一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法

摘要

本发明提供了一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法，涉及堆肥技术领域，包括以下步骤：收集粪污、收集植物残根茎叶、收集农地淤泥、制备植物料、有机腐质处理、第一次发酵、第二次发酵和成品造粒；本发明以畜禽粪污、农地淤泥和植物残根茎叶作为基料，通过有机腐质处理和两次发酵处理得到肥料，改良土壤，从源头减少了粪污、农地淤泥污水的排放，也避免了植物焚烧的污染，可以保护环境，提高土壤固碳能力，且畜禽粪污有大量未消化的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等，植物残根茎叶具有活性因子，污泥中含有各种微量元素，有利于植物茁壮成长，配合发酵菌次生代谢产物，吸收利用率高，提高产量。

说明书

技术领域

本发明涉及堆肥技术领域，尤其涉及一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法。

背景技术

村镇有机废弃物分散、量小、集中成本高，分类难，收集运输难，运输过程中容易造成二次污染，一直是美丽乡村建设难点；

同时，养殖和种植中，还会产生大量的粪污水，直接排放入沟渠江湖河海中，造成水体污染，另外，在农业种植中，每年会产生大量的植物残根茎叶，比如秸秆，一般都采用焚烧的手段进行处理，造成大量的废气污染环境，因此，本发明提出一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物就地协同堆肥方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法，该减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法以畜禽粪污、农地淤泥和植物残根茎叶作为基料，通过有机腐质处理和两次发酵处理得到肥料，有利于粪污的处理，减少了粪污水的排放，也避免了植物燃烧的污染，可以保护环境，减少农田化肥用量，实现减污减排协同效应，快速提高土壤生物活性和有机质含量，增加土壤固碳能力。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法，包括以下步骤：

步骤一：收集粪污

收集畜禽粪污、厨余垃圾，输送至1号堆肥箱，密封7-10天得到有机腐质，并输送至2号堆肥箱；

步骤二：收集植物残根茎叶

收集植物残根茎叶，采用粉碎机将植物残根茎叶粉粹到2-3cm的长度后，利用压块机和捆包机进行高密度压实并打捆，进行密封堆垛，构建一个厌氧的发酵环境，进行乳酸发酵，得到植物基料；

步骤三：收集农地淤泥

收集农地淤泥，将农地淤泥放入风干机中堆积风干成固体，再经对辊式破碎机将固体破碎成淤泥碎料，然后将淤泥碎料输入储库分层平铺备用；

步骤四：制备植物料

将淤泥碎料输入至植物基料中，利用双轴搅拌机搅拌均匀，然后利用超声波将搅拌料进行均质化，将大颗粒的物料分散，水分干湿度均匀，得到植物料；

步骤五：有机腐质处理

对步骤一得到的有机腐质在2号堆肥箱中进行加热，使其进入熔融状态，然后对有机腐质进行过滤进入3号堆肥箱，去除其中未熔融的硬块；

步骤六：第一次发酵

在3号堆肥箱中将有机腐质加入植物料，同时加入硅酸盐菌、放线菌、固氮菌、菌根菌、枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、木霉菌和嗜热链球菌作为发酵菌群，然后搅拌均匀，在30-35摄氏度的条件下熟化15天，得到一次发酵物，输送到4号堆肥箱；

步骤七：第二次发酵

在4号堆肥箱中向发酵物中添加聚壳糖和微量元素进行搅拌，调节含水率为50％-65％，添加沸石，通风供氧进行二次发酵，发酵15天，至堆肥达到腐熟，得到腐熟肥料；

步骤八：成品造粒

对腐熟肥料进行热辐射加热烘干，调节含水率为5％-12％，然后利用对辊挤压造粒机对腐熟肥料进行对辊造粒，成圆球状粒胚，控制直径50mm-100mm。

进一步改进在于：所述步骤一中，密封温度控制在40-50摄氏度，且密封过程中，加入碳铵和尿素。

进一步改进在于：所述步骤二中，植物残根茎叶包括树木枯枝败叶、秸秆和稻谷皮，且步骤二中，厌氧发酵20-30天，且厌氧发酵的温度控制在15-25摄氏度。

进一步改进在于：所述步骤三中，将农地淤泥固体破碎成淤泥碎料，破碎控制在140-180目。

进一步改进在于：所述步骤四中，搅拌时的温度控制为常温，且步骤四中，利用超声波均质化5-8分钟，并控制超声波的压强为1.15-1.18MPa。

进一步改进在于：所述步骤五中，加热的温度控制为90-120摄氏度，熔融时间为50-100分钟，且步骤五中，将过滤下的硬块进行粉碎填埋处理。

进一步改进在于：所述步骤六中，按照如下质量添加：硅酸盐菌3-8份、放线菌3-5份、固氮菌2-3份、菌根菌1-4份、枯草芽孢杆菌2-5份、多粘类芽孢杆菌2-4份、木霉菌2-4份、嗜热链球菌2-5份，且步骤六中，搅拌的时候，控制转速为2000转/分钟，在熟化的15天中，前一周每隔2天翻堆一次，后一周每隔3天翻堆一次，同时进行补水通气，控制含水率在60％。

