本發(fā)明屬于有機(jī)肥制備方法領(lǐng)域，更具體地，涉及一種生態(tài)有機(jī)粗肥的方法。
背景技術(shù)：
目前，中國畜禽業(yè)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段，規(guī)?；⒓s化的養(yǎng)殖場的發(fā)展呈急劇上升的趨勢，生產(chǎn)大量肉蛋奶產(chǎn)品的同時(shí)伴生了大量的畜禽廢棄物。這類廢棄物中含有大量的病原微生物和寄生蟲卵，以及抗生素、重金屬等外源化學(xué)品，不經(jīng)妥善處理會(huì)對(duì)周圍水域、土壤將造成嚴(yán)重的污染。同時(shí)，該類廢棄物中富含大量有機(jī)質(zhì)及氮、磷營養(yǎng)元素，可資源化利用程度較高。
堆肥是一種有效的畜禽廢棄物利用技術(shù)，借助微生物作用，將畜禽廢棄物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥。然而，傳統(tǒng)堆肥工藝耗時(shí)長(50-80天)，處理過程中將占用大量土地資源；其處理?xiàng)l件溫和，病原微生物消滅不徹底、針對(duì)外源化學(xué)品預(yù)防不充分。這些外源化學(xué)品殘留在畜禽廢棄物中，如果直接作為有機(jī)肥的原料進(jìn)行發(fā)酵，重金屬和抗生素伴隨著肥料的施用進(jìn)入土壤，隨著土壤上作物的生長進(jìn)入食物鏈，進(jìn)而對(duì)人的身體產(chǎn)生危害。更為重要的是，畜禽廢棄物含水量高，不宜長途運(yùn)輸，且運(yùn)輸途中容易引發(fā)一系列環(huán)境污染問題。
針對(duì)上述問題，為加快畜禽廢棄物的處理處置，公開號(hào)cn101696391a中國專利公開了農(nóng)業(yè)廢棄物快速堆肥菌劑和生產(chǎn)有機(jī)肥的方法，得到的菌劑可在30日內(nèi)完成畜禽糞便的堆肥；公開號(hào)cn105255777a中國專利公開了利用豬糞和蘑菇渣生產(chǎn)生物有機(jī)肥的方法，18-22天完成發(fā)酵基料的快速腐熟。另一方面，目前已經(jīng)公開的中國專利中針對(duì)畜禽廢棄物中外源化學(xué)品進(jìn)行了處理，但是有的不能對(duì)有機(jī)固廢中抗生素和重金屬同時(shí)進(jìn)行處理，有的能夠同時(shí)處理但是要借助微波等技術(shù)，工藝較為復(fù)雜。例如公開號(hào)cn102757280a中國專利公開了一種添加氧化劑降解抗生素的堆肥方法；公開號(hào)cn101274861a中國專利公開了一種利用木質(zhì)素類腐殖質(zhì)鈍化重金屬的堆肥方法；公開號(hào)cn103864483a中國專利公開了一種利用微生物螯合劑去除有機(jī)固廢重金屬的堆肥方法，上述的專利分別對(duì)抗生素和重金屬進(jìn)行了處理。公開號(hào)cn104108842a中國專利公開了一種通過微波處理技術(shù)與重金屬穩(wěn)定化技術(shù)聯(lián)合高效地處理含抗生素和有機(jī)胂禽糞，做到了同時(shí)處理抗生素和含砷化合物，上述的技術(shù)中，畜禽廢棄物的快速降解和外源化學(xué)品的安全處置未能深度融合，使得畜禽廢棄物的資源化利用過程環(huán)節(jié)眾多，成本增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種通過快速降解畜禽廢棄物來制備生態(tài)有機(jī)粗肥的方法，通過調(diào)理劑的添加以及溫濕度調(diào)控機(jī)制達(dá)到快速處理廢棄物并降解抗生素、固化重金屬的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種通過快速降解畜禽廢棄物來制備生態(tài)有機(jī)粗肥的方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)調(diào)理廢棄物：向畜禽廢棄物中依次添加有機(jī)調(diào)理物和無機(jī)改性劑，攪拌均勻得到混合物?。?/p>
