牛場(chǎng)有機(jī)廢棄物生物處理及有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)技術(shù)

張文君 劉兆輝 江麗華 仲子文

摘要:針對(duì)牛糞水分含量高、粗纖維素多、難發(fā)酵等問題,研制出一種高效生物發(fā)酵菌劑,對(duì)牛場(chǎng)有機(jī)廢棄物進(jìn)行高效生物堆肥化處理。通過對(duì)堆肥的穩(wěn)定度和腐熟度的深入研究,總結(jié)出一套完整的堆肥技術(shù)。根據(jù)發(fā)酵牛糞的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套完整的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)生產(chǎn)工藝要求選用配套設(shè)備,有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料的配方根據(jù)用途和土壤條件確定。

關(guān)鍵詞:有機(jī)廢棄物;發(fā)酵菌劑;堆肥化;生產(chǎn)工藝;有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥

中圖分類號(hào): S143.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):1006-6500(2009)01-000059-03

Biological Treatment of Cattle Pasture Organic Waste and Production Technology of Organic-inorganic Compound Fertilizer

ZHANG Wen-jun,LIU Zhao-hui,JIANG Li-hua,ZHONG Zi-wen

(Soil and Fertilizer Institute, Shandong Academy of Agriculture Sciences, Jinan 250100, China)

Abstract:Composting is one of the effective ways to reuse organic solid waste. In view of the high water and crude cellulose content and difficult to ferment of cattle feces, a kind of high-efficiency biological fermentation preparation was developed combined with Shandong North Earth Pasture Ltd. and was used to compost organic waste of cattle pasture high-efficiently.Through the thorough research of the stability and maturity of the compost, a series of integrative composting technology was worked out. Considering the characters of fermentation cattle feces, a series of integrative organic-inorganic compound fertilizer production technics was designed. Corresponding equipment was selected according to requirement of production technics. Formula of organic-inorganic compound fertilizer was established according to use and soil conditions.

Key words: organic waste; fermentation preparation; composting; production technics; organic-inorganic compound fertilizer

近年來,隨著集約化畜禽養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展,大型養(yǎng)牛場(chǎng)越來越多,牛糞產(chǎn)生量也在不斷增加。牛糞中含有豐富的氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì),也含有許多揮發(fā)性物質(zhì)、病原細(xì)菌微生物、寄生蟲卵及重金屬等。若牛糞未經(jīng)處理而直接施用于農(nóng)業(yè),會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人畜健康帶來負(fù)效應(yīng)。高溫好氧生物堆肥法以其成本低廉、能有效殺滅病原菌和除臭、改善畜禽廢物不良的物理性狀、使畜禽廢物減容和達(dá)到徹底穩(wěn)定化的效果等優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的關(guān)注,并已成為當(dāng)前畜禽廢物無害化和資源化的重要途徑之一。堆肥后有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的生產(chǎn)也便于運(yùn)輸和使用。

1 材料和方法

1.1 材 料

1.1.1發(fā)酵基質(zhì) 新鮮牛糞水分高,無法直接發(fā)酵,需添加干燥的草炭、粉煤灰等調(diào)節(jié)發(fā)酵基質(zhì)的水分和C/N(有機(jī)物料含有的碳和氮的比)。有機(jī)原料的理化性狀見表1。

1.1.2 高效生物發(fā)酵菌劑 通過不同菌株拮抗性試驗(yàn)、菌株配伍組合培養(yǎng)活性比較優(yōu)選試驗(yàn)、高活性復(fù)合菌劑配制試驗(yàn)、與同類菌劑發(fā)酵對(duì)比試驗(yàn)等,最終研究配制的高效生物發(fā)酵菌劑有纖維降解、糖化發(fā)酵、均體蛋白生成、益生代謝、快速腐解5種類型24個(gè)高效發(fā)酵菌株組合培養(yǎng)而成。它們之間具有復(fù)合培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)和協(xié)同發(fā)酵作用。用此發(fā)酵劑,外界環(huán)境在零下10 ℃的情況下,溫度仍能達(dá)到65 ℃。因?yàn)榘l(fā)酵速度快,發(fā)酵溫度高,轉(zhuǎn)化臭氣,抑制腐敗,殺滅蟲卵和致病菌,有機(jī)肥比較潔凈,熟化過程不產(chǎn)生任何二次污染。因此,對(duì)牛糞基料發(fā)酵轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料的效果突出。經(jīng)試驗(yàn),其對(duì)牛糞的生物降解能力較強(qiáng),通過物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生化指標(biāo)對(duì)腐熟度的評(píng)價(jià),均優(yōu)于其它同類菌劑。生產(chǎn)流程見圖1。