进一步改进在于：所述步骤七中，微量元素包括铜、锌、锰和硼，且步骤七中，沸石为CaCl2溶液浸泡过的天然沸石。

进一步改进在于：所述步骤七中，发酵15天中，前一周每隔2天翻堆2次，后一周每隔4天翻堆一次，翻动时，将底部的物料翻转到上方，间隔2-3分钟后，再次将上方的物料翻转到发酵池底部，以此进行3-5个循环，使得空气充分接触。

进一步改进在于：所述步骤八中，热辐射加热60s，然后间歇30s，以此为一个周期，热辐射加热7-9个周期，进行烘干。

本发明的有益效果为：

1、本发明以村镇为单位，就地收集量少、分散的畜禽粪污、农地淤泥和植物残根茎叶作为基料，通过有机腐质处理和两次发酵处理得到肥料，既减少转运二次污染，又协同利用不同有机废弃物的组分特性，提高发酵效率和得率，提高土壤改良效果实现就地处理、源头减量、减排固碳。

2、本发明以畜禽粪污、农地淤泥和植物残根茎叶作为基料，畜禽粪污有大量未消化的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等，其中氨基酸的组成也比较齐全、含量也较丰富，植物残根茎叶具有活性因子，对植物有反哺供肥的作用，污泥中含有各种微量元素，有利于植物茁壮成长，配合发酵菌进行发酵群，经过验证，吸收利用率高，可以促进农作物物生长，提高产量。

3、本发明通过聚壳糖和微量元素的增加，提高肥料的营养物质，通过沸石的添加，可以吸附置换并稳定污泥污水中可能存在的重金属，降低重金属的毒性，从而降低了再次污染的风险。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

根据图1所示，本实施例提出了一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法，包括以下步骤：

步骤一：收集粪污

收集畜禽粪污、厨余垃圾，输送至1号堆肥箱，接着密封7天，密封温度控制在45摄氏度，且密封沤烂的过程中，加入碳铵和尿素，得到有机腐质，并输送至2号堆肥箱；

步骤二：收集植物残根茎叶

收集植物残根茎叶，包括树木枯枝败叶、秸秆和稻谷皮，采用粉碎机将植物残根茎叶粉粹到2cm的长度后，利用压块机和捆包机进行高密度压实并打捆，进行密封堆垛，构建一个厌氧的发酵环境，进行乳酸发酵，发酵25天，且厌氧发酵的温度控制在20摄氏度，得到植物基料；

步骤三：收集农地淤泥

收集农地淤泥，将农地淤泥放入风干机中堆积风干成固体，再经对辊式破碎机将固体破碎成淤泥碎料，破碎控制在150目，然后将淤泥碎料输入储库分层平铺备用；

步骤四：制备植物料

将淤泥碎料输入至植物基料中，利用双轴搅拌机搅拌均匀，搅拌时的温度控制为常温，然后利用超声波将搅拌料进行均质化6分钟，并控制超声波的压强为1.18MPa，将大颗粒的物料分散，水分干湿度均匀，得到植物料；

步骤五：有机腐质处理

对步骤一得到的有机腐质在2号堆肥箱中进行加热，加热的温度控制为100摄氏度，熔融时间为60分钟，使其进入熔融状态，然后对有机腐质进行过滤进入3号堆肥箱，去除其中未熔融的硬块，将过滤下的硬块进行粉碎再发酵利用；

步骤六：第一次发酵

在3号堆肥箱中将有机腐质加入植物料，同时按照如下质量添加：硅酸盐菌3份、放线菌3份、固氮菌2份、菌根菌1份、枯草芽孢杆菌2份、多粘类芽孢杆菌2份、木霉菌2份、嗜热链球菌2份，作为发酵菌群，然后搅拌均匀，搅拌转速为2000转/分钟，在30-35摄氏度的条件下熟化15天，前一周每隔2天翻堆一次，后一周每隔3天翻堆一次，同时进行补水通气，控制含水率在60％，得到一次发酵物，输送到4号堆肥箱；