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物ⅰ內(nèi)部溫度升至50-55℃后添加降解菌，得到混合物ⅱ。
(3)輔助發(fā)酵：加熱并攪拌混合物ⅱ，同時(shí)對(duì)混合物ⅱ強(qiáng)制對(duì)流換氣8-12h，使混合物ⅱ的含水率達(dá)到30％～40％，則獲得有機(jī)粗肥。
優(yōu)選地，步驟(1)中所述畜禽廢棄物為豬糞、雞糞、牛糞、鵝糞、鴨糞中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述有機(jī)調(diào)理物為稻殼、秸稈、鋸末、蔬菜渣中的一種或多種。
優(yōu)選地，所述畜禽廢棄物與所述有機(jī)調(diào)理物質(zhì)量比為1:6-50:1，兩者共同形成的混合物a的含水率為45％-70％并且堆積密度為0.7-1.2g/cm3。
優(yōu)選地，所述無機(jī)改性劑與混合物a的質(zhì)量比為1/500-1/200；
所述無機(jī)改性劑按質(zhì)量份數(shù)比包括：2-5份堿性含鈣化合物、2-4份二價(jià)鐵鹽以及1-5份氧化劑；
所述堿性含鈣化合物為cao或ca(oh)2，所述二價(jià)鐵鹽為feso4或fecl2，所述氧化劑為cao2或三價(jià)鐵鹽，所述三價(jià)鐵鹽為fecl3或fe2(so4)3。
優(yōu)選地，步驟(2)中所述降解菌為酵素菌或嗜熱脂肪芽胞桿菌，并且降解菌在混合物ⅱ中所占的質(zhì)量比例為1/2000-1/500。
優(yōu)選地，步驟(3)中，加熱保持混合物ⅱ內(nèi)部溫度為50-65℃，濕度不大于90％。
總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：
(1)本方法加入的有機(jī)調(diào)理物改變了混合物的理化特性，包括含水率、孔隙結(jié)構(gòu)、堆積密度，加入有機(jī)調(diào)理物后，降低了畜禽廢棄物含水率，使孔隙增加，有利于好氧降解菌的快速繁殖、物料中大分子有機(jī)物的降解以及水分蒸發(fā)。
(2)本方法可有效改善畜禽廢棄物脫水特性，固定重金屬并氧化抗生素。畜禽廢棄物和有機(jī)調(diào)理物中的有機(jī)物、粗纖維會(huì)被降解菌短時(shí)間內(nèi)利用分解，使結(jié)合水更易脫除。無機(jī)調(diào)節(jié)劑的添加能調(diào)節(jié)廢棄物酸堿性，使重金屬向結(jié)合程度更強(qiáng)的形態(tài)轉(zhuǎn)化，譬如生成堿性沉淀、殘?jiān)鼞B(tài)等。這些形態(tài)在環(huán)境中較難浸出，對(duì)土壤和生物的影響小。此外，cao2/fe3+等在堆肥過程中起到抗生素降解氧化劑的作用。
(3)通過監(jiān)控溫濕度，調(diào)節(jié)并優(yōu)化加熱、物料深度攪拌翻滾、強(qiáng)制換氣，營造一種適宜高溫微生物生存及水分快速脫除的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)高水分廢棄物的水分脫出和病原微生物和寄生蟲卵的滅活處理。
(4)得到的有機(jī)粗肥質(zhì)量、體積明顯降低，無需再借助其他能源在已添加降解菌的作用下自行深度發(fā)酵，便于后續(xù)的運(yùn)輸和處理。
(5)有效縮短了畜禽廢棄物制備有機(jī)肥料的周期，本發(fā)明的方法20h以內(nèi)即可得到生態(tài)有機(jī)粗肥，工藝過程簡單易于實(shí)行。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
