低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法技术

本发明专利技术低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法包括：将有机废弃物分别粉碎至粒径＜5cm的颗粒，按重量比混拌匀均，添加占混料总量1‑5‰的生物强化复合微生物菌剂，使得有机废弃物备料的含水率为60‑65％、碳氮比为23‑30、容重为700‑950kg/m

The method of humic composting with low emission static oxygen control and biological enhancement

【技术实现步骤摘要】
低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法
本专利技术涉及一种堆肥的方法，特别是一种低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法。
技术介绍
研究表明，当前我国有机肥料基础资源每年约57亿吨实物量，其中畜禽粪尿约38亿吨(鲜)，人粪尿约8亿吨(鲜)，秸秆约10亿吨(风干)，绿肥约1亿吨(鲜)，饼肥约0.2亿吨(风干)。堆肥是一种好氧发酵处理畜禽粪便的方法,主要是在人工控制下,在一定的水分、C/N比和通风条件下通过微生物的发酵作用,将有机物转变转变成肥料的过程。在这种堆肥化过程中,有机物由不稳定状态转化为稳定的腐殖质物质,用作肥料和改良土壤。典型的好氧堆肥过程分为3个阶段，每个阶段由不同的微生物优势种群降解不同的有机质成分。(1)升温阶段：一般指好氧堆肥的初始阶段，在该阶段，嗜温性微生物为主导微生物，其主要分解糖类和粉类等可溶性及易降解有机质，堆体温度逐步从环境温度迅速上升至45℃左右。(2)高温阶段：当堆体温度上升至45℃之后，嗜温性微生物受到抑制甚至死亡，嗜热性微生物上升为主导生物。堆体中残留的和新形成的可溶性有机质继续被分解，与此同时，复杂的有机物如纤维素、高分子脂肪、蛋白质及复杂碳水化合物也开始被强烈分解，堆体温度继续升高。当温度升至70℃及以上时，大多数嗜热性微生物开始进入休眠和死亡阶段(3)降温阶段：由于可溶性有机质的持续消耗和微生物活性的降低，堆体温度开始下降至环境温度，该阶段嗜温性微生物重新占据优势并对难降解有机质作进一步的分解，堆体基本进入腐熟阶段。堆肥作为畜禽粪便资源化利用的关键技术已经得到广泛应用，但好氧堆肥过程中会产生和排放包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和氨气(NH3)在内的多种有害气体，在一定程度上造成二次污染。在好氧堆肥过程中氧气含量是影响堆肥成败和效率的关键因素之一。当通风供氧不足时堆体内部会出现大量厌氧区域，增加CH4等恶臭气体产排影响堆肥进程；而过量通风供氧则会促进水分蒸发和热损，导致温度下降微生物活性受限从而影响堆肥品质。因此，研宄低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法，为工程实践奠定理论基础，同时对于减少环境污染，促进农业可持续发展均具有重要意义。
技术实现思路
本申请的专利技术目的是通过在堆肥过程中对氧气含量的静态控制，采用时间-温度反馈方式进行计算机系统自动调节，减少传统堆肥过程中产生的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和氨气(NH3)等有害气体排放，克服最终堆肥产品的易氧化有机质和腐植酸含量低的缺点，进而提供一种低排放环境友好型低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法。本专利技术的一种低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法，其中：它包括以下步骤：(一)有机废弃物的预处理将不同种类的有机废弃物分别粉碎至粒径＜5cm的颗粒，有机废弃物的种类是厨余垃圾、畜禽粪便、秸秆、尾菜和园林废弃物，将上述有机废弃物中的两种或两种以上按重量比进行配比，配比后投入筒式混料机混拌15-30分钟，在混拌过程中加入占混料总量1-5‰的生物强化复合微生物菌剂，在混拌完成后，有机废弃物备料的含水率为60-65％、碳氮比为23-30、容重为700-950kg/m3，得到堆肥原料；(二)堆肥原料的堆放将步骤(一)的堆肥原料堆放在发酵槽内，在发酵槽的底部装有与气泵相连的高压曝气管，高压曝气管的供气量由计算机系统进行控制，堆肥原料在发酵过程无翻抛和无转运，计算机系统根据发酵的不同阶段控制高压曝气管的供气量；(三)堆肥原料的发酵周期为28-33天，发酵周期分为升温阶段、高温阶段和降温阶段升温阶段：在高压曝气管的供气量为0.40-0.45m3/h/m3的条件下，堆肥原料在第3-4天内其温度不断升高，温度最后达到65℃以上，升温阶段为微生物自身生长繁殖阶段，有机物的矿化过程为微生物自身生长提供养分，生物强化复合微生物菌剂生物强化复合微生物菌剂为微生物提供丰富营养物质，有效促进微生物生长繁殖；高温阶段：在高压曝气管的供气量为0.28-0.38m3/h/m3的条件下，堆肥原料在接下来的8-10天内其温度保持在65-80℃的范围内，在高温阶段中，堆肥原料在生物强化复合微生物菌剂中的嗜热真菌作用，加速了蛋白质、纤维素和半纤维素复杂有机质的强烈分解，同时生物强化复合微生物菌剂提供了醌基物质，醌基物质作为腐殖化过程的中间物质，可以促进有机物质的腐殖化，形成大量腐植酸；降温阶段：高温阶段完成后，堆肥原料在接下来的17-19天内其温度逐渐下降至40℃以下，在降温过程中，高压曝气管的供气量为0.13-0.26m3h/m3，在降温阶段，生物强化复合微生物菌剂中的嗜温菌开始形成优势菌群，对残留较难分解的有机物作进一步分解，腐殖质不断增多且趋于稳定化；在发酵完成后，得到成品肥料，成品肥料的含水率为33-42％，容重下降为400-650kg/m3，堆体体积下降30-50％。本专利技术的一种低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法，其中：所述生物强化复合微生物菌剂为由芽胞杆菌、嗜热侧孢霉菌、乳杆菌、酵母菌、假单胞菌、链霉菌、木霉菌、曲霉菌、白腐菌中的一种或多种组合而成。本专利技术的一种低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法，其中：所述高压曝气管的曝气孔直径＜0.1mm，曝气孔以60*60cm的间距均匀分布在发酵槽的底部。本专利技术的低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法与传统的堆肥方法相比具有以下优点：(1)本专利技术的低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法设计了有机废弃物的预处理，它可以确保多组分有机废弃物混拌均匀充分，为后续堆肥原料与菌剂、氧气充分接触提供了必要的基础条件；(2)高压曝气系统：高压曝气管提供了持续供气量，曝气孔直径＜0.1mm，堵塞率低；曝气孔分布密集即以60*60cm均匀分布在发酵槽底部，且均匀，供气充分，且通气量可调节，四季均可高温发酵，全年能够发挥可靠稳定的性能，高压曝气技术，保证氧气充足供应，实现抑制恶臭现象，由于静态好氧发酵，无需翻抛操作，进而大幅度降低人工费与燃料费。此外，通过节约燃料，可以进一步削减二氧化碳的排放量，并且缩短堆肥发酵期间。(3)本专利技术的低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法根据堆肥原料升温阶段、高温阶段、降温阶段的需氧量不同，及时调整氧气通入量，避免大量强制通风降低堆肥温度，影响堆肥起温和堆肥效果。(4)本专利技术的低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法显著提高腐殖化效率、减少二次污染、降低成本，腐植酸提高20-90％；(5)本专利技术的低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法生产效率高：高压曝气系统与强化腐殖化技术结合，静态好氧发酵30天完成发酵全过程；(6)本专利技术的低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法环境友好：抑制矿化、固定碳氮，减少恶臭和温室气体产生，相对于传统堆肥工艺可使CH4和N2O的排放系数减少了10～30％，厂界恶臭气体(氨气和硫化氢)的排放只有国家一级排放标准的四十分之一。(7)本专利技术的低排放静态控氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法，其特征在于：它包括以下步骤：/n(一)有机废弃物的预处理/n将不同种类的有机废弃物分别粉碎至粒径＜5cm的颗粒，有机废弃物的种类是厨余垃圾、畜禽粪便、秸秆、尾菜和园林废弃物，将上述有机废弃物中的两种或两种以上按重量比进行配比，配比后投入筒式混料机混拌15-30分钟，在混拌过程中加入占混料总量1-5‰的生物强化复合微生物菌剂，在混拌完成后，有机废弃物备料的含水率为60-65％、碳氮比为23-30、容重为700-950kg/m

