一種沼渣聯(lián)合好氧堆肥方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)肥制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沼渣聯(lián)合好氧堆肥方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集約化畜禽養(yǎng)殖的迅速發(fā)展，畜禽糞便已成為人類生存環(huán)境的污染源之一， 曰益受到人們的密切關(guān)注。在我國(guó)畜禽糞便年產(chǎn)量中，規(guī)?；B(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便約占固體廢 物的40%。大量的糞便如不經(jīng)處理被排放到環(huán)境中會(huì)引起惡臭等環(huán)境問(wèn)題。此外，畜禽糞 便也是一種資源，若不加以合理利用，不僅會(huì)造成環(huán)境的二次污染，還會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物資源的 大量浪費(fèi)。除畜禽糞便，經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的沼渣也是固體廢棄物的一種。隨著我國(guó)沼氣 工程的發(fā)展，每年產(chǎn)生大量的沼渣廢棄物，若直接施用于土壤中會(huì)存在性質(zhì)不穩(wěn)定、致病菌 傳播等潛在風(fēng)險(xiǎn)。
[0003] 好氧堆肥不僅是處理消納畜禽糞便等有機(jī)廢棄物的方法，也是一種能夠穩(wěn)定沼 渣，提高其性能，用作優(yōu)良土壤調(diào)節(jié)劑或催化劑的可行方法。因此，沼渣聯(lián)合堆肥一方面可 借助畜禽糞便易降解有機(jī)質(zhì)含量豐富的特點(diǎn)帶動(dòng)沼渣的發(fā)酵，另一方面沼渣可作為調(diào)理劑 使用，有利于通風(fēng)供氧，從而獲得在農(nóng)業(yè)上更有價(jià)值、更具市場(chǎng)性的最終產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢棄物 的減量化、無(wú)害化和資源化。
[0004] 然而不同種類的沼渣具有不同的特性，特別是其有機(jī)質(zhì)含量有較大差別，針對(duì)沼 渣有機(jī)質(zhì)含量的不同，提出合理的配比參數(shù)對(duì)提高有機(jī)廢棄物復(fù)合化、資源化效率具有重 要意義。此外，好氧堆肥工藝提倡強(qiáng)制通風(fēng)，容易造成能源的大量耗費(fèi)，同時(shí)將大量含氮、含 硫化合物等吹散到大氣中，不僅引起大氣污染，也造成養(yǎng)分流失，同時(shí)也抑制了纖維素等難 分解物質(zhì)的分解。因此，提供物料最適宜的氧濃度，對(duì)于確保堆肥產(chǎn)品品質(zhì)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種沼渣聯(lián)合好氧堆肥方法。
[0006] 本發(fā)明所提供的方法，包括如下步驟：
[0007] 1)根據(jù)沼渣和好氧堆肥輔料的基本理化特性，將沼渣和好氧堆肥輔料進(jìn)行調(diào)制， 得到混合料；
[0008] 2)將步驟1)中的混合料于堆肥系統(tǒng)中進(jìn)行堆肥處理（好氧發(fā)酵），得到堆肥。
[0009] 上述方法中，步驟1)中，所述沼渣和好氧堆肥輔料的基本理化特性如下：含水率、 碳氮比、有機(jī)質(zhì)含量等指標(biāo)。
[0010] 所述調(diào)制通過(guò)如下方法進(jìn)行：對(duì)于有機(jī)質(zhì)質(zhì)量含量不小于65%的沼渣，以所述沼 渣為主要原料，所述好氧堆肥輔料為農(nóng)作物秸桿，通過(guò)農(nóng)作物秸桿來(lái)調(diào)節(jié)碳氮比。
