一种利用畜禽类粪便发酵的有机肥制备方法与流程

1.本发明涉及有机肥加工技术领域，特别是涉及一种利用畜禽类粪便发酵的有机肥制备方法。


背景技术：

2.随着畜禽业的快速发展，养殖污染问题也随之而来。目前规模养殖场普遍采用机械或水冲粪，产生大量的粪便和污水，很难处理和运输。养殖粪便的总产量已经远远超过工业固体废物的产生量，大量未经处理的养殖粪便大量渗入地表水，使得粪便已逐渐成为水体最大的污染源。
3.粪便大量渗入到地表水中，会使得水源夹带有恶臭味，严重影响人们的饮用。猪粪尿中还夹带有大量的致病菌，直接用于农作物灌溉或排入河流，则存在着极大的疾病传播隐患。因此，对畜禽粪便进行有效利用能够解决生态环境安全和宝贵生物质资源浪费的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种利用畜禽类粪便发酵的有机肥制备方法，该方法制备的有机肥料安全、无臭，适合大面积广泛使用。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种利用畜禽类粪便发酵的有机肥制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.(1)将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底；(2)向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌24-48h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便；(3)将除臭粪便和发酵基底混合，进行发酵，之后向其中加入沸石，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒；(4)将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒；(5)将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。
7.其中，发酵菌剂为甲基营养型芽孢杆菌(bacillus methylotrophicus)、热带假丝酵母(candidatropicalis)、雅致放射毛霉(actinomucorelegans)和地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)中的多个。
8.其中，促发酵剂为蔗糖、豆粕和红薯粉中的多个。
9.其中，步骤(1)中预发酵时间为12-24h，温度为35-40℃。
10.其中，除臭剂为氢氧化铜和有机酸的混合物。
11.其中，步骤(3)中，发酵温度为30-40℃，发酵时间为3-4天。
12.其中，步骤(3)中，各组分的使用量为：除臭粪便100份、发酵基底5-10份、沸石10-15份。
13.其中，缓释层材料为壳聚糖改性聚氨酯材料。
14.其中，隔离层为聚丙烯、石蜡、磷石膏的混合物。
15.本技术还提供了一种有机肥，该有机肥由上述任意一种方法制备而成。
16.本发明具有以下有益效果，
17.本技术公开的有机肥制备方法，利用活性炭将畜禽类粪便中的气味吸附，同时除臭剂可以减少粪便中氨态氮、硫化氢等臭味气体的挥发，从而发酵制备的有机肥能够无臭，不会影响施用环境。此外，沸石具有较大的比较面积，能够固定部分营养成分，起到肥料缓释的作用，同时在缓释层材料的保护下，有机肥肥力释放的速度较慢，延长肥效时间，避免出现烧苗等现象，减少施用次数，提高使用的便利化程度。隔离层能够进一步的防止有机肥臭味散发，保护有机肥在储存过程中的营养成分流失，提高有机肥肥力效果。
具体实施方式
18.为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。
19.畜禽粪便含有大量的低分子态的氨态氮、硫化氢等挥发性物质，直接对畜禽粪便进行发酵制得的有机肥料会具有较大的恶臭气味，为使用者带来不便，同时也对环境造成污染。此外，畜禽粪便中有机物和无机物的含量较为丰富，在使用过程中，如果单次施用量太大会造成烧苗等危害，因此需要控制每次的使用量并且需要重复多次施用，为使用者带来不便。
20.为解决现有技术中的问题，本技术提供了一种利用畜禽类粪便发酵的有机肥制备方法，包括(1)将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底；(2)向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌24-48h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便；(3)将除臭粪便和所述发酵基底混合，进行发酵，之后向其中加入沸石，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒；(4)将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒；(5)将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。该方法制备得到的有机肥无臭，营养成分可以缓慢释放，使用方法简单高效。
