牛粪堆肥的半连续发酵方法与流程

本发明属于堆肥发酵技术领域，具体涉及一种牛粪堆肥的半连续发酵方法。

背景技术：

堆肥发酵是在人工控制下，在一定的水分、c/n比和通风条件下，通过微生物的发酵作用，将有机物转变为肥料的过程；科学地来讲，堆肥发酵是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地将促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质生化转化的微生物过程。通过堆肥发酵可使畜禽粪便、生活垃圾、作物秸秆等有机废弃物实现稳定化、无害化，变废为宝，将固体废弃物中的适用组分转换为有用物质和能源，实现资源的合理利用，可避免或减轻垃圾废物大面积堆积，影响市容及垃圾自然腐败、散发臭气、传播疾病，从而对人体和环境造成危害。

堆肥发酵包括好氧堆肥发酵和厌氧堆肥发酵，厌氧堆肥发酵是在无氧条件下，借厌氧微生物的作用来进行的；好氧堆肥是在通气条件下，借好氧微生物使有机物得以降解，一般情况下，好氧堆肥的基本工艺过程包括前处理（破碎、分选等处理方法，降低不可堆肥化物质的含量，使堆肥物料的粒度、含水率达到一定程度的均匀化）、主发酵（发热阶段：30-40℃，1-3天，高温阶段：45-65℃，3-8天）、后发酵（二次发酵或降温阶段20-30天）、后处理、脱臭、贮存。

现有的好氧堆肥发酵存在以下缺点：畜禽粪便、生活垃圾、作物秸秆等有机废弃物的堆肥发酵以分批发酵为主，效率较低，而且每一批次都需要添加发酵菌剂，增加了成本；经干湿分离机分离的牛粪含水量常常高于60%，需要经过摊晾才能进行堆肥发酵；堆肥发酵启动温度较低，不利于堆肥快速升温，秋冬季节该问题尤为突出。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种牛粪堆肥的半连续发酵方法。该方法可提高新一批次堆肥初始温度，有利于发酵快速启动，同时可以提高峰值温度，有利于更快速有效地杀灭有害微生物，提高生产效率，降低成本。

本发明提供了一种牛粪堆肥的半连续发酵方法，包括以下步骤：

1）将湿度为50%-60%的牛粪与发酵菌剂混合，翻匀后堆垛发酵；

2）当所得堆垛中部温度达到峰值后连续三天降低时，进行第一次翻堆，此后每五天翻堆一次；

3）当堆垛中部温度达到峰值五天以上，且堆垛中部湿度降至40%以下时，将堆垛的一半继续发酵得到第一批堆肥；

4）堆垛的另一半掺入等体积的新鲜牛粪，翻匀后堆垛发酵；

5）按照步骤2）至4）循环操作，发酵得到多批堆肥。

根据本发明，步骤1）中，湿度为50%-60%的牛粪由新鲜牛粪经摊晾得到。新鲜牛粪为当天经干湿分离机分离的牛粪，含水量较高，需要将其进行摊晾达到发酵使用标准。

本发明中的发酵菌剂可采用本领域的常规发酵菌剂，并使用其常规用量。优选地，步骤1）中，所述发酵菌剂为rw菌剂，牛粪与发酵菌剂的混合比例为1000∶1。

本发明中，为了保证堆垛温度和湿度测量的准确性，优选地，步骤1）中，堆垛中部的温度和湿度在每日的同一时间进行测量。

进一步优选地，堆垛温度和湿度的测量采用多点取样，取平均值的测定方法。

本发明中，翻匀采用翻堆机进行，实现物料的充分混匀。

另外，步骤2）中，堆垛中部温度达到峰值后连续三天降低时是指在包含达到峰值当天在内的第三天。

本发明的操作原理为：（1）牛粪在添加发酵菌剂后堆垛发酵，经历一定时间的高温；杀灭有害微生物，发酵菌种大量繁殖；水分大量蒸发，理化趋于稳定；（2）高温阶段后期的堆肥拥有相比于新鲜牛粪更低的湿度，并且经过繁殖的发酵菌种含量接近饱和；（3）将湿度较高、温度较低的新鲜牛粪以1∶1体积掺入高温阶段后期的堆肥中，混合后的物料湿度、温度、发酵菌种含量都有利于快速启动新一轮发酵。