[0011] 對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量小于65%的沼渣，以所述沼渣為主要原料，所述好氧堆肥輔料為 畜禽糞便、有機(jī)質(zhì)含量高的輔料和農(nóng)作物秸桿中的至少一種，其中，所述有機(jī)質(zhì)含量高的輔 料的有機(jī)質(zhì)含量大于65% (如：80-90% )，具體可為蘑菇渣、甘蔗渣等。通過(guò)畜禽糞便、有 機(jī)質(zhì)含量高的輔料來(lái)調(diào)節(jié)有機(jī)質(zhì)含量，通過(guò)農(nóng)作物秸桿來(lái)調(diào)節(jié)碳氮比。
[0012] 所述混合料的有機(jī)質(zhì)含量不低于65 %，含水率具體可為50~60 %，碳氮比具體可 為20~30。
[0013] 所述沼渣為厭氧發(fā)酵殘余沼渣，具體可為厭氧發(fā)酵后的雞糞沼渣。
[0014] 上述方法中，步驟2)中，所述堆肥系統(tǒng)為智能型好氧堆肥系統(tǒng)，包括用于發(fā)酵的 堆肥系統(tǒng)、多層次氧濃度及溫度傳感系統(tǒng)、PLC(Programmable Logic Controller，可編程 邏輯控制器）控制系統(tǒng)、均勻布?xì)庀到y(tǒng)等。
[0015] 其中，通過(guò)多層次氧濃度及溫度傳感系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控所述堆肥系統(tǒng)中的溫度和氧氣 的體積濃度，使溫度和氧氣的體積濃度具體可分別為25~65°C和5~15%，以便使發(fā)酵堆 體始終處于良好的好氧發(fā)酵狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)溫度和氧濃度數(shù)據(jù)判斷堆體空間是否存在顯著 的差異性，如存在，可利用攪拌（翻堆）系統(tǒng)對(duì)堆體物料進(jìn)行適當(dāng)混勻，確保發(fā)酵均勻性，氧 氣的體積濃度是通過(guò)通風(fēng)供氧模式進(jìn)行合理控制，使其供氧模式為區(qū)間供氧。
[0016] 通過(guò)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)傳感器實(shí)時(shí)讀取數(shù)據(jù)并進(jìn)行智能分析，進(jìn)而控制各 個(gè)執(zhí)行單元的工作狀態(tài)，確保堆料的發(fā)酵環(huán)境處于穩(wěn)定、適宜的狀態(tài)。
[0017] 通過(guò)均勻布?xì)庀到y(tǒng)在堆肥過(guò)程中進(jìn)行智能型均勻布?xì)獠⑦M(jìn)行氣體監(jiān)測(cè)分析。布?xì)?過(guò)程中，保持堆體氧氣濃度區(qū)間為5~15%。
[0018] 堆肥處理過(guò)程中可定期從堆體中進(jìn)行多點(diǎn)取樣，獲取代表性樣品，用于堆肥腐熟 程度的表征分析。通過(guò)此表征分析結(jié)果，來(lái)調(diào)整堆肥處理過(guò)程中的參數(shù)，如：使堆肥過(guò)程中 氧氣的體積濃度維持在5~15%等。
[0019] 上述方法中，步驟2)中，還包括對(duì)所述堆肥進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)的步驟，主要包括如下 基本理化指標(biāo)：含水率、有機(jī)質(zhì)含量、PH、電導(dǎo)率、碳氮比、纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、氣體排 放量等以及生物學(xué)指標(biāo)（如：種子發(fā)芽指數(shù)），并依據(jù)測(cè)定分析結(jié)果綜合評(píng)價(jià)堆肥成效。所 述基本理化指標(biāo)可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的測(cè)定方法而測(cè)知。