21.具体内容请参见图1。图1是根据本技术一实施例的利用畜禽类粪便发酵的有机肥制备方法的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，该方法包括：
22.步骤(1)中，将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底。
23.具体的，上述预发酵可以在恒温反应容器中进行，例如恒温反应釜。恒温反应釜可以具有搅拌功能，从而能够利于发酵菌剂和促发酵剂的充分混合。预发酵时间为12-24h，温度为35-40℃。通过恒温反应釜，可以对上述预发酵时间和温度进行精确控制，确保即使是不同批次生产的发酵基底也能够具有稳定的品质。此外，其他的反应装置也是可以的。
24.在一些实施例中，上述发酵菌剂为甲基营养型芽孢杆菌(bacillus methylotrophicus)、热带假丝酵母(candidatropicalis)、雅致放射毛霉(actinomucorelegans)和地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)中的多个。所选用的菌种均为农业部允许使用的无害安全菌，全部购自于中国普通微生物菌种保藏管理中心(cgmcc)。上述类型的发酵菌剂既安全又廉价易得，适合于发酵基底的制备。
25.在一些实施例中，上述促发酵剂为蔗糖、豆粕和红薯粉中的多个。上述促发酵剂含有足够的有机质用于发酵。其中蔗糖、豆粕和红薯粉的使用量为，以重量份数计为：蔗糖2-8份、豆粕20-40份和红薯粉50-70份。
26.经过上述步骤，发酵菌剂能够和促发酵剂充分混合从而进行预发酵，制得发酵基底供下一步使用。
27.在步骤(2)中，向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌24-48h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便。
28.在一实施例中，所述除臭剂为氢氧化铜和有机酸的混合物。氢氧化铜本身不属于污染物，适量使用不会产生环境污染的问题。而相比于无机酸等强酸，有机酸的酸性通常不至于过强而产生安全问题。氢氧化铜和有机酸的混合物也不会对发酵基底的微生物产生破坏。利用氢氧化铜和有机酸的组合来调整粪便中的ph，使其处于偏碱性的状态，从而可以有效的减少其中氨态氮、硫化氢的排放，从而实现除臭效果。
29.其中，有机酸可以为冰醋酸和酒石酸的混合物。
30.类似地，上述加热搅拌可以在恒温反应釜中进行从而利于精准控制。反应时间为24-48小时，可以根据具体的粪便量来适当调节。
31.本步骤中，通过利用活性炭将畜禽类粪便中的气味吸附，同时除臭剂可以减少粪便中氨态氮、硫化氢等臭味气体的挥发。在后续的使用过程中，不容易造成环境污染并且使用者的使用体验能够得到有效提高。此外，活性炭的多孔结构还能够改善土壤性质，增加土壤的透气性。
32.在步骤(3)中，将上述除臭粪便和所述发酵基底混合，进行发酵，之后向其中加入沸石，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒。
33.在一实施例中，发酵温度为30-40℃，发酵时间为3-4天。步骤(1)中制得的发酵基底中含有大量的微生物，可以和除臭粪便中的有机质进行充分的反应。同时，由于粪便经过除臭化，3-4天的发酵过程对于环境的污染程度也大大减小了。沸石作为多孔性物质，不仅可扩大微生物的作用面积，而且还有调节堆肥水分之功能，能够促进需氧发酵，从而进一步促进有机质腐熟作用，同时具有吸附、活化和除臭的作用。
34.优选地，各组分的使用量为：除臭粪便100份、发酵基底5-10份、沸石10-15份。上述比例能够确保在沸石的辅助下微生物对于有机质的充分腐熟。
35.此外，上述步骤的顺序并不是完全固定的，例如，步骤(1)、(2)的顺序可以调整，还可以同时进行。
36.进一步，在步骤(4)中，将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒。
37.在一实施例中所述缓释层材料为壳聚糖改性聚氨酯材料。其中壳聚糖易溶于水，从而该缓释层材料在接触水后会形成微孔结构，进而其中的营养物质可以被释放，同时起到缓释作用。将有机肥颗粒进行缓释处理后，有机肥不会短时间内释放大量的营养成分，不会造成烧苗等危害。
38.在步骤(5)中，将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。
39.在一实施例中，隔离层为聚丙烯、石蜡、磷石膏的混合物。利用聚丙烯、石蜡和磷石膏可以对有机肥进行隔离保护，减少储存过程中的成分流失，同时还能够进一步的防止臭味散发。
40.本技术公开的有机肥制备方法，利用活性炭将畜禽类粪便中的气味吸附，同时除
臭剂可以减少粪便中氨态氮、硫化氢等臭味气体的挥发，从而发酵制备的有机肥能够无臭，不会影响施用环境。此外，沸石具有较大的比较面积，能够固定部分营养成分，起到肥料缓释的作用，同时在缓释层材料的保护下，有机肥肥力释放的速度较慢，延长肥效时间，避免出现烧苗等现象，减少施用次数，提高使用的便利化程度。隔离层能够进一步的防止有机肥臭味散发，保护有机肥在储存过程中的营养成分流失，提高有机肥肥力效果。
41.本技术还提供了一种有机肥，该有机肥由上述任意一种方法制备而成。
