一種利用豬糞生產有機肥的方法

2023-11-11 09:50:52 3

一種利用豬糞生產有機肥的方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用豬糞生產有機肥的方法，步驟如下：A、原料預處理：豬糞作為原料，調整碳氮比為28，原料含水率降到60%，加入EM菌種；B、堆肥發酵：採用好氧條垛式堆肥工藝進行堆肥發酵；C、堆肥產品後處理：水分降至30%以下，粒度能過60目篩，加入微量元素或功能性微生物進行調整；D、成品包裝入庫。本發明所生產的有機肥，產品質量優異，嚴格符合商品有機肥的國家標準與行業標準：有機質含量≥45%、總養分含量≥5%、水分含量≤30%，pH值為5.5～8.5；蛔蟲卵死亡率≥98%、糞大腸桿菌群數≤50個/g；所生產出來的有機肥中，在每千克乾物質中，產品重金屬含量標準為：砷As≤30、汞Hg≤5、鉛Pb≤100、鎘Cd≤3、鉻Cr≤300。
【專利說明】一種利用豬糞生產有機肥的方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種有機肥的生產方法，特別是涉及一種利用豬糞生產有機肥的方法，屬於有機肥深加工【技術領域】。
[0002]【背景技術】:
隨著畜牧業的發展，規模化養豬場和養豬區的快速增加，隨之而來的大量豬糞處理問題成為畜牧業的一大難題。以前主要是生態利用，將豬糞直接還田，隨著生物發酵技術的發展，利用豬糞生產生物有機肥成為了一項新的措施。利用豬糞生產有機肥不但解決了大量豬糞堆積對環境造成的汙染，也為綠色有機農業的發展提供了必要的有機肥。然而豬糞自然堆肥生產有機肥，不僅周期較長、而且由於其碳氮比的不合理，造成大量養分在堆肥過程中揮發丟失，同時也造成 空氣汙染。
[0003]
【發明內容】
:
本發明所要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種利用豬糞生產有機肥的方法，不僅提供了合理的碳氮比，而且能夠減少豬糞熟化的養分損失，降低空氣汙染。
[0004]本發明為解決技術問題所採取的技術方案是:
一種利用豬糞生產有機肥的方法，包括原料預處理、堆肥發酵、堆肥產品後處理和成品包裝入庫，其具體生產工藝步驟如下:
A、原料預處理:
①原料來源:養豬生產所產生的豬糞作為原料；
②調整碳氮比:將谷糠作為輔料進行碳氮比的調節，使C/N比值為28；
③調節水分含量:加入適量草木灰，在不影響碳氮比的情況下，將原料含水率降到60%
④加入EM菌種:菌種與豬糞原料的重量比值為1:7000~9000 ；
B、堆肥發酵:採用好氧條垛式堆肥工藝進行堆肥發酵:
①根據場地需要，條垛寬度為1.2~2.2米、高度為1.0~2.0米，長度不限，在條堆時，需要將物料進行逐層均勻堆放；
②供氧控制:採用機械翻堆方式進行增氧，每隔兩天翻堆一次；
③溫度控制:最佳發酵溫度在55°C左右，實時檢測，一旦溫度超過設定值，必須及時翻
堆；
④腐熟保肥階段:堆肥腐熟後，體積縮小，使堆溫下降至稍高於氣溫5°C左右，將堆體壓緊使有機成分處於厭氧條件下，防止出現礦質化，以利於肥力的保存；
C、堆肥產品後處理:
①堆肥半成品經過腐熟度檢測、質量檢測、安全檢測，達到要求後進入進一步加工工
序;
②水分調節:採用自然風乾、晾曬等方法使水分降低至30%以下；
③有機肥粉碎與篩分:粉碎後的粒度能通過60目篩；
④微量元素調整:針對不同作物的需求進行微量元素的調整，達到作物的正常生長需求；
⑤加入功能性微生物:根據不同作物及市場需求加入不同的功能性微生物，製成含有生物活性具有特定肥料效應的微生物肥料；
⑥混合攪拌後等待檢驗；
D、成品包裝入庫:
產品檢驗合格後計量包裝入庫；不合格的返回堆肥產品後處理過程重新進行處理。
[0005]所生產出來的有機肥中:有機質含量> 45%、總養分含量> 5%、水分含量≤30%,pH值為5.5~8.5 ;蛔蟲卵死亡率≤98%、糞大腸桿菌群數≤50個/g。
