一种新型高效鸡粪堆肥方法与流程

本发明属于养殖场固体废弃物处理
技术领域：
，涉及一种畜禽粪便堆肥方法，具体涉及一种减少鸡粪堆肥滤液产生，降低臭气排放，加速有机肥腐熟的方法。
背景技术：
：随着我国畜牧业规模化、设施化程度不断提高，畜禽养殖规模逐渐扩大，因此带来的畜禽粪污集中处理和资源化利用成为目前畜禽规模化养殖面临的重要问题。目前，我国商品肉鸡年出栏量约82亿只，按照平均每只出栏肉鸡产鲜粪3kg计算，现阶段我国商品肉鸡鸡粪年生产量达2460万吨。2016年，我国商品蛋鸡存栏约12亿只，按照平均每只存栏蛋鸡日产粪量为0.100kg，现阶段我国产蛋鸡鸡粪年生产量达3500万吨。除此之外，还有蛋种鸡、肉种鸡和地方鸡所产的大量鸡粪。可见，鸡粪有效处理已经成为家禽养殖业面临的重要任务。好氧堆肥是最常用的实现畜禽粪便无害化的有效措施。通过高温好氧堆肥，能减小畜禽粪便的体积，杀死其中大部分病原微生物，并灭活杂草种子，最终使得堆肥腐熟，不但有利于运输和储存，而且能实现堆肥的无害化，对生态环境和土壤肥力的保持起积极的促进作用。尽管传统的堆肥方式具有成本低廉、环境友好等多种优点，但仍然存在有机质降解缓慢、堆肥滤液产生较多、臭气和温室气体大量释放等问题，污染周围大气、水体环境，同时影响周边居民的生活和身体健康，限制了好氧堆肥技术的应用与发展。鸡粪便的碳氮比（c/n）较低，仅为7.60~9.10，不在有机肥发酵的适宜范围，所以在堆肥中须添加碳源性辅料，以满足堆肥生境微生物对碳源的需求。ph值是堆肥过程的重要参数，可影响堆体内部微生物活性。在一般堆肥过程中，ph值先降低后升高。研究表明，堆肥初始ph值在5.5-8.5范围内可满足堆体微生物生长，堆体初始ph值较高可增加堆体内nh3/nh4+的比率，增加氨气释放，而较低的ph值可在一定程度降低堆体内nh3/nh4+的比率。堆体的氧气含量以及含水率等都是影响好氧堆肥的重要因素。一般堆肥发酵过程中，堆体孔隙度低，很难满足好氧微生物需求，需要通过翻堆、通风等方式为堆体供氧。张福锁等（1995）和徐红等（1999）等试验表明，一次翻堆所提供的氧在30min内即被堆体内部微生物消耗殆尽，由此认为无论是静态通风或者翻堆供氧都很难满足微生物对氧的需要，需在保证有效堆温的前提下，寻找有效手段增加堆体内微生物对氧气的需求。乳酸又称2-羟基丙酸。工业品为无色到浅黄色液体，无气味。乳酸作为酸性物质，能够有效的降低堆肥ph值。乳酸具有吸湿性，在堆肥时添加乳酸能够吸收堆料中的水分，还能够对堆体内部的孔隙度及疏松程度等堆体结构产生重要影响。作为有机酸，乳酸可通过堆体微生物的代谢，将其最终降解为二氧化碳和水，使用乳酸不会产生二次污染。目前，有关鸡粪堆肥方面的研究资料有限。由于鸡粪氮素含量高、且鸡粪的碳氮比不在有机肥发酵的适宜范围，需要通过加入辅料进行调节，使鸡粪堆肥时能够快速升温并实现无害化。专利201210525624.6申请公开了一种能减少堆肥原料氨气生成量的蛋鸡粪便堆肥方法，该方法通过将稻草切成2-3cm长，并将蛋鸡粪与米糠、稻草按质量比为28:9:1混合，通过降低氨气挥发峰值，缩短氨气挥发时间，实现氨气生成量减少，并通过水溶性碳的分解和利用，促进堆肥升温、并提高堆温，实现堆肥腐熟时间缩短。专利201610551190.5申请公开了一种鸡粪好氧堆肥的方法，该方法通过将鸡粪、秸秆和生物炭混合，进行好氧堆肥发酵，使堆体碳氮比、含水率、孔隙率、通风供氧达到并保持良好水平，促进有机质降解和堆肥腐熟化进程，减少堆肥过程温室气体等有害物质的产生和排放。专利201510029589.2申请公开了一种鸡粪发酵有机肥及其制备方法，该方法通过将鸡粪40-50份、秸秆粉40-50份、农用酵素菌2-5份、无机物原料3-8份、矿物土1.5-3份、淀粉1-2份按比例混合，通过发酵促进粪便腐解。为了适应规模化鸡场粪便处理的发展趋势，实现鸡粪的无害化处理和资源化利用，提高堆肥效率，降低有害气体释放和减少堆肥滤液渗出非常重要，目前尚未见将乳酸应用于堆肥生产的研究报道，且未见减少堆肥滤液排放的堆肥方法。技术实现要素：为了降低现有的鸡粪堆肥方法中存在的环境污染问题，本发明旨在提供一种操作简单，价格合理并能够在畜禽粪污集中处理过程中减少堆肥滤液产生，降低氨气排放，促进堆肥腐熟的方法。