[發明專利]一種促進有機質降解、加速堆肥腐熟方法及其裝置

在審

• 申請號: 201810239714.6
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108314482A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 郭榮波;李旭;師曉爽;楊智滿;許曉暉
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C05F15/00
• 分類號: C05F15/00;C05F17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎;周秀梅

本發明屬于堆肥技術領域，具體地說是一種提高有機質減量化和加速堆肥腐熟化的方法及其裝置。將陶粒與堆肥混合物混勻，在50?60℃下進行連續高溫好氧周期堆肥；所述添加陶粒比例(濕重)在10％?20％之間。本發明操作簡單，添加材料廉價易得，不僅能縮短堆肥周期，還能減少臭氣的排放，保證堆肥有充足的N營養元素，更重要的是該方法堆肥后的陶粒可篩分后(稱為生物陶粒，富含有利于堆肥的微生物)進行重復利用，堆肥效果可進一步加強，減少堆肥成本。

技術領域

本發明屬于堆肥技術領域，具體地說是一種提高有機質減量化和加速堆肥腐熟化的方法及其裝置。

背景技術

我國每年畜禽糞便的產量達20.1億噸，秸稈達6億噸。其中畜禽糞便占農業固體廢棄物總量的50％以上，是生產有機肥的主要原料，而農業秸稈是堆肥化過程的主要膨松劑，可以增加堆體的孔隙度，調節C/N比和含水量。有機固體廢棄物若不加處理隨意堆積或排放會嚴重污染大氣、土壤和水體，堆肥化是微生物共同發揮作用、有控制地促進固體廢棄物中可降解有機質轉化為穩定的腐殖質，同時殺死病原菌和雜草種子的過程。農業有機固體廢棄物經好氧堆肥處理后施用于土壤可以改善土壤的理化性質，增加土壤營養成分，促進作物生長與提高產率。但傳統堆肥方法進程緩慢，通常需要幾個月甚至更長時間才能達到腐熟要求，并且伴隨有大量的氨氣揮發，不僅導致氮營養素大量損失，還會污染環境。

溫度可以直接影響微生物的活性和組成結構，是堆肥過程最重要的參數之一。根據溫度可將堆肥過程劃分為中溫期、高溫期(一般要求達到55℃)、降溫期和腐熟期四個階段，其中高溫期是有機質降解最劇烈的階段，也是堆肥無害化處理的必經階段。研究表明(Miyatake,F.and Iwabuchi,K.(2006)Effect of compost temperature on oxygenuptake rate,specific growth rate and enzymatic activity of microorganisms indairy cattle manure.Bioresour Technol 97(7),961-965.)堆體溫度在50-60℃時具有最大的堆肥活性，并且高溫可以殺死畜禽糞便中的病原微生物以及農作物秸稈中的雜草種子。連續高溫好氧堆肥是一種控制堆肥初始溫度達到(50-60℃)來提高微生物活性、促進有機質降解、加快堆肥穩定和腐熟的有效方法。但是Eklind等(Eklind,Y.,Sundberg,C.,S.,Steger,K.,Sundh,I.,Kirchmann,H.and H.(2007)Carbon turnoverand ammonia emissions during composting of biowaste at differenttemperatures.Journal of environmental quality 36(5),1512-1520.)研究發現隨著溫度和有機質降解率的升高，堆體中氨氣揮發量也相應增加。因此連續高溫好氧堆肥雖可以促進有機質的降解，但是如何減少有機質大量降解過程中氨氣的揮發有待解決。

多孔介質添加劑是目前堆肥研究的熱點內容。多孔介質具有較復雜的孔隙結構和高比表面積，能為微生物和營養物質等提供大量的附著位點；有些多孔介質內部和表面還含有豐富的活性基團，具有很好的吸附性，可以吸附NH₄⁺；多孔材料作為一種輕質疏松的材料，可以調節堆體的孔隙度，提高堆體氣質交換能力，維持好氧環境。由于其諸多優異的理化性質，多孔材料用于堆肥，可以為微生物的生長和繁殖提供一個很好的生長與繁殖環境，充分發揮堆體微生物活性，有效縮短堆肥進程，還能吸附氨氣，減少堆體N營養素的損失。

公開日為2014-05-14公開號為CN103787750A名稱為一種生物炭畜禽糞便堆肥調理劑及其制備和使用方法的專利利用玉米芯、稻殼、花生殼等燒制而成的生物炭作為堆肥添加劑，可促進堆肥腐熟、減少氨氣揮發，但是生物炭的制作成本較高，且生物炭易碎物理結構不穩定無法重復利用。公開日為2014-06-18公開號為CN103864485A名稱為一種粉煤灰-秸稈有機復合輔料的制備方法和應用利用粉煤灰作為堆肥添加劑，雖然粉煤灰價格較低，但是粉煤灰為粉末狀無法回收重復利用。