【技术特征摘要】
1.一种低排放静态控氧生物强化腐殖化堆肥的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(一)有机废弃物的预处理
将不同种类的有机废弃物分别粉碎至粒径＜5cm的颗粒，有机废弃物的种类是厨余垃圾、畜禽粪便、秸秆、尾菜和园林废弃物，将上述有机废弃物中的两种或两种以上按重量比进行配比，配比后投入筒式混料机混拌15-30分钟，在混拌过程中加入占混料总量1-5‰的生物强化复合微生物菌剂，在混拌完成后，有机废弃物备料的含水率为60-65％、碳氮比为23-30、容重为700-950kg/m3，得到堆肥原料；
(二)堆肥原料的堆放
将步骤(一)的堆肥原料堆放在发酵槽内，在发酵槽的底部装有与气泵相连的高压曝气管，高压曝气管的供气量由计算机系统进行控制，堆肥原料在发酵过程无翻抛和无转运，计算机系统根据发酵的不同阶段控制高压曝气管的供气量；
(三)堆肥原料的发酵周期为28-33天，发酵周期分为升温阶段、高温阶段和降温阶段
升温阶段：在高压曝气管的供气量为0.40-0.45m3/h/m3的条件下，堆肥原料在第3-4天内其温度不断升高，温度最后达到65℃以上，升温阶段为微生物自身生长繁殖阶段，有机物的矿化过程为微生物自身生长提供养分，生物强化复合微生物菌剂为微生物提供丰富营养物质，有效促进微生物生长繁殖；
高温阶段：在高压曝气管的供气量为0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小磊，闫新妹，杨艳，张文，于家伊，
申请(专利权)人：北京嘉博文生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11