一种新型高效鸡粪堆肥方法，包括以下步骤：将鸡粪与米糠、乳酸按如下重量份混合，鸡粪60~80份、米糠20~40份、乳酸0.5~3份，堆肥原料的初始含水率为50~70%，在堆肥开始后的前8~10天为发酵阶段，该阶段每天翻堆一次，发酵阶段结束后为陈化阶段，陈化阶段为8~10天，陈化阶段不翻堆，堆肥经过16~20天发酵即完成堆肥过程，得到完全腐熟的有机肥。本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：（1）本发明在鸡粪-米糠堆肥中添加乳酸能减少堆肥滤液产生，在堆肥前期的滤液产生期，减少40%以上的滤液产量。我国鸡粪堆肥处理过程中多以米糠、锯末、稻草为主要辅料。然而，在堆肥处理过程中，存在堆肥期时间长、堆肥滤液渗出、臭气高浓度释放等问题。鸡粪的含水率较高，尤其是夏季，鸡饮水量增加，鸡粪含水量更高，尽管通过与辅料混合初始含水率下降，但在堆置后仍有大量滤液在堆体内流出，尤其在堆肥前期4~5天，故在堆料混合过程中添加乳酸，利用其吸湿性，能够有效减少堆肥滤液的渗出。（2）本发明方法在米糠与鸡粪堆肥中，添加乳酸改变堆体内部的孔隙度及疏松程度，提高堆体氧气供应量，促进堆肥升温，并有助于提高堆温，缩短了堆肥腐熟时间。在鸡粪的好氧堆肥过程中，由于鸡粪易分解性、有机物质含量高，所以在堆肥处理的最初阶段，好氧微生物将有机物质大量快速分解，因此，需要消耗大量的氧气，而一次翻堆所提供的氧在30min内即消耗殆尽，无法较长时间满足好氧微生物对氧气的需求，而添加至堆肥中的乳酸，能够通过吸收其周边的水，调节堆体的孔隙度及疏松程度，微观上改变堆体内部结构，影响堆肥过程中的通风供氧、热量保持，进而改变堆肥生境中的微生态环境，对堆肥的快速腐熟起积极的促进作用，堆肥16-20天后即可完全腐熟。（3）本发明方法在米糠与鸡粪堆肥中，添加乳酸降低堆体的ph值，能降低氨气挥发峰值，且堆肥过程缩短，氨气挥发时间减少，氨气生成量减少。氨气是鸡粪堆肥所产臭气的主要成分之一，是微生物降解含氮有机物产生的。研究表明，堆肥初始ph值在5.5-8.5范围内均可满足堆体内微生物生长，堆体初始ph值较高时，nh3/nh4+的比率增加。乳酸作为酸性物质，通过乳酸添加，能够有效的降低堆体ph值，可减少氨气等碱性臭气释放。由于缩短了堆肥时间，也使氨气的总释放量降低。（4）本发明的方法操作简单、原料来源稳定、成本适中，使用价值高，且乳酸作为有机酸，可被微生物利用，实现乳酸降解，终产物为二氧化碳和水，不产生二次污染。（5）经过堆肥处理完全腐熟的鸡粪无臭味，粪便中的寄生虫卵被杀灭，耐药基因丰度降低，重金属含量降低，对环境造成的危害减少。由于鸡粪含有丰富的营养元素，据联合国粮农组织（fao）发布的资料，产蛋鸡干粪含粗蛋白质25%、钙5%、磷2.1%，还含有18种氨基酸和大量的微量元素和维生素，故由鸡粪作为原料生产的有机肥产品既能够改善土壤的营养特性，又能够满足作物的营养需要，从而使鸡粪便“变废为宝”，有效利用。附图说明图1是实施例和对比实施例在堆肥过程中堆温变化图。图2是实施例和对比实施例在堆肥过程中滤液排出图。图3是实施例和对比实施例在堆肥过程中氨气排放图。图4是实施例和对比实施例在堆肥过程中种子发芽指数对比图。图5是实施例和对比实施例在堆肥过程中ph值变化图。具体实施方式一种新型高效鸡粪堆肥方法，包括以下步骤：将鸡粪与米糠、乳酸按如下重量份混合，鸡粪60~80份、米糠20~40份、乳酸0.5~3份，堆肥原料的初始含水率为50~70%，在堆肥开始后的前8~10天为发酵阶段，该阶段每天翻堆一次，发酵阶段结束后为陈化阶段，陈化阶段为8~10天，陈化阶段不翻堆，堆肥经过16~20天发酵即完成堆肥过程，得到完全腐熟的有机肥。下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。以下实施例和对比例中所采用的堆肥原料的主要成分见表1.表1实施例和对比例中所采用的堆肥原料的主要成分全碳（%）全氮（%）c/n含水率鲜鸡粪24.773.227.6972.44米糠43.560.6171.413.92实施例1（1）购买浓度为80%的食品级乳酸（购自河南金丹乳酸科技有限公司），备用。（2）将250kg鲜鸡粪（使用湖北鑫天牧有限公司鸡场产生的鸡粪，鸡粪通过传送带收集）、85kg米糠（购自江夏金水闸一大米加工厂）与5kg乳酸混合，三者质量比为50:17:1，初始c/n为12.36，堆肥原料初始含水率为57.2%。