一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法与流程

本发明属于有机肥制造领域，具体涉及一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法。

背景技术：

目前，随着城市化的发展和对水系环境保护越来越严格的要求，根据国家对城市建筑物的要求，大部分公共场所如生活小区、企事业单位、写字楼、商区、工厂等下面都建有化粪池。化粪池的作用一是拦截、沉淀去除生活污水中悬浮性有机物和大颗粒杂质，以免堵塞市政管网；二是对池内沉积的有机物予以局部处理，沉淀下来的污泥经过3个月以上的厌氧消化，沉淀固体物中的部分有机物分解成稳定的无机物，易腐败的生污泥转化为稳定的熟污泥，降低市政污水处理厂的处理负荷。根据现有化粪池的设计规定，化粪池的固废物需要定期的清掏，传统的清掏方式是通过吸粪车把化粪池的泥水一起用泵提出运送到污水处理厂进行处理，该方式不但耗费运送处理成本，而且增加了污水处理厂的处理负担。由于化粪池沉淀的固体物中富含有机质和氮磷钾等营养成分，是作为有机肥原料的上好材料。

另外，随着城市绿化种植面积增大，城市街道环卫清洁的垃圾大部分是树木的枯枝落叶，而处理这些枯枝落叶目前基本办法是通过焚烧，没有得到充分利用。

此外，餐厨垃圾的处理也是目前处理城市固体垃圾非常棘手的问题，由于餐厨垃圾中富含有机质较多、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等物质，氮、磷、钾、钙及各种微量元素等元素含量较高，但目前也没有得到充分利用。

目前市面上有机肥和生物有机肥的种类很多，但是由于很多有机肥的有效养分偏低，以及生物有机肥的微生物种类有限和微生物活性偏低，造成人们对有机肥和生物有机肥的施用效果失去了信心。

中国专利cn105967780a，一种利用化粪池固废物生产有机肥工艺方法，专利是将化粪池固体废弃物脱水至含水率80％后与辅料混合自然堆放发酵，该专利尽管通过加入腐熟剂可以缩短有机物的熟化过程，但有机肥通过发酵，腐熟，陈化三个过程需要八周的时间，而且由于自然堆放发酵温度难持续保持在70℃以上，难以将化粪池污泥中的有害病菌和寄生虫(卵)完全杀死。

如何有效综合利用上述城市的有机垃圾变肥为宝，是我国污染防治和经济持续发展的需要，亟待找到一种合理处理化粪池沉淀固体物方法以及处理枯枝落叶垃圾，在实现化粪池污泥减量化同时，实现城市废弃有机物的资源化已经成为现代城市急需解决的问题。

同时通过对现有生产有机肥和生物肥料方法的创新，生产一种即满足短期，又满足长期营养成分肥效的有机肥，同时富含不同种类有益微生物菌类和活性，又具有改良土壤效果的复合微生物有机肥是我国目前发展生态农业和精准扶贫的需要。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法。该方法采用采用卧式双筒两次发酵，在前段高温发酵阶段，保证物料充分快速熟化，缩短发酵时间，在后段中温发酵阶段，保证添加微生物的活性和快速大量生长繁殖。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法，包括以下步骤：

将化粪池固废物粉碎脱水，并将枯枝落叶和餐厨垃圾废弃有机物粉碎；

按照化粪池固废物：枯枝落叶：餐厨垃圾的质量比为1000:200～300:50～150将原料混合后送入高温发酵装置，加入高温发酵菌种后搅拌，发酵温度控制在75-95℃，发酵时间在2-4天，物料的水分在40-50％；

将高温发酵装置的发酵产物在降温补料装置进行降温，温度降至35-55℃之间，同时加入矿粉和复合生物菌剂，所述复合生物菌剂由培养液和混合菌剂组成；所述混合菌剂由放线菌，固氮菌，解甲菌，硅酸盐菌，枯草芽孢杆菌，木霉菌，光合菌组成；所述培养液为高温发酵装置和中温发酵装置流出的液体；

