一种促进秸秆堆肥快速腐熟的方法
【专利摘要】本发明涉及一种促进秸秆堆肥快速腐熟的方法，属于农业技术领域。该方法以酸浸稻壳燃烧后的灰烬为原料，经小苏打和醋酸表面改性后负载瘤胃内容物制成促腐熟剂，和玉米秸秆以及河底淤泥复配堆肥即可。本发明的堆肥方法以瘤胃内容物中的纤维素降解菌为促腐熟填料，解决了传统秸秆堆肥发酵启动慢、原料利用不充分，容易造成营养的流失，而且时间漫长的问题，具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种促进秸秆堆肥快速腐熟的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种促进秸杆堆肥快速腐熟的方法，属于农业技术领域。
【背景技术】
[0002]作为一种最具发展潜力的有机废物处理处置方式，堆肥技术越来越受到国内外研究人员的重视。有机固体废物，尤其是农业秸杆、城市绿化废物和城市生活垃圾的主要成分为木质纤维素，它是地球上分布最为广泛，含量最为丰富的碳水化合物，占据了全球植物总干重的60%以上。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素构成，三者所占的比例分别是40%，20%?30%和20%?30%，由于纤维素本身致密的结构及不易降解的特性导致其难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用，阻碍了堆肥技术在处理有机固体废物领域的发展。
[0003]纤维素是地球上资源最丰富、来源最广泛的有机物质。由于缺乏相关技术等诸多因素，纤维素这一类宝贵资源不仅未能得到充分利用，而且还有相当大的一部分被废弃，成为环境污染物之一，这样既造成了资源浪费又对生态环境造成了严重的破坏。将秸杆作为沼气发酵的原料，不但可以变废为宝还可以在一定程度上解决农村能源不足的问题。然而秸杆在沼气发酵过程中表现出的发酵启动慢、原料利用不充分等问题由来已久，因此需要开发出一种快速催腐熟的方法。
[0004]牛、羊等反刍动物能吸收利用秸杆中部分营养物质，因为瘤胃中的真菌、细菌、原虫具有降解纤维素作用。细菌是瘤胃中含量最多的微生物，是降解纤维素的优势群体，但是它要经真菌深入到植物纤维组织内，才能发酵。瘤胃真菌是降解纤维素和木质素的先锋，具有很强的穿透能力和降解纤维素的能力，能部分降解或者削弱抗性组织，穿透牧草角质层屏障，因而可以降解无法被细菌和纤毛虫降解的木质素和纤维素物质。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对目前秸杆堆肥由于纤维素本身致密的结构及不易降解的特性导致堆肥发酵启动慢、原料利用不充分，容易造成营养的流失，而且时间漫长的缺陷，提供了一种促进秸杆堆肥快速腐熟的方法。该方法以酸浸稻壳燃烧后的灰烬为原料，经小苏打和醋酸表面改性后负载瘤胃内容物制成促腐熟剂，和玉米秸杆以及河底淤泥复配堆肥即可。本发明的堆肥方法以瘤胃内容物中的纤维素降解菌为促腐熟填料，解决了传统秸杆堆肥发酵启动慢、原料利用不充分，容易造成营养的流失，而且时间漫长的问题，具有广阔的应用前景。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)称取4?5kg稻壳用去离子水冲洗3?5次，自然晾干后浸入其体积5?8倍浓度为
0.3mol/L硝酸溶液中，移入超声振荡仪以200?300W功率振荡浸渍过夜，过滤得滤渣；
(2)将上述滤渣放入锅炉中，明火煅烧直至其自然熄灭，收集稻壳燃烧后的灰烬装入反应釜中，向釜中加入质量浓度为50%碳酸氢钠溶液直至将稻壳灰烬浸没，摇床振荡浸渍10?12h，过滤分离得到浸渍后的滤渣并用冰醋酸冲洗直至无气泡产生，将滤渣放入烘箱，在70?80°C下干燥过夜，得多孔硅载体，备用；
(3)收集屠宰场遗留的瘤胃内容物按固液比为1:3和去离子水混合，用搅拌器搅拌20?30min，再加入混合物总体积1/5的玉米淀粉，继续搅拌混合20?30min后放入真空浓缩罐中，减压至1.2?1.4kPa，浓缩至其原体积的I/3，得浓缩液；
(4)将上述备用的多孔硅载体按固液比为1:2浸入到上述浓缩液中，放入漩涡振荡仪，以30?40W功率旋涡振荡浸渍10?12h后，过滤分离得滤渣，将其放入真空干燥箱中干燥后得到自制促腐熟剂；