本发明中未加以限定的操作参数均可依据本领域的常规技术手段进行，另外，本发明的半连续发酵方法同样适用于其它原材料的堆肥，均属于本发明的保护范围。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、冬季物料温度低于20℃不利于堆肥发酵的快速启动和升温，采用本发明的半连续发酵方法可以提高新一批次堆肥初始温度，有利于发酵快速启动。

2、本发明的半连续发酵方法可以提高峰值温度，有利于更快速有效地杀灭有害微生物。

3、本发明的半连续发酵方法可以有效地降低物料初始含水量，省去了摊晾操作，节省时间、场地、人工成本。

4、本发明的半连续发酵方法可以利用更高的发酵温度快速降低含水量，以达到有机肥对水分的要求。

5、本发明的半连续发酵方法每一批次的发酵腐熟需要时间较短，可以提高生产效率。

6、本发明的半连续发酵方法新一批次的发酵不需要添加新的发酵菌剂，降低了生产成本。

附图说明

图1：实施例中半连续堆肥发酵的温度和湿度变化趋势图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

一种牛粪堆肥的半连续发酵方法，包括以下步骤：

1、取当天经干湿分离机分离的牛粪测定含水量69%，水分含量太高；用铲车铺洒在地面摊晾。

2、摊晾的牛粪测定其含水量降至60%以下（59%），堆垛并添加发酵菌剂（每吨牛粪添加1公斤rw菌剂），再用翻堆机翻匀。

3、共堆成2个条垛，计为第一批第0日。

4、每天下午15时，多点取样测定条垛顶部10到15厘米深处含水量与温度，记录平均值。

5、第7日第一批温度升到66℃，之后开始下降，第9日下午17时翻堆。

6、第12日，第一批温度经历顶峰达5天，含水量降至40%。将第一批其中一个条垛用铲车分成两条，并在其上覆盖经干湿分离机分离但未经摊晾的牛粪使新的条垛达到适宜高度，用翻堆机翻匀。

7、记为第二批，新添加牛粪温度16℃，含水量约70%；新条垛初始温度28℃，初始含水量55%。

8、第15日，对第一批进行翻堆。

9、第18日，对第二批进行翻堆。

10、第21日，第二批温度经历顶峰5天，含水量37%，符合操作要点的要求；保留第二批一个条垛，另一条垛用于第三批发酵。

11、第24日，对第二批进行翻堆。

12、第27日，对第三批进行翻堆。

13、第30日，第三批温度经历顶峰5天，含水量35%，符合操作要点的要求；保留第三批一个条垛，另一条垛用于第四批发酵。

14、第31日，对第三批进行翻堆。

15、第37日，对第四批进行翻堆。

每日记录温度及湿度（含水量）的数据及变化如图1所示。结果分析如下：

1、实验时正值初冬，平均气温10℃；第一批前三日升温缓慢，直到第三日温度接近20摄氏度，开始快速升温。

2、初始温度越高（含水量越低，但不低于50%）的批次发酵升温也越快，峰值温度越高。

3、第二、三、四批温度达到顶峰后降温速度相比第一批明显较快；最重要原因可能是第一批物料全部由新牛粪组成，总养分高；第二、三、四批物料有接近一半是已经发酵到一定程度、养分已经部分消耗了的；所以第二、三、四批初始总养分较低，发酵腐熟需要时间也较短。

4、温度越高时含水量降低越快，符合高温利于水分蒸发的一般常识。

5、翻堆后温度出现短时间的上升，符合堆肥发酵的一般规律。

可见，采用本发明的半连续发酵方法可以提高新一批次堆肥初始温度，有利于发酵快速启动，尤其是在冬季，物料温度低于20℃时，效果尤为显著；本发明的半连续发酵方法可以提高峰值温度，有利于更快速有效地杀灭有害微生物；可以有效地降低物料初始含水量，省去了摊晾操作，节省时间、场地、人工成本；可以利用更高的发酵温度快速降低含水量，以达到有机肥对水分的要求；本发明的半连续发酵方法每一批次的发酵腐熟需要时间较短，可以提高生产效率；本发明的半连续发酵方法新一批次的发酵不需要添加新的发酵菌剂，降低了生产成本。

以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。