将降温补料装置降温后的物料送入到中温发酵装置搅拌，发酵温度控制在30-45℃，发酵时间在2-3天，物料的水分在30％以下；

通过挤压后进行造粒，得到颗粒状的所述复合微生物有机肥。

上述方案中，化粪池固废物粉碎后颗粒粒径小于5mm，脱水后水分含量低于70％。

上述方案中，枯枝落叶和餐厨垃圾废弃有机物粉碎至粒径小于5mm。

上述方案中，所述高温发酵装置的转速为2-10转/分。

上述方案中，降温补料装置的降温速率为0.06-0.11℃/min。

上述方案中，所述培养液和混合菌剂的重量比为100:50。

上述方案中，所述中温发酵装置的转速为2-10转/分。

上述方案中，所述矿粉为磷矿粉。

上述方案中，所述高温发酵菌种为堆肥发酵菌。

上述方案中，所述复合生物菌剂按物料重量的1.5％-7.5％的比例加入。

上述方案中，所述放线菌，固氮菌，解甲菌，硅酸盐菌，枯草芽孢杆菌，木霉菌，光合菌的数量比例为2:3:3:5:4:3:3。

上述方案中，所述高温发酵装置为卧式发酵滚筒，所述卧式发酵滚筒的长度10-50m，内径2-10m，所述卧式发酵滚筒的中心轴线与水平线的夹角为1-3度(优选为2度)，所述卧式发酵滚筒的筒体可旋转。

上述方案中，所述中温发酵装置为卧式发酵滚筒，所述卧式发酵滚筒的长度10-50m，内径2-10m，所述卧式发酵滚筒的中心轴线与水平线的夹角为2-7度(优选为5度)，所述卧式发酵滚筒的筒体可旋转。

上述方案中，所述降温补料装置包括封装壳体、挡板装置及引流装置，所述封装壳体的两侧面均开设有通孔，所述通孔用于分别密封插接所述高温发酵装置和中温发酵装置；所述挡板装置和引流装置均收容于所述封装壳体内，所述引流装置将所述高温发酵装置的物料引流至所述中温发酵装置，所述挡板装置可关闭或开启所述引流装置。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1)本发明有效的解决传统有机肥制造过程中若温度过低不但发酵时间长而且没能把有害病菌和蛔虫卵杀死，而温度过高虽然缩短了腐烂熟化过程但又同时消灭了许多有益微生物和降低了微生物的活性这两对无法解决的矛盾问题。

2)本发明通过有效利用化粪池固废物和餐厨垃圾中各种营养成分生产有机肥，保证了本发明作为肥料的基本营养成分，并通过快熟的发酵工艺，不会造成在生产有机肥的过程中造成有效养分的流失，而且通过添加矿物材料，保证了有机肥各种有效养分，也保证了有机肥对土壤的改良效果。另外通过添加复合微生物菌剂，增加了有益微生物的数量和活性，达到持续平衡土壤养分的效果。为此，本发明的复合微生物有机肥，既满足短期的养分肥效需求，又满足长期持续提供作物必要营养成分和改良土壤的效果，达到使用后增加作物产量和改善提升作物品质的效果。

附图说明

图1为本发明提供的复合微生物有机肥快速制造设备的立体结构示意图。

图2为本发明提供的另一个视角的复合微生物有机肥快速制造设备的立体结构示意图。

图3为图1的分解示意图。

图4为图1沿iv-iv向的剖面图。

图5为图3的局部放大图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本发明提供一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法，包括以下步骤：

1)将化粪池固废物粉碎脱水，并将枯枝落叶和餐厨垃圾废弃有机物粉碎；其中，化粪池固废物粉碎后颗粒粉碎后颗粒粒径小于5mm，脱水后水分含量低于70％。枯枝落叶废弃有机物粉碎至粒径小于5mm，优选为0.5mm-5mm；餐厨垃圾废弃有机物粉碎至粒径小于10mm，优选为0.5mm-10mm；