1.2 試驗(yàn)方法

用玉米毛、草炭、粉煤灰等輔助原料將堆料的水分百分比含量調(diào)節(jié)至55%左右,C/N調(diào)節(jié)到25~30∶1。加入0.2%高效生物發(fā)酵菌劑(用水稀釋10倍后均勻加入),摻混均勻,堆成條形堆,堆寬3~5 m,堆高1.2~1.5 m,堆長自定,料堆溫度開始上升時(shí)進(jìn)行首次翻倒,之后每48 h翻倒1次,發(fā)酵過程中溫度控制在65 ℃以下,經(jīng)過低溫—高溫—低溫過程,進(jìn)行一次發(fā)酵和二次發(fā)酵,溫度穩(wěn)定后進(jìn)行觀察。通過物理指標(biāo)(如顏色、氣味、溫度、粒度等)、化學(xué)指標(biāo)(C/N、NH3--N/NO3--N、陽離子交換量、有機(jī)酸、腐殖化程度等)和生物指標(biāo)(微生物量、種子發(fā)芽力等)進(jìn)行堆肥腐熟度評(píng)價(jià)。腐熟完全進(jìn)行粉碎,再加入無機(jī)肥料進(jìn)行有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的生產(chǎn)。

1.3 發(fā)酵參數(shù)

影響基質(zhì)發(fā)酵腐熟程度和發(fā)酵周期的因素很多,要想取得好的發(fā)酵結(jié)果,必須控制好發(fā)酵過程中的幾個(gè)主要參數(shù)(如含水率、C/N、溫度等)。具體數(shù)值見表2。

2 肥料生產(chǎn)

2.1有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝流程

有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)的工藝流程見圖2所示。

2.2 有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)肥料用途和土壤條件,確定生產(chǎn)的系列專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥,參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18877-2002制定本標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo),其它蛔蟲卵死亡率、大腸菌值、重金屬及中微量元素含量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。具體參數(shù)見表3。

2.3 造粒設(shè)備

有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的生產(chǎn)一般采用球形和柱狀兩種,生產(chǎn)球形顆粒對(duì)有機(jī)原料的細(xì)度、水分含量、有機(jī)原料的加入量要求高,成球率低,對(duì)微生物的破壞大,投資高等。而柱狀擠壓造粒設(shè)備對(duì)原料的細(xì)度、有機(jī)物的加入量要求低,對(duì)微生物的破壞小,不用添加其它黏結(jié)劑便可成粒,且成粒率高,投資相對(duì)較少。由于牛糞作為主要有機(jī)原料,其粒度粗,所以選用柱狀擠壓生產(chǎn)設(shè)備來制造有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。其他的廠家應(yīng)根據(jù)投資情況和有機(jī)原料的粒度粗細(xì)度來確定。

2.4 化學(xué)肥料

由于發(fā)酵物料中含有大量的有機(jī)物質(zhì),氮、磷、鉀含量相對(duì)較低,生產(chǎn)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥必須添加一些化學(xué)肥料。通過對(duì)氮、磷、鉀3類多種肥料的生產(chǎn)試驗(yàn)研究,以及大量有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥在蔬菜和果樹等經(jīng)濟(jì)作物上的應(yīng)用最終確定,尿素與硫酸銨合理搭配為氮肥的主要原料。普鈣具有良好的粘結(jié)性但含量低,磷酸一銨和磷酸二銨含量高但成粒率與抗壓強(qiáng)性較差,在選用磷肥時(shí),以普鈣和磷酸一銨或磷酸二銨合理搭配為宜。鉀肥一般選用氯化鉀和硫酸鉀,根據(jù)作物的忌氯情況,二者合理搭配使用。中微量元素的加入根據(jù)用途和土壤條件確定。

3 小 結(jié)

(1) 針對(duì)牛糞及與牛糞相似的有機(jī)原料生產(chǎn)出一種高效生物發(fā)酵菌劑,解決了牛糞水分含量高、粗纖維素多、難發(fā)酵等問題,取得較好的效果。

(2) 經(jīng)過研究,總結(jié)出一套完整的堆肥技術(shù),以及堆肥過程中的主要技術(shù)參數(shù)和堆肥腐熟度等技術(shù)指標(biāo)。

(3)根據(jù)牛糞的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一套完整的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝。

(4)根據(jù)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及作物的需肥特點(diǎn),確定了化學(xué)肥料的種類和有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)配方。

(5)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥在不同作物上的肥料效果和有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥對(duì)土壤的影響應(yīng)進(jìn)行深入的研究。

參考文獻(xiàn):

[1] 劉兆輝,江麗華,張玉蘭,等.秸稈顆粒肥料生產(chǎn)工藝的研究[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2001(增):25-26.

[2] 程金平,張?zhí)m英,李展強(qiáng),等.生活垃圾轉(zhuǎn)化生物有機(jī)肥及其對(duì)土壤的影響[J].廣州環(huán)境科學(xué),2002(3):25-27.

[3] 黃國鋒,鐘流舉,張振鈿,等.有機(jī)固體廢棄物堆肥的物理變化及腐熟度評(píng)價(jià)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2003(5):813-818.

[4] 萬魯長,吳德壽,史之煌,等.有機(jī)發(fā)酵配合肥的研制與應(yīng)用[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2001(增):35-37.

[5] 范春杰,劉懿善,孟慶春,等.新型顆粒生物有機(jī)肥的生產(chǎn)工藝研究[J].齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào),2002(9):22-24.

[6] 奚振邦.試論畜禽糞有機(jī)肥的產(chǎn)業(yè)化[J].磷肥與復(fù)肥,2000(9):45-47.