[0006]所述有機質含量為烘乾基質的質量分數；所述總養分為烘乾基質中的全氮、五氧化二磷、氧化鉀的總質量分數。
[0007]所生產出來的有機肥中，在每千克乾物質中，產品重金屬含量標準為:砷As <30、汞 Hg ≤ 5、鉛 Pb ( 100、鎘 Cd ( 3、鉻 Cr ( 300。
[0008]本發明的積極有益效果如下:
1、豬糞堆肥的碳氮比設為28:
在本發明的堆肥過程中，碳素是堆肥微生物的基本能量來源，也是微生物細胞構成的基本材料。堆肥微生物在分解含碳有機物的同時，利用部分氮素來構建自身細胞體，氮還是構成細胞中蛋白質、核酸、胺基酸、酶、輔酶的重要組成部分。合理的碳氮比是高效堆肥發酵的前提。C/N過高，微生物生長繁殖所需的氮素來源受到限制，微生物繁殖速度低，有機物分解速度慢，發酵時間長；有機原料損失大，腐殖質化係數低；並且還會導致堆肥產品C/N過高，施入土壤後易造成土壤缺氮，從而影響作物生長發育。C/N比過低，微生物生長繁殖所需的能量來源受到限制，發酵溫度上升緩慢，氮過量並以氨氣的形式釋放，有機氮損失大，還會散發難聞的氣味。合理調節堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟，提高腐殖化係數的有效途徑，經過發明人長期的實際生產與研究經驗，對豬糞堆肥的C/N比設為28，利用比較廉價並且有機物含量高、吸附能力強的谷糠為輔料進行碳氮比調節。
[0009]2、將原料含水率降到60%:
堆肥過程中保持適宜的水分含量，是堆肥製作成功的首要條件。由於微生物大都缺乏保水機制，所以對水分極為敏感，當水分含量在35%~40%之間時，堆肥微生物的降解速率會顯著下降，但水分下降到30%以下時，降解過程會完全停止。通常有機物吸水後膨脹變軟化，有利於微生物分解；水分在堆肥中移動時，所帶菌體也會向四周移動和擴散，並為微生物的繁殖創造條件。水分太少，微生物活動受到限制，影響堆肥速度；水分太多，會堵塞堆肥物料間空隙，影響其通透性，易形成厭氧狀況，並產生臭氣，養分損失大，堆肥也同樣緩慢。為此保持適當的水分和孔隙率是平衡堆肥過程的重要手段。要保證足夠的生物穩定性，必須有足夠的水分含量，但不能高到由於自由通氣空隙量減少而導致氧氣傳輸量下降的狀態，進而降低生物活性。堆肥過程中不同的原料具有不同的最適水分上限，並由這些原料的粒徑和結構特性所決定。為保持較高的發酵效率，發明人根據大量的實際生產經驗，結合豬糞的粒徑和結構特性，得到最適宜的原料水分含量發酵上限為60%，通過加入適量草木灰在不影響C/N的情況下，將原料含水率降到60%左右，為高效的堆肥發酵奠定了基礎。
[0010]3、加入適量的EM菌劑:
本發明在堆肥原料中加入了日本生產的EM混合菌劑，提高了發酵效率，縮短了發酵時間，減少了營養元素的損失，使產品質量更高、更穩定。
[0011]4、本發明的發酵基本過程:
本發明的堆肥發酵過程共分為4個階段:
①升溫階段:這個過程一般指堆肥過程的初期，在該階段，堆肥溫度逐步從環境溫度上升到45 V左右，主導微生物以嗜溫性微生物為主，包括細菌、真菌和放線菌，分解底物以糖類和澱粉為主，期間能發現真菌的子實體，也有動物及原生動物來參與分解。
[0012]②高溫階段:堆溫升至45°C以上即進入高溫階段，在這一階段，嗜溫微生物受到抑制甚至死亡，而嗜熱微生物則上升為主導微生物。堆肥中殘留的和新生成的可溶性有機物質繼續被氧化分解，複雜的有機物如半纖維素-纖維素和蛋白質也開始被強烈分解。微生物的活動交替出現，通常在50°C左右時最活躍的是嗜熱性真菌和放線菌，溫度上升到600C時真菌幾乎完全停止活動，僅有嗜熱性細菌和放線菌活動，溫度升到70°C時大多數嗜熱性微生物已不再適應，並大批進入休眠和死亡階段。本發明採用現代化的工藝生產有機肥，最佳發酵溫度在55°C左右，大多數微生物在該溫度範圍內最活躍最易分解有機物，而病原菌和寄生蟲大多數在此溫度下可被殺死。