(5)将玉米秸杆用铡刀人工切碎成长度为5?1cm的小段，先堆砌成一个直径80?90cm，高1.2?1.3m的圆锥形中心腐熟堆，在其表面依次均匀铺撒上述自制促腐熟剂和河底污泥，两者铺撒厚度均为I?2cm;
(6)在上述铺撒完毕的中心腐熟堆外围继续堆砌厚度为30?40cm厚的秸杆层并按上述相同步骤铺撒自制促腐熟剂和河底污泥，重复前述堆砌和铺撒操作，直至腐熟堆直径达到3?5m即可，常温下堆肥9?12天即可腐熟。
[0007]本发明的有益效果是:
(1)本发明的秸杆堆肥方法堆肥所需时间短，收效快，腐熟程度高；
(2)本发明的秸杆堆肥方法不需要特殊设备，操作容易，不会造成营养流失；
(3)本发明的秸杆堆肥方法可以直接就地堆积，就地使用，减少拉运，节省运输力。
【具体实施方式】
[0008]称取4?5kg稻壳用去离子水冲洗3?5次，自然晾干后浸入其体积5?8倍浓度为
0.3mol/L硝酸溶液中，移入超声振荡仪以200?300W功率振荡浸渍过夜，过滤得滤渣;将上述滤渣放入锅炉中，明火煅烧直至其自然熄灭，收集稻壳燃烧后的灰烬装入反应釜中，向釜中加入质量浓度为50%碳酸氢钠溶液直至将稻壳灰烬浸没，摇床振荡浸渍10?12h，过滤分离得到浸渍后的滤渣并用冰醋酸冲洗直至无气泡产生，将滤渣放入烘箱，在70?80°C下干燥过夜，得多孔硅载体，备用；收集屠宰场遗留的瘤胃内容物按固液比为1:3和去离子水混合，用搅拌器搅拌20?30miη，再加入混合物总体积I/5的玉米淀粉，继续搅拌混合20?30min后放入真空浓缩罐中，减压至1.2?1.4kPa，浓缩至其原体积的1/3，得浓缩液;将上述备用的多孔硅载体按固液比为1: 2浸入到上述浓缩液中，放入漩涡振荡仪，以30?40W功率旋涡振荡浸渍10?12h后，过滤分离得滤渣，将其放入真空干燥箱中干燥后得到自制促腐熟剂;将玉米秸杆用铡刀人工切碎成长度为5?1cm的小段，先堆砌成一个直径80?90cm，高
1.2?1.3m的圆锥形中心腐熟堆，在其表面依次均匀铺撒上述自制促腐熟剂和河底污泥，两者铺撒厚度均为I?2cm;在上述铺撒完毕的中心腐熟堆外围继续堆砌厚度为30?40cm厚的秸杆层并按上述相同步骤铺撒自制促腐熟剂和河底污泥，重复前述堆砌和铺撒操作，直至腐熟堆直径达到3?5m即可，常温下堆肥9?12天即可腐熟。
[0009]实例I
称取4kg稻壳用去离子水冲洗3次，自然晾干后浸入其体积5倍浓度为0.3mol/L硝酸溶液中，移入超声振荡仪以200W功率振荡浸渍过夜，过滤得滤渣;将上述滤渣放入锅炉中，明火煅烧直至其自然熄灭，收集稻壳燃烧后的灰烬装入反应釜中，向釜中加入质量浓度为50%碳酸氢钠溶液直至将稻壳灰烬浸没，摇床振荡浸渍10h，过滤分离得到浸渍后的滤渣并用冰醋酸冲洗直至无气泡产生，将滤渣放入烘箱，在70 °C下干燥过夜，得多孔硅载体，备用;收集屠宰场遗留的瘤胃内容物按固液比为1:3和去离子水混合，用搅拌器搅拌20min，再加入混合物总体积1/5的玉米淀粉，继续搅拌混合20min后放入真空浓缩罐中，减压至1.2kPa，浓缩至其原体积的1/3，得浓缩液;将上述备用的多孔硅载体按固液比为1:2浸入到上述浓缩液中，放入漩涡振荡仪，以30W功率旋涡振荡浸渍1h后，过滤分离得滤渣，将其放入真空干燥箱中干燥后得到自制促腐熟剂;将玉米秸杆用铡刀人工切碎成长度为5cm的小段，先堆砌成一个直径80cm，高1.2m的圆锥形中心腐熟堆，在其表面依次均匀铺撒上述自制促腐熟剂和河底污泥，两者铺撒厚度均为Icm;在上述铺撒完毕的中心腐熟堆外围继续堆砌厚度为30cm厚的秸杆层并按上述相同步骤铺撒自制促腐熟剂和河底污泥，重复前述堆砌和铺撒操作，直至腐熟堆直径达到3m即可，常温下堆肥9天即可腐熟。
[0010]实例2