實(shí)施例1
(1)調(diào)理廢棄物：將64kg新鮮豬糞，6kg鋸末，2kg稻殼均勻混合得到混合物a(即畜禽廢棄物：有機(jī)調(diào)理物＝8:1)，所得混合物a含水率為68％，堆積密度0.72g/cm3，總質(zhì)量72kg。將cao，feso4，fecl3按質(zhì)量比5：3：2混合得到無機(jī)改性劑，加入300g無機(jī)改性劑得到混合物ⅰ(無機(jī)改性劑與混合物a的質(zhì)量比為1/240)。
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物ⅰ內(nèi)部溫度快速升至55℃，加熱時(shí)混合物ⅰ會(huì)失去一部分水分，然后再添加酵素菌100g得到混合物ⅱ(酵素菌與混合物ⅱ的質(zhì)量比為1/700)。
(3)輔助發(fā)酵：通過加熱裝置、抽氣裝置和溫濕度傳感器控制混合物ⅱ內(nèi)部溫度為60-65℃，濕度68％-90％。加熱并翻滾物料12h后，物料含水率降至37.5％，得到粗肥約35kg。
此本實(shí)施例中，廢棄物的質(zhì)量由70kg降低至35kg，抗生素和重金屬浸出濃度變化見表1。
表1處理前后抗生素和重金屬浸出濃度變化表
實(shí)施例2
(1)調(diào)理廢棄物：將5kg雞糞，30kg白菜均勻混合得到混合物a(即畜禽廢棄物：有機(jī)調(diào)理物＝1:6)，所得混合物a含水率為70％，堆積密度0.7g/cm3，總質(zhì)量35kg，將cao(或ca(oh)2)，fecl2，cao2按質(zhì)量比4：3：3混合得到無機(jī)改性劑，再加入175g無機(jī)改性劑得到混合物ⅰ(即無機(jī)改性劑與混合物a的質(zhì)量比為1/200)。
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物ⅰ內(nèi)部溫度快速升至53℃，加熱時(shí)混合物ⅰ會(huì)失去一部分水分，然后添加一種酵素菌40g得到混合物ⅱ(酵素菌與混合物ⅱ的質(zhì)量比為1/850)。
(3)輔助發(fā)酵：通過加熱裝置、抽氣裝置和溫濕度傳感器控制混合物ⅱ內(nèi)部溫度為53-57℃，濕度70％-90％。加熱并翻滾物料10h后，物料含水率降至36％，得到粗肥約16kg。
本實(shí)施例中，廢棄物的質(zhì)量由35kg降低至16kg，抗生素和重金屬浸出濃度變化見表2。
表2處理前后抗生素和重金屬浸出濃度變化表
實(shí)施例3
(1)調(diào)理廢棄物：將36.8kg新鮮牛糞，10kg秸稈均勻混合得到混合物a(即畜禽廢棄物：有機(jī)調(diào)理物＝3.68:1)，所得混合物a含水率為55％，堆積密度0.7g/cm3，總質(zhì)量46.8kg。將ca(oh)2，feso4，cao2按質(zhì)量比2：4：4混合得到無機(jī)改性劑，再加入156g無機(jī)調(diào)理劑得到混合物ⅰ(無機(jī)改性劑與混合物a的質(zhì)量比為1/300)。
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物內(nèi)部溫度快速升至50℃，加熱時(shí)混合物ⅰ會(huì)失去一部分水分，然后添加一種嗜熱脂肪地衣芽孢桿菌31g得到混合物ⅱ(熱脂肪地衣芽孢桿菌與混合物ⅱ的質(zhì)量比為1/1500)。
(3)輔助發(fā)酵：通過加熱裝置、抽氣裝置和溫濕度傳感器控制混合物ⅱ內(nèi)部溫度為55-60℃，濕度55％-90％。加熱并翻滾物料11h后，物料含水率降至40％，得到粗肥約35kg。
本實(shí)施例中，廢棄物的質(zhì)量由47kg降低至35kg，抗生素和重金屬浸出濃度變化見表3。
表3處理前后抗生素和重金屬浸出濃度變化表
實(shí)施例4
