本发明专利技术提供了一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法，属于有机固废处理技术领域。包括如下步骤：（1）畜禽养殖废水调节碳氮比后，接入腐熟菌好氧培养，得到固废发酵接种菌剂；（2）将畜禽粪便与辅料混合，得到发酵物料；（3）在发酵物料中接入所述固废发酵接种菌剂，覆盖半透膜，进行高温好氧发酵，得到初级发酵产物；（4）所述初级发酵产物陈化处理后，进行细化，得到有机肥基质；（5）向所述有机肥基质中接入植物促生菌，得到微生物肥料。本发明专利技术实现了发酵过程中温室气体N2O和CH4减排，加速了发酵物料的腐殖化进程、缩短了发酵周期，制备得到了一种微生物肥料。制备得到了一种微生物肥料。制备得到了一种微生物肥料。
【技术实现步骤摘要】
一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法
[0001]本专利技术涉及有机固废处理
，尤其涉及一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法。
技术介绍
[0002]随着我国规模化养殖业的迅速发展，畜禽粪便产生量激增。畜禽粪便中含有大量的病原体、致病菌、寄生虫等，未经处理的畜禽粪便会对环境造成污染甚至危害人类健康。尽管发酵是一种成熟的畜禽粪便资源化技术，但发酵过程仍存在诸多问题，例如发酵过程中会释放大量的温室气体，包括N2O和CH4，因此发酵也已经成为全球温室气体的重要排放热区。然而，我国政府提出在2030年实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此如果能够开发出高效化、无害化、低排放的畜禽粪便发酵手段，就可以缓解中国当前畜禽粪便有效利用率低以及发酵造成的温室气体排放问题。
[0003]发酵过程中温室气体的排放不仅导致了物料中严重的碳氮损失，降低了发酵产品的价值，而且释放到大气中的温室气体也加剧了当前的温室效应。好氧发酵过程中，气体排放造成的物质损失可能占原始物料中初始N和C的7%~52%和67%，其中CH4约占0.1%~0.6%，N2O排放约占初始N的0.1%~6%，根据IPCC2007中的方法，将温室气体排放量按照全球增温潜势换算成CO2排放当量，发酵过程约排放了68~759g/kg当量CO2。
[0004]先前的研究已经报道过一些在减少发酵温室气体排放方面的一些实践，主要包括两种途径，一是调节发酵的运行参数，如温度、通气量、含水量，pH，C/N等，其次是添加外源添加剂，如生物炭，沸石、膨润土和微生物接种剂等，虽然这些尝试都取得了不同程度的减排效果，但是大多工作是基于实验室规模的尝试，且由于操作成本或工程实用性的限制，一些减排策略仍难以广泛的规模化应用。
[0005]因此，发展更高效且低排放的畜禽粪便资源化技术，可以缓解当前畜禽粪便有效利用率低以及温室气体排放问题，不仅能够促进养殖业的可持续发展，推动生物质废弃物的资源化利用，同时助力中国碳达峰与碳中和。
技术实现思路
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供了一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法，包括如下步骤：（1）畜禽养殖废水调解碳氮比后，接入腐熟菌好氧培养，得到固废发酵接种菌剂；（2）将畜禽粪便与辅料混合，得到发酵物料；（3）在发酵物料中接入所述固废发酵接种菌剂，覆盖半透膜，进行高温好氧发酵，得到初级发酵产物；（4）所述初级发酵产物陈化处理后，进行细化，得到有机肥基质；
（5）向所述有机肥基质中接入植物促生菌，得到微生物肥料。
[0007]优选的，所述畜禽养殖废水的COD浓度为30~60g/L，用餐厨垃圾调节所述畜禽养殖废水的碳氮比为15:1~30:1。
[0008]优选的，所述腐熟菌为地衣芽孢杆菌和/或枯草芽孢杆菌；所述腐熟菌为地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌时，二者的有效活菌数之比为0.5~1.5:0.5~1.5；所述腐熟菌的接种量为畜禽养殖废水体积的2%~5%。
[0009]优选的，所述发酵腐熟的温度为30~35℃，时间为24~48h。
[0010]优选的，所述辅料包括蘑菇渣、稻壳、沼渣和秸秆中的一种或几种；所述辅料的粒径为8~12mm；所述主料与辅料按照碳氮比为20~30混合得到发酵物料，所述发酵物料的水量为50%~60%。
[0011]优选的，步骤（3）中所述固废发酵接种菌剂的接种量为10~50L/t。
[0012]优选的，所述好氧发酵的曝气量为0.08~0.12 m3/ (m
3 min)；所述高温好氧发酵的第1~3天升温至80℃以上，然后在70~85℃维持10~15天，之后让温度自然下降至40~50℃；控制总发酵时间为20~25天。
[0013]优选的，所述陈化处理后初级发酵产物的含水量低于30%；所述细化的粒度小于2mm。