称取4kg稻壳用去离子水冲洗4次，自然晾干后浸入其体积7倍浓度为0.3mol/L硝酸溶液中，移入超声振荡仪以250W功率振荡浸渍过夜，过滤得滤渣;将上述滤渣放入锅炉中，明火煅烧直至其自然熄灭，收集稻壳燃烧后的灰烬装入反应釜中，向釜中加入质量浓度为50%碳酸氢钠溶液直至将稻壳灰烬浸没，摇床振荡浸渍llh，过滤分离得到浸渍后的滤渣并用冰醋酸冲洗直至无气泡产生，将滤渣放入烘箱，在75 °C下干燥过夜，得多孔硅载体，备用;收集屠宰场遗留的瘤胃内容物按固液比为1:3和去离子水混合，用搅拌器搅拌25min，再加入混合物总体积1/5的玉米淀粉，继续搅拌混合25min后放入真空浓缩罐中，减压至1.3kPa，浓缩至其原体积的1/3，得浓缩液;将上述备用的多孔硅载体按固液比为1:2浸入到上述浓缩液中，放入漩涡振荡仪，以35W功率旋涡振荡浸渍Ilh后，过滤分离得滤渣，将其放入真空干燥箱中干燥后得到自制促腐熟剂;将玉米秸杆用铡刀人工切碎成长度为8cm的小段，先堆砌成一个直径85cm，高1.2m的圆锥形中心腐熟堆，在其表面依次均匀铺撒上述自制促腐熟剂和河底污泥，两者铺撒厚度均为2cm;在上述铺撒完毕的中心腐熟堆外围继续堆砌厚度为35cm厚的秸杆层并按上述相同步骤铺撒自制促腐熟剂和河底污泥，重复前述堆砌和铺撒操作，直至腐熟堆直径达到4m即可，常温下堆肥10天即可腐熟。
[0011]实例3
称取5kg稻壳用去离子水冲洗5次，自然晾干后浸入其体积8倍浓度为0.3mol/L硝酸溶液中，移入超声振荡仪以300W功率振荡浸渍过夜，过滤得滤渣;将上述滤渣放入锅炉中，明火煅烧直至其自然熄灭，收集稻壳燃烧后的灰烬装入反应釜中，向釜中加入质量浓度为50%碳酸氢钠溶液直至将稻壳灰烬浸没，摇床振荡浸渍12h，过滤分离得到浸渍后的滤渣并用冰醋酸冲洗直至无气泡产生，将滤渣放入烘箱，在80 °C下干燥过夜，得多孔硅载体，备用;收集屠宰场遗留的瘤胃内容物按固液比为1:3和去离子水混合，用搅拌器搅拌30min，再加入混合物总体积1/5的玉米淀粉，继续搅拌混合30min后放入真空浓缩罐中，减压至1.4kPa，浓缩至其原体积的1/3，得浓缩液;将上述备用的多孔硅载体按固液比为1:2浸入到上述浓缩液中，放入漩涡振荡仪，以40W功率旋涡振荡浸渍12h后，过滤分离得滤渣，将其放入真空干燥箱中干燥后得到自制促腐熟剂;将玉米秸杆用铡刀人工切碎成长度为1cm的小段，先堆砌成一个直径90cm，高1.3m的圆锥形中心腐熟堆，在其表面依次均匀铺撒上述自制促腐熟剂和河底污泥，两者铺撒厚度均为2cm;在上述铺撒完毕的中心腐熟堆外围继续堆砌厚度为40cm厚的秸杆层并按上述相同步骤铺撒自制促腐熟剂和河底污泥，重复前述堆砌和铺撒操作，直至腐熟堆直径达到5m即可，常温下堆肥12天即可腐熟。
【主权项】
1.一种促进秸杆堆肥快速腐熟的方法，其特征在于具体操作步骤为: (1)称取4?5kg稻壳用去离子水冲洗3?5次，自然晾干后浸入其体积5?8倍浓度为.0.3mol/L硝酸溶液中，移入超声振荡仪以200?300W功率振荡浸渍过夜，过滤得滤渣； (2)将上述滤渣放入锅炉中，明火煅烧直至其自然熄灭，收集稻壳燃烧后的灰烬装入反应釜中，向釜中加入质量浓度为50%碳酸氢钠溶液直至将稻壳灰烬浸没，摇床振荡浸渍10?12h，过滤分离得到浸渍后的滤渣并用冰醋酸冲洗直至无气泡产生，将滤渣放入烘箱，在70?80°C下干燥过夜，得多孔硅载体，备用； (3)收集屠宰场遗留的瘤胃内容物按固液比为1:3和去离子水混合，用搅拌器搅拌20?30min，再加入混合物总体积1/5的玉米淀粉，继续搅拌混合20?30min后放入真空浓缩罐中，减压至1.2?1.4kPa，浓缩至其原体积的I/3，得浓缩液； (4)将上述备用的多孔硅载体按固液比为1:2浸入到上述浓缩液中，放入漩涡振荡仪，以30?40W功率旋涡振荡浸渍1?12h后，过滤分离得滤渣，将滤渣放入真空干燥箱中干燥后得到自制促腐熟剂； (5)将玉米秸杆用铡刀人工切碎成长度为5?1cm的小段，先堆砌成一个直径80?90cm，高1.2?1.3m的圆锥形中心腐熟堆，在其表面依次均匀铺撒上述自制促腐熟剂和河底污泥，两者铺撒厚度均为I?2cm; (6)在上述铺撒完毕的中心腐熟堆外围继续堆砌厚度为30?40cm厚的秸杆层并按上述相同步骤再次铺撒自制促腐熟剂和河底污泥，重复前述堆砌和铺撒操作，直至腐熟堆直径达到3?5m即可，常温下堆肥9?12天即可腐熟。
【文档编号】C05F11/08GK106083266SQ201610484366
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】郭舒洋, 林茂平
【申请人】郭舒洋