步骤七：第二次发酵

在4号堆肥箱向发酵物中添加聚壳糖和微量元素进行搅拌，微量元素包括铜、锌、锰和硼，调节含水率为50％-65％，添加沸石，沸石为CaCl2溶液浸泡过的天然沸石，通风供氧进行二次发酵，发酵15天，前一周每隔2天翻堆2次，后一周每隔4天翻堆一次，翻动时，将底部的物料翻转到上方，间隔2分钟后，再次将上方的物料翻转到发酵池底部，以此进行3个循环，使得空气充分接触，至堆肥达到腐熟，得到腐熟肥料；

步骤八：成品造粒

对腐熟肥料进行热辐射加热60s，然后间歇30s，以此为一个周期，热辐射加热7个周期，调节含水率为5％-12％，然后利用对辊挤粒机对腐熟肥料进行对辊造粒，成圆球状粒胚，控制直径50mm-100mm。

实施例二

根据图1所示，本实施例提出了一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法，包括以下步骤：

步骤一：收集粪污

收集畜禽粪污、厨余垃圾，输送到1号堆肥箱，接着密封7天，密封温度控制在45摄氏度，且密封沤烂的过程中，加入碳铵和尿素，得到有机腐质，并输送至2号堆肥箱；

步骤二：收集植物残根茎叶

收集植物残根茎叶，包括树木枯枝败叶、秸秆和稻谷皮，采用粉碎机将植物残根茎叶粉粹到2cm的长度后，利用压块机和捆包机进行高密度压实并打捆，进行密封堆垛，构建一个厌氧的发酵环境，进行乳酸发酵，发酵25天，且厌氧发酵的温度控制在20摄氏度，得到植物基料；

步骤三：收集农地淤泥

收集农地淤泥，将农地淤泥放入风干机中堆积风干成固体，再经对辊式破碎机将固体破碎成淤泥碎料，破碎控制在150目，然后将淤泥碎料输入储库分层平铺备用；

步骤四：制备植物料

将淤泥碎料输入至植物基料中，利用双轴搅拌机搅拌均匀，搅拌时的温度控制为常温，然后利用超声波将搅拌料进行均质化6分钟，并控制超声波的压强为1.18MPa，将大颗粒的物料分散，水分干湿度均匀，得到植物料；

步骤五：有机腐质处理

对步骤一得到的有机腐质在2号堆肥箱中进行加热，加热的温度控制为100摄氏度，熔融时间为60分钟，使其进入熔融状态，然后对有机腐质进行过滤进入3号堆肥箱，去除其中未熔融的硬块，将过滤下的硬块进行粉碎填埋处理；

步骤六：第一次发酵

在3号堆肥箱将有机腐质加入植物料，同时按照如下质量添加：硅酸盐菌5份、放线菌4份、固氮菌2份、菌根菌3份、枯草芽孢杆菌4份、多粘类芽孢杆菌3份、木霉菌3份、嗜热链球菌4份，作为发酵菌群，然后搅拌均匀，搅拌转速为2000转/分钟，在30-35摄氏度的条件下熟化15天，前一周每隔2天翻堆一次，后一周每隔3天翻堆一次，同时进行补水通气，控制含水率在60％，得到一次发酵物，输送至4号堆肥箱；

步骤七：第二次发酵

在4号堆肥箱向发酵物中添加聚壳糖和微量元素进行搅拌，微量元素包括铜、锌、锰和硼，调节含水率为50％-65％，添加沸石，沸石为CaCl2溶液浸泡过的天然沸石，通风供氧进行二次发酵，发酵15天，前一周每隔2天翻堆2次，后一周每隔4天翻堆一次，翻动时，将底部的物料翻转到上方，间隔2分钟后，再次将上方的物料翻转到发酵池底部，以此进行3个循环，使得空气充分接触，至堆肥达到腐熟，得到腐熟肥料；

步骤八：成品造粒

对腐熟肥料进行热辐射加热60s，然后间歇30s，以此为一个周期，热辐射加热7个周期，调节含水率为5％-12％，然后利用对辊挤粒机对腐熟肥料进行对辊造粒，成圆球状粒胚，控制直径50mm-100mm。