(1)調(diào)理廢棄物：將6.2kg鴨糞，14kg鵝糞，40kg白菜渣均勻混合得到混合物a(即畜禽廢棄物：有機(jī)調(diào)理物＝101:200)，所得混合物a含水率為45％，堆積密度0.86g/cm3，總質(zhì)量60.2kg。將ca(oh)2(或caco3)，fecl2，fe2(so4)3按質(zhì)量比3：2：5混合得到無機(jī)改性劑，加入215g無機(jī)改性劑得到混合物ⅰ(即無機(jī)改性劑與混合物ⅰ的質(zhì)量比為1/280)。
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物內(nèi)部溫度快速升至52℃，加熱時(shí)混合物ⅰ會(huì)失去一部分水分，然后添加一種嗜熱脂肪地衣芽孢桿菌50g得到混合物ⅱ(嗜熱脂肪地衣芽孢桿菌與混合物ⅱ的質(zhì)量比為1/1200)。
(3)輔助發(fā)酵：通過加熱裝置、抽氣裝置和溫濕度傳感器控制混合物ⅱ內(nèi)部溫度為50-55℃，濕度45％-90％。加熱并翻滾物料9h后，物料含水率降至30％，得到粗肥約50kg。
本實(shí)施例中，廢棄物的質(zhì)量由60kg降低至50kg，抗生素和重金屬浸出濃度變化見表4。
表4處理前后抗生素和重金屬浸出濃度變化表
實(shí)施例5
(1)調(diào)理廢棄物：將60kg新鮮豬糞，20kg鴿糞，4kg油菜渣均勻混合得到混合物a(即畜禽廢棄物：有機(jī)調(diào)理物＝20:1)，)所得混合物a含水率為60％，堆積密度1.2g/cm3，總質(zhì)量84kg。將cao(或caco3)，fecl2，cao2按質(zhì)量比3：4：3混合得到無機(jī)改性劑，加入168g無機(jī)改性劑得到混合物ⅰ(即無機(jī)改性劑與混合物ⅰ的質(zhì)量比為1/500)。
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物內(nèi)部溫度快速升至50℃，加熱時(shí)混合物ⅰ會(huì)失去一部分水分，然后添加一種酵素菌168g，得到混合物ⅱ(酵素菌與混合物ⅱ的質(zhì)量比為1/500)。
(3)輔助發(fā)酵：通過加熱裝置、抽氣裝置和溫濕度傳感器控制混合物ⅱ內(nèi)部溫度為50-53℃，濕度60％-90％。加熱并翻滾物料12h后，物料含水率降至30％，得到粗肥約50kg。
本實(shí)施例中，廢棄物的質(zhì)量由84kg降低至50kg，抗生素和重金屬浸出濃度變化見表5。
表5處理前后抗生素和重金屬浸出濃度變化表
實(shí)施例6
(1)調(diào)理廢棄物：將31.82kg豬糞，10kg牛糞，8kg雞糞，1kg稻殼均勻混合(即畜禽廢棄物：有機(jī)調(diào)理物＝50:1)，所得混合物a含水率為63％，堆積密度1g/cm3，總質(zhì)量50.82kg。將ca(oh)，feso4，cao2按質(zhì)量比5：4：1混合得到無機(jī)改性劑，加入121g無機(jī)改性劑得到混合物ⅰ(即無機(jī)改性劑與混合物ⅰ的質(zhì)量比為1/420)。
(2)添加菌種：加熱步驟(1)所獲得的混合物ⅰ，使混合物內(nèi)部溫度快速升至50℃，加熱時(shí)混合物ⅰ會(huì)失去一部分水分，然后添加一種嗜熱脂肪地衣芽孢桿菌26g得到混合物ⅱ(嗜熱脂肪地衣芽孢桿菌與混合物ⅱ的質(zhì)量比為1/2000)。
(3)輔助發(fā)酵：通過加熱裝置、抽氣裝置和溫濕度傳感器控制混合物ⅱ內(nèi)部溫度為60-65℃，濕度63％-90％。加熱并翻滾物料8h后，物料含水率降至32％，得到粗肥約28kg。
本實(shí)施例中，廢棄物的質(zhì)量由51kg降低至28kg，抗生素和重金屬浸出濃度變化見表6。
表6處理前后抗生素和重金屬浸出濃度變化表
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。