[0013]③降溫階段:高溫階段必然造成微生物的死亡和活動減少，自然進入低溫階段。在這一階段，嗜溫性微生物又開始佔據優勢，對殘餘較難分解的有機物作進一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆體發熱量減少，溫度開始下降，有機物趨於穩定化，需氧量大大減少，堆肥進入腐熟或後熟階段。
[0014]④腐熟保肥階段:此時有機物大部分已經分解和穩定，溫度下降，為了保持已形成的腐殖質和微量的氮、磷、鉀肥等，要使腐熟的肥料保持平衡。堆肥腐熟後，體積縮小，使堆溫下降至稍高於氣溫5°C左右，將堆體壓緊使有機成分處於厭氧條件下，防止出現礦質化，以利於肥力的保存。
[0015]5、發酵過程的控制:
①供氧控制:本發明採用的是好氧式發酵工藝，為保持發酵的高效進行，必須保證對堆料進行充足的供氧。工業化堆肥一般不太可能通過空氣的自然滲透來滿足堆肥有機物生化反應對氧氣的需要，必須採取相應的輔助增氧措施，本發明採用的是機械翻堆方式進行增氧。條垛式堆肥由於堆體與空氣接觸面大，一般通過翻堆就能滿足其供氧的需要。翻堆的頻率結合物料性質以及堆溫變化，確定每隔兩天翻堆一次。
[0016]②溫度控制:堆肥的溫度變化是反映發酵是否正常最直接、最敏感的指標。對堆肥的溫度變化的要求是:前期溫度上昇平穩、中期高溫維持適度、後期溫度下降緩慢。本發明主要通過機械翻堆來調控發酵的溫度，遵循「時到不等溫、溫到不等時」的原則，即在堆肥前期，即使發酵起溫緩慢甚至不起溫，48小時後也必須翻堆，避免堆體形成厭氧環境，在堆肥中後期，一旦溫度超過設定值，必須及時翻堆，不能等達到設定時間後再翻堆。
[0017]6、堆肥產品後處理:堆肥半成品經過腐熟度檢測、質量檢測、安全檢測後進入後續的進一步加工和包裝階段:
①水分調節:堆肥腐熟的產品含水率依然很高，需降低水分至30%以下再進行後續的加工，本發明採用的是自然風乾、晾曬等方法。
[0018]②粉碎過篩:對腐熟的堆料進行粉碎過篩，以去除機械雜質並使肥料形成可以通過60目篩的粒 度，更有利於農作物的吸收利用。[0019]③加入中微量元素:本發明生產的有機肥營養元素雖然已經很齊全，但部分元素含量低於作物的正常生長需求，需要根據不同的作物生長需求並專門針對各種作物進行測土配方後，加入各種水溶性或螯合態的中微量元素如:硫、鐵、鋅、鎂、鈣、硼、錳、鑰、氯等，保證作物的正常生長並能提高作物產品的內外在品質和增加作物的抗逆性。
[0020] ④加入功能性微生物:根據不同作物及市場需求加入不同的功能性微生物如:固氮菌、解磷菌、矽酸鹽細菌、光合細菌、芽孢桿菌、抗生菌、VA菌根真菌、根際促生細菌以及複合微生物等，以製備成含有生物活性具有特定肥料效應的微生物肥料，以適應各類農作物的需求。
[0021]7、本發明生產的有機肥，產品質量優異，嚴格符合商品有機肥的有益成分含量、無害化安全、有害物質安全限量的國家標準與行業標準。所生產出來的有機肥中:有機質含量≤45%、總養分含量≤5%、水分含量≤30%, pH值為5.5~8.5 ;蛔蟲卵死亡率≤98%、糞大腸桿菌群數< 50個/g ;所生產出來的有機肥中，在每千克乾物質中，產品重金屬含量標準為:砷 As ( 30、汞 Hg ( 5、鉛 Pb ( 100、鎘 Cd ( 3、鉻 Cr ( 300。
[0022]【具體實施方式】:
實施例:一種利用豬糞生產有機肥的方法，包括原料預處理、堆肥發酵、堆肥產品後處理和成品包裝入庫，其具體生產工藝步驟如下:
A、原料預處理:
①原料來源:養豬生產所產生的豬糞作為原料；
②調整碳氮比:將谷糠作為輔料進行碳氮比的調節，使C/N比值為28；
③調節水分含量:加入適量草木灰，在不影響碳氮比的情況下，將原料含水率降到60%
④加入EM菌種:菌種與豬糞原料的重量比值為1:7000~9000 ；
B、堆肥發酵:採用好氧條垛式堆肥工藝進行堆肥發酵:
①根據場地需要，條垛寬度為1.2~2.2米、高度為1.0~2.0米，長度不限，在條堆時，需要將物料進行逐層均勻堆放；
②供氧控制:採用機械翻堆方式進行增氧，每隔兩天翻堆一次；
③溫度控制:最佳發酵溫度在55°C左右，實時檢測，一旦溫度超過設定值，必須及時翻
