1所述的畜禽粪堆肥添加剂，其特征在于所述硫酸亚铁和沸石组成的混合物A、过磷酸钙、枯草芽孢杆菌WJC11和蜡状芽孢杆菌WJC2的质量比为50:30:1:1。4.根据权利要求1-3任一所述的畜禽粪堆肥添加剂，其特征在于所述枯草芽孢杆菌WJC11和蜡状芽孢杆菌WJC2是液体菌剂或固体菌剂；菌剂中枯草芽孢杆菌WJC11活菌数≥10亿cfu/mL或者≥10亿cfu/g；蜡状芽孢杆菌WJC2活菌数≥10亿cfu/mL或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一明，李慧杰，林先贵，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32