[0014]优选的，所述植物促生菌为枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌，所述枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌的有效活菌数之比为0.5~1.5:0.5~1.5；所述植物促生菌的接种量大于0.5亿CFU/g。
[0015]本专利技术还提供了一种所述的方法制备的微生物肥料。
[0016]本专利技术提供的有机固废半透膜发酵方法，以畜禽粪便为主料，以蘑菇渣、稻壳、沼渣、秸秆等生物质废弃物为辅料，通过接种耐高温腐熟菌、覆盖半透膜，进行高温好氧发酵，不仅实现了农业废弃物的资源化利用，还实现了发酵过程中温室气体N2O和CH4减排，加速发酵物料的腐殖化进程、缩短发酵周期，制备得到了一种微生物肥料。同时本专利技术的方法具有成本低，操作简便的优势，有利于推广和应用，以解决现有技术中存在的问题。
附图说明
[0017]图1为实施例1中半透膜高温好氧发酵系统结构示意图，其中：1为发酵槽；2为有机固废发酵基质；3为曝气管道；4为半透膜；5为半透膜固定及密封轴；6为送风管道；7为智能曝气机；图2为实施例1中半透膜高温好氧发酵和传统发酵的温度变化曲线；图3为实施例1中半透膜高温好氧发酵和传统发酵过程中CH4排放速率的变化；图4为实施例1中半透膜高温好氧发酵和传统发酵过程中N2O排放速率的变化。
[0018]保藏说明枯草芽孢杆菌SZX11，拉丁文为Bacillus subtilis，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏日期为：2013年9月16日，保藏编号为：CGMCC No.8188。
[0019]地衣芽孢杆菌B4，拉丁文为Bacillus licheniformis，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究
所，保藏日期为：2012年10月15日，保藏编号为：CGMCC No.6677。
[0020]解淀粉芽孢杆菌A3，拉丁文为Bacillus amyloliquefaciens，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏日期为：2012年10月15日，保藏编号为：CGMCC No.6676。
[0021]枯草芽孢杆菌TL3，拉丁文为Bacillus subtilis，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏日期为：2008年10月13日，保藏编号为：CGMCC No.2698。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法，包括如下步骤：（1）畜禽养殖废水调解碳氮比后，接入腐熟菌好氧培养，得到固废发酵接种菌剂；（2）将畜禽粪便与辅料混合，得到发酵物料；（3）在有机固废中接入所述固废发酵接种菌剂，覆盖半透膜，进行高温好氧发酵，得到初级发酵产物；（4）所述初级发酵产物陈化处理后，进行细化，得到有机肥基质；（5）向所述有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种有机固废半透膜发酵减排温室气体和制备微生物肥料的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）畜禽养殖废水调解碳氮比后，接入腐熟菌好氧培养，得到固废发酵接种菌剂；（2）将畜禽粪便与辅料混合，得到发酵物料；（3）在发酵物料中接入所述固废发酵接种菌剂，覆盖半透膜，进行高温好氧发酵，得到初级发酵产物；（4）所述初级发酵产物陈化处理后，进行细化，得到有机肥基质；（5）向所述有机肥基质中接入植物促生菌，得到微生物肥料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述畜禽养殖废水的COD浓度为30~60g/L，用餐厨垃圾调节所述畜禽养殖废水的碳氮比为15:1~30:1。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述腐熟菌为地衣芽孢杆菌和/或枯草芽孢杆菌；所述腐熟菌为地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌时，二者的有效活菌数之比为0.5~1.5 : 0.5~1.5；所述腐熟菌的接种量为畜禽养殖废水体积的2%~5%。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发酵腐熟的温度为30~35℃，时间为24~48 h。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述辅料包括蘑...
【专利技术属性】
技术研发人员：白志辉，孙波，李瑞，徐圣君，庄绪亮，闫风英，闫青，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：
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