实施例三

根据图1所示，本实施例提出了一种减少污染物排放和提高产量的多种有机废弃物协同堆肥方法，包括以下步骤：

步骤一：收集粪污

收集畜禽粪污、厨余垃圾，运送至1号堆肥箱，接着密封7天，密封温度控制在45摄氏度，且密封过程中，加入碳铵和尿素，得到有机腐质，并输送至2号堆肥箱；

步骤二：收集植物残根茎叶

收集植物残根茎叶，包括树木枯枝败叶、秸秆和稻谷皮，采用粉碎机将植物残根茎叶粉粹到2cm的长度后，利用压块机和捆包机进行高密度压实并打捆，进行密封堆垛，构建一个厌氧的发酵环境，进行乳酸发酵，发酵25天，且厌氧发酵的温度控制在20摄氏度，得到植物基料；

步骤三：收集农地淤泥

收集农地淤泥，将农地淤泥放入风干机中堆积风干成固体，再经对辊式破碎机将固体破碎成淤泥碎料，破碎控制在150目，然后将淤泥碎料输入储库分层平铺备用；

步骤四：制备植物料

将淤泥碎料输入至植物基料中，利用双轴搅拌机搅拌均匀，搅拌时的温度控制为常温，然后利用超声波将搅拌料进行均质化6分钟，并控制超声波的压强为1.18MPa，将大颗粒的物料分散，水分干湿度均匀，得到植物料；

步骤五：有机腐质处理

对步骤一得到的有机腐质在2号堆肥箱中进行加热，加热的温度控制为100摄氏度，熔融时间为60分钟，使其进入熔融状态，然后对有机腐质进行过滤进入3号堆肥箱，去除其中未熔融的硬块，将过滤下的硬块进行粉碎填埋处理；

步骤六：第一次发酵

在3号堆肥箱将有机腐质加入植物料，同时按照如下质量添加：硅酸盐菌8份、放线菌5份、固氮菌3份、菌根菌4份、枯草芽孢杆菌5份、多粘类芽孢杆菌4份、木霉菌4份、嗜热链球菌5份，作为发酵菌群，然后搅拌均匀，搅拌转速为2000转/分钟，在30-35摄氏度的条件下熟化15天，前一周每隔2天翻堆一次，后一周每隔3天翻堆一次，同时进行补水通气，控制含水率在60％，得到一次发酵物，送至4号堆肥箱；

步骤七：第二次发酵

在4号堆肥箱向发酵物中添加聚壳糖和微量元素进行搅拌，微量元素包括铜、锌、锰和硼，调节含水率为50％-65％，添加沸石，沸石为CaCl2溶液浸泡过的天然沸石，通风供氧进行二次发酵，发酵15天，前一周每隔2天翻堆2次，后一周每隔4天翻堆一次，翻动时，将底部的物料翻转到上方，间隔2分钟后，再次将上方的物料翻转到发酵池底部，以此进行3个循环，使得空气充分接触，至堆肥达到腐熟，得到腐熟肥料；

步骤八：成品造粒

对腐熟肥料进行热辐射加热60s，然后间歇30s，以此为一个周期，热辐射加热7个周期，调节含水率为5％-12％，然后利用对辊挤粒机对腐熟肥料进行对辊造粒，成圆球状粒胚，控制直径50mm-100mm。

验证例：以针对西瓜种植进行施肥，以钾磷肥进行对比，产量增产10-20％，同时西瓜重茬病害得到明显改善，西瓜甜度增加1-2度。

根据实施例一、实施例二和实施例三可以得出，本发明通过如下质量比成份：硅酸盐菌3-8份、放线菌3-5份、固氮菌2-3份、菌根菌1-4份、枯草芽孢杆菌2-5份、多粘类芽孢杆菌2-4份、木霉菌2-4份、嗜热链球菌2-5份，发酵制备的肥料吸收利用率更高，且营养元素丰富。

本发明以村镇为单位，以畜禽粪污、农地淤泥和植物残根茎叶作为基料，就地收集就地处理就地利用，通过有机腐质处理和两次发酵处理得到肥料，有利于粪污的处理，减少了污泥污水的排放，也避免了植物燃烧的污染，可以保护环境，节省能源，且本发明以畜禽粪污、农地淤泥和植物残根茎叶作为基料，畜禽粪污有大量未消化的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪和矿物质等，其中氨基酸的组成也比较齐全、含量也较丰富，植物残根茎叶具有活性因子，对植物有反哺供肥的作用，污泥中含有各种微量元素，有利于植物茁壮成长，配合发酵菌进行发酵群，经过验证，吸收利用率高，可以促进农作物物生长，提高产量，同时，本发明通过聚壳糖和微量元素的增加，提高肥料的营养物质，通过沸石的添加，可以吸附置换并稳定污泥污水中可能存在的重金属，降低重金属的毒性，从而降低了再次污染的风险。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。