[0020] 此外，本發(fā)明所制備得到的堆肥也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021] 本發(fā)明是在智能通風(fēng)供氧模式下的一種針對(duì)不同有機(jī)質(zhì)含量的沼渣進(jìn)行高效聯(lián) 合好氧堆肥的方法，在節(jié)省能耗的同時(shí)有效利用沼渣資源，得到優(yōu)質(zhì)的最終產(chǎn)物。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0023] 1)本發(fā)明將厭氧發(fā)酵殘余沼渣按有機(jī)質(zhì)含量不同劃分為高有機(jī)質(zhì)含量沼渣及低 有機(jī)質(zhì)含量沼渣，對(duì)厭氧發(fā)酵殘余沼渣的堆肥化利用進(jìn)行了合理分類，為沼渣的合理處理 與高效利用提供了有效的支撐；
[0024] 2)本發(fā)明提出了依據(jù)不同有機(jī)質(zhì)含量的沼渣進(jìn)行不同的好氧堆肥配比方案，有利 于沼渣的循環(huán)高效利用；
[0025] 3)本發(fā)明利用智能型好氧堆肥系統(tǒng)的反饋控制，對(duì)通風(fēng)供氧模式進(jìn)行合理控制， 使其供氧模式為區(qū)間供氧，減少能源消耗及資源浪費(fèi)，優(yōu)化工藝參數(shù)，使得堆肥過(guò)程既能滿 足好氧需求又節(jié)省能耗，獲得優(yōu)質(zhì)堆肥產(chǎn)品，為規(guī)?；逊侍峁┖侠硪罁?jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明沼渣聯(lián)合好氧堆肥方法的工藝方案及供氧反饋模式圖。
[0027] 圖2是本發(fā)明的智能型好氧堆肥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1-物料艙；2-攪拌系統(tǒng)； 3-入料口；4-取樣口；5-布?xì)夂Y網(wǎng)；6-出料口；7-進(jìn)氣口；8-補(bǔ)水口；9-出氣口； 10-溫度 傳感器通道；11-氧濃度傳感器通道；12-瀝出液收集口； 13-可移動(dòng)式支撐底座。
[0028] 圖3為實(shí)施例1中堆肥過(guò)程前期、中期及后期感觀變化圖及其對(duì)應(yīng)烘干樣品的100 倍電子掃描顯微圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0030] 下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如 無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0031] 實(shí)施例1、雞糞沼渣聯(lián)合好氧堆肥：
[0032] 按圖1所示的沼渣聯(lián)合好氧堆肥方法的工藝方案及供氧反饋模式圖進(jìn)行雞糞沼 渣聯(lián)合好氧堆肥：
[0033] -、對(duì)雞糞沼渣與好氧堆肥輔料基礎(chǔ)特性的分析與相應(yīng)的物料配比：
[0034] 雞糞沼渣取自于北京市大興區(qū)留民營(yíng)村沼氣站，為厭氧發(fā)酵15-20天后固液分離 后獲得，測(cè)得其有機(jī)質(zhì)含量小于65%，以厭氧發(fā)酵后的雞糞沼渣為主要原料，以集約化養(yǎng)殖 場(chǎng)豬糞（取自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院昌平實(shí)驗(yàn)站）為輔料，以蘑菇渣（取自北京市通州永樂(lè)店朵 朵鮮生態(tài)蘑菇園區(qū)）及麥秸（取自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)上莊實(shí)驗(yàn)站）為調(diào)理劑進(jìn)行沼渣聯(lián)合好氧 堆肥。其中，蘑燕渣粒徑小于3cm，麥猜切斷至2~5cm。
[0035] 1)進(jìn)行堆肥原料、輔料及調(diào)理劑基礎(chǔ)特性分析時(shí)，將其各取約500g，一部分用于 含水率的測(cè)定，另一部分經(jīng)熱風(fēng)干燥后粉碎并過(guò)Imm篩制成干燥粉碎樣品，用于碳、氮及揮 發(fā)性固體指標(biāo)的測(cè)定，堆肥原料雞糞沼渣、輔料豬糞、調(diào)理劑蘑菇渣與麥秸的相應(yīng)的基本理 化指標(biāo)如表1所示。
[0036] 2)根據(jù)所測(cè)指標(biāo)，將新鮮