42.下面将通过几组具体实施例来对本技术进行说明、解释，但不应用来限制本技术的范围。
43.实施例1
44.(1)将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底。预发酵时间为12h，温度为35℃。发酵菌剂为甲基营养型芽孢杆菌(bacillus methylotrophicus)、热带假丝酵母(candidatropicalis)、雅致放射毛霉(actinomucorelegans)和地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)。促发酵剂为蔗糖2份、豆粕20份和红薯粉50份的混合物。
45.(2)向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌24h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便。除臭剂为氢氧化铜和有机酸的混合物。有机酸可以为冰醋酸和酒石酸的混合物。反应温度为40℃。
46.(3)将上述除臭粪便100份和所述发酵基底5份混合，进行发酵，之后向其中加入沸石10份，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒。发酵温度为30℃，发酵时间为3天。
47.(4)将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒。缓释层材料为壳聚糖改性聚氨酯材料。
48.(5)将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。隔离层为聚丙烯、石蜡、磷石膏的混合物。
49.实施例2
50.(1)将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底。预发酵时间为24h，温度为40℃。发酵菌剂为与实施例1相同的菌种组合。促发酵剂为蔗糖8份、豆粕40份和红薯粉70份的混合物。
51.(2)向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌48h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便。除臭剂为氢氧化铜和有机酸的混合物。有机酸可以为冰醋酸和酒石酸的混合物。反应温度为50℃。
52.(3)将上述除臭粪便100份和所述发酵基底10份混合，进行发酵，之后向其中加入沸石15份，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒。发酵温度为40℃，发酵时间为4天。
53.(4)将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒。缓释层材料为壳聚糖改性聚氨酯材料。
54.(5)将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。隔离层为聚丙烯、石蜡、磷石膏的混合物。
55.实施例3
56.(1)将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底。预发酵时间为18h，温度为35℃。发酵菌剂为与实施例1相同的菌种组合。促发酵剂为蔗糖4份、豆粕28份和红薯
粉55份的混合物。
57.(2)向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌36h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便。除臭剂为氢氧化铜和有机酸的混合物。有机酸可以为冰醋酸和酒石酸的混合物。反应温度为45℃。
58.(3)将上述除臭粪便100份和所述发酵基底7份混合，进行发酵，之后向其中加入沸石12份，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒。发酵温度为32℃，发酵时间为3天。
59.(4)将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒。缓释层材料为壳聚糖改性聚氨酯材料。
60.(5)将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。隔离层为聚丙烯、石蜡、磷石膏的混合物。
61.实施例4
62.(1)将发酵菌剂与促发酵剂混合，进行预发酵，制得发酵基底。预发酵时间为36h，温度为40℃。发酵菌剂为与实施例1相同的菌种组合。促发酵剂为蔗糖7份、豆粕36份和红薯粉60份的混合物。
63.(2)向畜禽类粪便中加入活性炭和除臭剂，加热搅拌36h，之后加入杀菌剂，混合均匀，制得除臭粪便。除臭剂为氢氧化铜和有机酸的混合物。有机酸可以为冰醋酸和酒石酸的混合物。反应温度为45℃。
64.(3)将上述除臭粪便100份和所述发酵基底8份混合，进行发酵，之后向其中加入沸石13份，混合搅拌均匀，干燥，造粒，制得发酵粪便颗粒。发酵温度为40℃，发酵时间为4天。
65.(4)将缓释层材料均匀喷涂到发酵粪便颗粒上，固化，干燥，制得缓释有机肥颗粒。缓释层材料为壳聚糖改性聚氨酯材料。
66.(5)将隔离层材料液化，均匀喷涂到缓释有机肥颗粒上，干燥，形成隔离层。隔离层为聚丙烯、石蜡、磷石膏的混合物。