2)按照化粪池固废物：枯枝落叶：餐厨垃圾的质量比为1000:200～300:50～150将原料混合后送入高温发酵装置，加入高温发酵菌种后搅拌，发酵温度控制在75-95℃，发酵时间在2-4天，物料的水分在40-50％；所述高温发酵装置的转速为2-10转/分；

3)将高温发酵装置的发酵产物在降温补料装置进行降温，温度降至35-55℃之间，其中降温补料装置的降温速率为0.06-0.11℃/min，同时加入矿粉和复合生物菌剂，所述复合生物菌剂由培养液和混合菌剂组成。所述混合菌剂由放线菌，固氮菌，解甲菌，硅酸盐菌，枯草芽孢杆菌，木霉菌，光合菌组成；所述培养液为高温发酵装置和中温发酵装置流出的液体。所述混合菌剂经过高温发酵装置和中温发酵装置流出的液体进行驯化培养后得到该复合生物菌剂。所述培养液和混合菌剂的重量比为100:50。培养液和混合菌剂混合后静止24小时后使用。所述矿粉优选为磷矿粉；

4)将降温补料装置降温后的物料送入到中温发酵装置搅拌，发酵温度控制在30-45℃，发酵时间在2-3天，物料的水分在30％以下，所述中温发酵装置的转速为2-10转/分；

5)通过挤压后进行造粒，得到颗粒状复合微生物有机肥。

本发明的化粪池固废物的作用为有机肥主体。城市街道的枯枝落叶的作用为调节c/n比，调节有机肥水分含量。餐厨垃圾，包括餐余垃圾，市场烂菜叶和商场食物垃圾。作用为调解有机肥的养分含量。本发明的第一阶段发酵为高温微生物，第二阶段发酵为复合微生物菌剂，由第一阶段的发酵浸出液与放线菌，固氮菌，解钾菌，硅酸盐菌，枯草芽孢杆菌，木霉菌，光合菌配制而成，作用为提供活性微生物。磷矿粉等矿物材料，作用为调节有机肥养分比例和调节水分含量。

本发明的枯枝落叶不限于城市的枯枝落叶，也包括农村的稻秆，玉米芯等c/n80-100的有机物。

下面以几个具体实施例来说明。

实施例1

本实施例提供一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法，包括以下步骤：

1)将化粪池固废物粉碎脱水，并将枯枝落叶和餐厨垃圾废弃有机物粉碎；其中，化粪池固废物粉碎后颗粒粉碎后颗粒粒径小于5mm，脱水后水分含量低于70％。枯枝落叶废弃有机物粉碎至粒径小于5mm，优选为3mm；餐厨垃圾废弃有机物粉碎至粒径小于10mm，优选为6mm；

2)按照化粪池固废物：枯枝落叶：餐厨垃圾的质量比为1000:220:70将原料混合后送入高温发酵装置，加入高温发酵菌种后搅拌，发酵温度控制在90℃，发酵时间3天，物料的水分在42％；所述高温发酵装置的转速为5转/分；

3)将高温发酵装置的发酵产物在降温补料装置进行降温，温度降至50℃，其中降温补料装置的降温速率为0.08℃/min，同时加入矿粉和复合生物菌剂；

4)将降温补料装置降温后的物料送入到中温发酵装置搅拌，发酵温度控制在32℃，发酵时间在2天，物料的水分在30％以下，所述中温发酵装置的转速为4转/分；

5)通过挤压后进行造粒，得到颗粒状复合微生物有机肥。有效活菌数0.25亿/g，总养分15％，有机质45％，杂菌率15％，水分21％，大肠杆菌数20个/g。

实施例2

本实施例提供一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法，包括以下步骤：

1)将化粪池固废物粉碎脱水，并将枯枝落叶和餐厨垃圾废弃有机物粉碎；其中，化粪池固废物粉碎后颗粒粉碎后颗粒粒径小于5mm，脱水后水分含量低于70％。枯枝落叶废弃有机物粉碎至粒径小于5mm，优选为2mm；餐厨垃圾废弃有机物粉碎至粒径小于10mm，优选为8mm；