堆肥置于地面倾角0.5°水泥斜面上，堆肥滤液于斜面下部集中并进行收集。堆肥20天后即完成堆肥过程，得到完全腐熟的有机肥。在堆肥的前10天每天翻堆供氧，后10天不翻堆。（3）在堆肥的第0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、20天对堆肥物料采样，按照十字交叉法选取堆体表层下25-35cm处5点采集样品，取样后充分混匀，一部分置于冰箱-4℃以下冷藏，用于测定样品种子发芽指数，一部分现场测定样品ph值、电导率。（4）在翻堆前，通过大气采样器采集将氨气吸收至100ml集气瓶中，采用0.005mol/l硫酸为吸收液，吸收液体积为50ml，大气采样器流速为2l/min，采气时间为10min。实施例2购买浓度为80%的食品级乳酸（购自河南金丹乳酸科技有限公司），备用。将250kg鲜鸡粪（使用湖北鑫天牧有限公司鸡场产生的鸡粪，鸡粪通过传送带收集）、85kg米糠（购自江夏金水闸一大米加工厂）与15kg乳酸混合，三者质量比为50:17:3，初始c/n为13.79，堆肥原料初始含水率为56.4%。堆肥置于地面倾角0.5°水泥斜面上，堆肥滤液于斜面下部集中并进行收集。堆肥16天后即完成堆肥过程，得到肥料。在堆肥的前8天每天翻堆供氧，后8天不翻堆。在堆肥的第0、1、2、3、4、5、6、7、8、16天对堆肥物料采样，样品采集、处理与检测方法与实施例1相同。对比例将250kg鲜鸡粪（使用湖北鑫天牧有限公司鸡场产生的鸡粪，鸡粪通过传送带收集）与85kg米糠（购自江夏金水闸一大米加工厂）混合，二者质量比为50:17，初始c/n为12.29，堆肥原料初始含水率为57.4%。堆肥置于地面倾角0.5°水泥斜面上，堆肥滤液于斜面下部集中并进行收集，堆肥20天后测定相关指标。在堆肥的第0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、16、20天对堆肥物料采样，样品采集、样品处理与检测方法与实施例1相同。在鸡粪堆肥发酵过程中，我们测定了堆肥内部温度、堆肥滤液、ph等主要理化、生物学特性，具体如下：（1）温度温度测定选择堆肥内部核心区域。实施例1与实施例2处理组迅速升温，在堆肥48h后就达到了50℃以上，72h后堆肥超过60℃，持续了5天以上，可满足堆肥无害化要求。测定结果见图1，图1为本发明实施例1、实施例2和对比例中好氧堆肥温度的动态变化图。（2）堆肥滤液每24h将堆肥滤液进行收集，称取滤液体积。结果表明，堆肥过程中堆肥滤液渗出量不断降低，堆置4~5天后堆肥滤液不再产生，详细测定结果见图2。图2为本发明实施例1、实施例2和对比例中堆肥滤液渗出量的动态变化图。（3）氨气排放氨气的测定采用纳氏试剂比色法，翻堆前，用大气采样器采集。图3为本发明实施例1、实施例2和对比例中氨气排放量测定值动态变化图。（4）种子发芽指数种子发芽指数主要用于判定植物毒性作用，是公认的评价堆肥腐熟度的有效指标。随着堆肥的腐熟，有机肥的植物毒性物质逐渐被降解转化，种子发芽指数逐渐上升，当有机肥的种子发芽指数达到80％以上时堆肥完全腐熟。种子发芽指数的测定：取20g粪样，加入200ml蒸馏水，振荡20min，30℃下浸提1昼夜，上清液用慢速滤纸过滤，取上述滤液5ml于垫有滤纸的9mm培养皿中，均匀地放入20粒饱满的小青菜种子，然后放置在25℃的培养箱中避光培养24h，统计发芽率和测量根长。每个样品做3个重复，以蒸馏水作为对照。实验结果表明，采用本发明方法生产的有机肥，其种子发芽指数在短时间内超过80%，实现堆肥完全腐熟。图4为本发明实施例1、实施例2和对比例中堆肥样品种子发芽指数动态变化图。（5）称取10g的堆肥中样品，用蒸馏水按肥水比1:10混合，在室温条件下以150rpm震荡40min，纱布过滤，并使用离心机以10000rad/min离心25min，上清液用慢速滤纸过滤，收集滤液，使用ph测定仪测定ph值。图5为本发明实施例1、实施例2和对比例中ph值动态变化图。通过研究数据发现，乳酸添加后，鸡粪好氧堆肥滤液排放减少，堆温可长期保持较高水平、氨气减排效果明显，且堆肥腐熟周期明显缩短。以上所述仅是本发明的优选实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12