堆；
④腐熟保肥階段:堆肥腐熟後，體積縮小，使堆溫下降至稍高於氣溫5°C左右，將堆體壓緊使有機成分處於厭氧條件下，防止出現礦質化，以利於肥力的保存；
C、堆肥產品後處理:
①堆肥半成品經過腐熟度檢測、質量檢測、安全檢測，達到要求後進入進一步加工工
序;
②水分調節:採用自然風乾、晾曬等方法使水分降低至30%以下；
③有機肥粉碎與篩分:粉碎後的粒度能通過60目篩；
④微量元素調整:針對不同作物的需求進行微量元素的調整，達到作物的正常生長需
求；
⑤加入功能性微生物:根據不同作物及市場需求加入不同的功能性微生物，製成含有生物活性具有特定肥料效應的微生物肥料；⑥混合攪拌後等待檢驗；
D、成品包裝入庫:
產品檢驗合格後計量包裝入庫；不合格的返回堆肥產品後處理過程重新進行處理。
[0023]所生產出來的有機肥中:有機質含量≥ 45%、總養分含量≥5%、水分含量≤30%,pH值為5.5~8.5 ;蛔蟲卵死亡率≥ 98%、糞大腸桿菌群數≤50個/g。其中:有機質含量為烘乾基質的質量分數；所述總養分為烘乾基質中的全氮、五氧化二磷、氧化鉀的總質量分數。
[0024]所生產出來的有機肥中，在每千克乾物質中，產品重金屬含量標準為:砷As ≤30、汞 Hg ≤ 5、鉛 Pb ≤ 100、鎘 Cd ≤ 3、鉻 Cr ≤300。
【權利要求】
1.一種利用豬糞生產有機肥的方法，包括原料預處理、堆肥發酵、堆肥產品後處理和成品包裝入庫，其具體生產工藝步驟如下: A、原料預處理: ①原料來源:養豬生產所產生的豬糞作為原料； ②調整碳氮比:將谷糠作為輔料進行碳氮比的調節，使C/N比值為28； ③調節水分含量:加入適量草木灰，在不影響碳氮比的情況下，將原料含水率降到60% ④加入EM菌種:菌種與豬糞原料的重量比值為1:7000~9000 ； B、堆肥發酵:採用好氧條垛式堆肥工藝進行堆肥發酵: ①根據場地需要，條垛寬度為1.2~2.2米、高度為1.0~2.0米，長度不限，在條堆時，需要將物料進行逐層均勻堆放； ②供氧控制:採用機械翻堆方式進行增氧，每隔兩天翻堆一次； ③溫度控制:最佳發酵溫度在55°C左右，實時檢測，一旦溫度超過設定值，必須及時翻堆； ④腐熟保肥階段:堆肥腐熟後，體積縮小，使堆溫下降至稍高於氣溫5°C左右，將堆體壓緊使有機成分處於厭氧條件下，防止出現礦質化，以利於肥力的保存； C、堆肥產品後處理: ①堆肥半成品經過腐熟度檢測、質量檢測、安全檢測，達到要求後進入進一步加工工序; ②水分調節:採用自然風乾、晾曬等方法使水分降低至30%以下； ③有機肥粉碎與篩分:粉碎後的粒度能通過60目篩； ④微量元素調整:針對不同作物的需求進行微量元素的調整，達到作物的正常生長需求； ⑤加入功能性微生物:根據不同作物及市場需求加入不同的功能性微生物，製成含有生物活性具有特定肥料效應的微生物肥料； ⑥混合攪拌後等待檢驗； D、成品包裝入庫: 產品檢驗合格後計量包裝入庫；不合格的返回堆肥產品後處理過程重新進行處理。
2.根據權利要求1所述的一種利用豬糞生產有機肥的方法，其特徵在於:所生產出來的有機肥中:有機質含量≥45%、總養分含量≥5%、水分含量≤30%, pH值為5.5~8.5 ;蛔蟲卵死亡率≥98%、糞大腸桿菌群數≤50個/g。
3.根據權利要求2所述的一種利用豬糞生產有機肥的方法，其特徵在於: 所述有機質含量為烘乾基質的質量分數；所述總養分為烘乾基質中的全氮、五氧化二磷、氧化鉀的總質量分數。
4.根據權利要求1所述的一種利用豬糞生產有機肥的方法，其特徵在於:所生產出來的有機肥中，在每千克乾物質中，產品重金屬含量標準為:砷As ≤ 30、萊Hg ≤ 5、鉛Pb ≤ 100、鎘 Cd ≤3、鉻 Cr≤ 300。
【文檔編號】C05F17/00GK103964942SQ201410144462
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】秦英林, 錢瑛, 秦英澤, 薛嶠, 陳俊傑, 紀磊洋 申請人:牧原食品股份有限公司