2)按照化粪池固废物：枯枝落叶：餐厨垃圾的质量比为1000:250:100将原料混合后送入高温发酵装置，加入高温发酵菌种后搅拌，发酵温度控制在94℃，发酵时间在3天，物料的水分在48％；所述高温发酵装置的转速为5转/分；

3)将高温发酵装置的发酵产物在降温补料装置进行降温，温度降至45℃，其中降温补料装置的降温速率为0.10℃/min，同时加入矿粉和复合生物菌剂；

4)将降温补料装置降温后的物料送入到中温发酵装置搅拌，发酵温度控制在35℃，发酵时间在3天，物料的水分在30％以下，所述中温发酵装置的转速为5转/分；

5)通过挤压后进行造粒，得到颗粒状复合微生物有机肥。有效活菌数0.3亿/g，总养分18％，有机质50％，杂菌率12％，水分25％，大肠杆菌数30个/g。

实施例3

本实施例提供一种利用化粪池固废物发酵生产复合微生物有机肥的方法，包括以下步骤：

1)将化粪池固废物粉碎脱水，并将枯枝落叶和餐厨垃圾废弃有机物粉碎；其中，化粪池固废物粉碎后颗粒粉碎后颗粒粒径小于5mm，脱水后水分含量低于70％。枯枝落叶废弃有机物粉碎至粒径小于5mm，优选为4mm；餐厨垃圾废弃有机物粉碎至粒径小于10mm，优选为8mm；

2)按照化粪池固废物：枯枝落叶：餐厨垃圾的质量比为1000:300:100将原料混合后送入高温发酵装置，加入高温发酵菌种后搅拌，发酵温度控制在75℃，发酵时间在2天，物料的水分在45％；所述高温发酵装置的转速为5转/分；

3)将高温发酵装置的发酵产物在降温补料装置进行降温，温度降至40℃之间，其中降温补料装置的降温速率为0.07℃/min，同时加入矿粉和复合生物菌剂；

4)将降温补料装置降温后的物料送入到中温发酵装置搅拌，发酵温度控制在35℃，发酵时间在2-3天，物料的水分在30％以下，所述中温发酵装置的转速为4转/分；

5)通过挤压后进行造粒，得到颗粒状复合微生物有机肥。有效活菌数0.35亿/g，总养分22％，有机质51％，杂菌率8％，水分28％，大肠杆菌数35个/g。

本技术标准说明：

本发明符合国家农业行业标准ny884-2012对生物有机肥的要求，又符合ny/t798--2015对复合微生物肥料的要求。

综上所述，本方法的技术创新在于：

1.物料采用的创新

采用化粪池固废物，枯枝落叶以及餐厨垃圾等城市废弃有机物作为基本的材料，同时通过添加矿物材料的复合微生物菌剂，不但有效的调解物料c/n比和水分含量，更重要的是保证的有机肥的营养成分效果，以及改良土壤结构的效果。不但减轻了对环境的污染，而且保证和提升了有机肥的施用效果。

2.物料前加工工艺创新

化粪池的固废物经过特制的化粪池干式吸粪车脱水和粉碎设备，将化粪池固废物脱水，其水分低于60％，同时采用经过粉碎后的城市枯枝落叶和餐厨垃圾作为有机堆肥的材料，经过粉碎后的有机物料不但更有利于发酵分解，而且充分的释放和保存各种有效营养成分。

