牛場有機廢棄物生物處理及有機無機復混肥生產技術

張文君 劉兆輝 江麗華 仲子文

摘要:針對牛糞水分含量高、粗纖維素多、難發酵等問題,研制出一種高效生物發酵菌劑,對牛場有機廢棄物進行高效生物堆肥化處理。通過對堆肥的穩定度和腐熟度的深入研究,總結出一套完整的堆肥技術。根據發酵牛糞的特點,設計了一套完整的有機無機復混肥生產工藝。在此基礎上,根據生產工藝要求選用配套設備,有機無機復混肥料的配方根據用途和土壤條件確定。

關鍵詞:有機廢棄物;發酵菌劑;堆肥化;生產工藝;有機無機復混肥

中圖分類號: S143.6 文獻標識碼: A 文章編號:1006-6500(2009)01-000059-03

Biological Treatment of Cattle Pasture Organic Waste and Production Technology of Organic-inorganic Compound Fertilizer

ZHANG Wen-jun,LIU Zhao-hui,JIANG Li-hua,ZHONG Zi-wen

(Soil and Fertilizer Institute, Shandong Academy of Agriculture Sciences, Jinan 250100, China)

Abstract:Composting is one of the effective ways to reuse organic solid waste. In view of the high water and crude cellulose content and difficult to ferment of cattle feces, a kind of high-efficiency biological fermentation preparation was developed combined with Shandong North Earth Pasture Ltd. and was used to compost organic waste of cattle pasture high-efficiently.Through the thorough research of the stability and maturity of the compost, a series of integrative composting technology was worked out. Considering the characters of fermentation cattle feces, a series of integrative organic-inorganic compound fertilizer production technics was designed. Corresponding equipment was selected according to requirement of production technics. Formula of organic-inorganic compound fertilizer was established according to use and soil conditions.

Key words: organic waste; fermentation preparation; composting; production technics; organic-inorganic compound fertilizer

近年來,隨著集約化畜禽養殖業的不斷發展,大型養牛場越來越多,牛糞產生量也在不斷增加。牛糞中含有豐富的氮、磷、鉀和有機質,也含有許多揮發性物質、病原細菌微生物、寄生蟲卵及重金屬等。若牛糞未經處理而直接施用于農業,會對生態環境和人畜健康帶來負效應。高溫好氧生物堆肥法以其成本低廉、能有效殺滅病原菌和除臭、改善畜禽廢物不良的物理性狀、使畜禽廢物減容和達到徹底穩定化的效果等優點而倍受人們的關注,并已成為當前畜禽廢物無害化和資源化的重要途徑之一。堆肥后有機無機復混肥的生產也便于運輸和使用。

1 材料和方法

1.1 材 料

1.1.1發酵基質 新鮮牛糞水分高,無法直接發酵,需添加干燥的草炭、粉煤灰等調節發酵基質的水分和C/N(有機物料含有的碳和氮的比)。有機原料的理化性狀見表1。

1.1.2 高效生物發酵菌劑 通過不同菌株拮抗性試驗、菌株配伍組合培養活性比較優選試驗、高活性復合菌劑配制試驗、與同類菌劑發酵對比試驗等,最終研究配制的高效生物發酵菌劑有纖維降解、糖化發酵、均體蛋白生成、益生代謝、快速腐解5種類型24個高效發酵菌株組合培養而成。它們之間具有復合培養優勢和協同發酵作用。用此發酵劑,外界環境在零下10 ℃的情況下,溫度仍能達到65 ℃。因為發酵速度快,發酵溫度高,轉化臭氣,抑制腐敗,殺滅蟲卵和致病菌,有機肥比較潔凈,熟化過程不產生任何二次污染。因此,對牛糞基料發酵轉化為優質有機肥料的效果突出。經試驗,其對牛糞的生物降解能力較強,通過物理指標、化學指標、生化指標對腐熟度的評價,均優于其它同類菌劑。生產流程見圖1。

1.2 試驗方法

用玉米毛、草炭、粉煤灰等輔助原料將堆料的水分百分比含量調節至55%左右,C/N調節到25~30∶1。加入0.2%高效生物發酵菌劑(用水稀釋10倍后均勻加入),摻混均勻,堆成條形堆,堆寬3~5 m,堆高1.2~1.5 m,堆長自定,料堆溫度開始上升時進行首次翻倒,之后每48 h翻倒1次,發酵過程中溫度控制在65 ℃以下,經過低溫—高溫—低溫過程,進行一次發酵和二次發酵,溫度穩定后進行觀察。通過物理指標(如顏色、氣味、溫度、粒度等)、化學指標(C/N、NH3--N/NO3--N、陽離子交換量、有機酸、腐殖化程度等)和生物指標(微生物量、種子發芽力等)進行堆肥腐熟度評價。腐熟完全進行粉碎,再加入無機肥料進行有機無機復混肥的生產。

1.3 發酵參數

影響基質發酵腐熟程度和發酵周期的因素很多,要想取得好的發酵結果,必須控制好發酵過程中的幾個主要參數(如含水率、C/N、溫度等)。具體數值見表2。

2 肥料生產

2.1有機無機復混肥生產工藝流程

有機無機復混肥生產的工藝流程見圖2所示。

2.2 有機無機復混肥標準

根據肥料用途和土壤條件,確定生產的系列專用有機無機復混肥,參照國家標準GB 18877-2002制定本標準主要技術指標,其它蛔蟲卵死亡率、大腸菌值、重金屬及中微量元素含量均符合國家標準。具體參數見表3。

2.3 造粒設備

有機無機復混肥的生產一般采用球形和柱狀兩種,生產球形顆粒對有機原料的細度、水分含量、有機原料的加入量要求高,成球率低,對微生物的破壞大,投資高等。而柱狀擠壓造粒設備對原料的細度、有機物的加入量要求低,對微生物的破壞小,不用添加其它黏結劑便可成粒,且成粒率高,投資相對較少。由于牛糞作為主要有機原料,其粒度粗,所以選用柱狀擠壓生產設備來制造有機無機復混肥。其他的廠家應根據投資情況和有機原料的粒度粗細度來確定。

2.4 化學肥料

由于發酵物料中含有大量的有機物質,氮、磷、鉀含量相對較低,生產有機無機復混肥必須添加一些化學肥料。通過對氮、磷、鉀3類多種肥料的生產試驗研究,以及大量有機無機復混肥在蔬菜和果樹等經濟作物上的應用最終確定,尿素與硫酸銨合理搭配為氮肥的主要原料。普鈣具有良好的粘結性但含量低,磷酸一銨和磷酸二銨含量高但成粒率與抗壓強性較差,在選用磷肥時,以普鈣和磷酸一銨或磷酸二銨合理搭配為宜。鉀肥一般選用氯化鉀和硫酸鉀,根據作物的忌氯情況,二者合理搭配使用。中微量元素的加入根據用途和土壤條件確定。

3 小 結

(1) 針對牛糞及與牛糞相似的有機原料生產出一種高效生物發酵菌劑,解決了牛糞水分含量高、粗纖維素多、難發酵等問題,取得較好的效果。

(2) 經過研究,總結出一套完整的堆肥技術,以及堆肥過程中的主要技術參數和堆肥腐熟度等技術指標。

(3)根據牛糞的特點,設計了一套完整的有機無機復混肥生產工藝。

(4)根據有機無機復混肥的質量標準及作物的需肥特點,確定了化學肥料的種類和有機無機復混肥生產配方。

(5)有機無機復混肥在不同作物上的肥料效果和有機無機復混肥對土壤的影響應進行深入的研究。

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