3.发酵工艺创新。

采用双筒两次发酵，在前段高温(75-95℃)发酵阶段，保证物料充分快速熟化，缩短发酵时间，在后段中温(30-45℃)发酵阶段，保证添加微生物的活性和快速大量生长繁殖。该发酵工艺即强化的微生物的活性，又缩短了发酵时间，由传统有机肥的制备需要2-4个月缩短到3-7天的时间。

4.促进微生物活性。

在前期发酵流出的液体回收作为后期发酵的微生物驯化培养液，保证添加微生物菌种对系统有机物的亲和性和适应性，不但保证微生物菌种的有效性和数量，还促进微生物菌肥的肥料效果。

5.生产过程循环封闭。

生产全程各物料不存在流失漏洒状态，液体和气体自我循化利用，液体通过回流装置利用作为微生物培养液，气体通过出料室负压抽吸空气系统循化使用，无异味气体逸出，清洁生产。

实施例4

本实施例还提供一种复合微生物有机肥快速制造设备，用以实现上述方法。如图1至图5所示，所述复合微生物有机肥快速制造设备包括高温发酵装置1、降温补料装置3、中温发酵装置2、发酵液回收培养装置6及温控装置。

高温发酵装置1的末端与降温补料装置3的前端密封连接。降温补料装置3的末端与中温发酵装置2的前端密封连接。降温补料装置3设置有矿粉进料口4与复合生物菌剂进料口5。发酵液回收培养装置6用于收集高温发酵装置1和中温发酵装置2流出的液体并利用该液体对微生物菌种进行驯化和培育，驯化和培育后的微生物菌种通过复合生物菌剂进料口5进入至降温补料装置3。温控装置用于控制高温发酵装置1、降温补料装置3及中温发酵装置2的温度。

该复合微生物有机肥快速制造设备还包括用于对进入高温发酵装置1之前的物料进行粉碎和脱水的粉碎装置和脱水装置(图未示)。

在本实施例中，高温发酵装置1为卧式发酵滚筒，该卧式发酵滚筒的长度10-50m，内径2-10m，卧式发酵滚筒的中心轴线与水平线的夹角为1-3度，卧式发酵滚筒的筒体可旋转。在本实施例中，高温发酵装置1包括三个进料口7。

在本实施例中，中温发酵装置2为卧式发酵滚筒，该卧式发酵滚筒的长度10-50m，内径2-10m，卧式发酵滚筒的中心轴线与水平线的夹角为2-7度，卧式发酵滚筒的筒体可旋转。

在本实施例中，降温补料装置3包括封装壳体8、挡板装置及引流装置。封装壳体8的两侧面均开设有通孔，通孔用于分别密封插接高温发酵装置1和中温发酵装置2。挡板装置和引流装置均收容于封装壳体8内。挡板装置包括挡板9和挡板升降元件10。引流装置包括架体11和引流槽12，引流槽12的两侧卡固于架体11内，引流槽12为曲面结构，引流槽12将高温发酵装置1的物料引流至中温发酵装置2，挡板9与引流槽12相匹配，挡板9在所述挡板升降元件10的带动下可关闭或开启引流槽12。在本实施例中，挡板升降元件10包括升降绳索13及两个固定环14，两个固定环14分别固定在挡板9的顶端，升降绳索13分别穿过两个固定环14，升降绳索13的上部可在外力作用下上下运动，从而提起或放下挡板9。

在本实施例中，温控装置包括第一降温机构15和第二降温机构，第一降温机构15设置于高温发酵装置1的末端部分，其作用是控制高温发酵装置1的温度。第二降温机构包括风机17和两根风管18，两根风管18分别通入至降温补料装置3和中温发酵装置2，其作用是对补料装置3和中温发酵装置2进行降温。

该复合微生物有机肥快速制造设备还包括多个支撑装置19和多个驱动装置20，多个支撑装置19用于支撑高温发酵装置1和中温发酵装置2，多个驱动装置20用于驱动高温发酵装置1和中温发酵装置2旋转。在本实施例中，该驱动装置20为电机驱动齿轮机构。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。