一种利用猪粪生产有机肥的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用猪粪生产有机肥的方法，步骤如下：A、原料预处理：猪粪作为原料，调整碳氮比为28，原料含水率降到60%，加入EM菌种；B、堆肥发酵：采用好氧条垛式堆肥工艺进行堆肥发酵；C、堆肥产品后处理：水分降至30%以下，粒度能过60目筛，加入微量元素或功能性微生物进行调整；D、成品包装入库。本发明所生产的有机肥，产品质量优异，严格符合商品有机肥的国家标准与行业标准：有机质含量≥45%、总养分含量≥5%、水分含量≤30%，pH值为5.5～8.5；蛔虫卵死亡率≥98%、粪大肠杆菌群数≤50个/g；所生产出来的有机肥中，在每千克干物质中，产品重金属含量标准为：砷As≤30、汞Hg≤5、铅Pb≤100、镉Cd≤3、铬Cr≤300。
【专利说明】一种利用猪粪生产有机肥的方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种有机肥的生产方法，特别是涉及一种利用猪粪生产有机肥的方法，属于有机肥深加工【技术领域】。
[0002]【背景技术】:
随着畜牧业的发展，规模化养猪场和养猪区的快速增加，随之而来的大量猪粪处理问题成为畜牧业的一大难题。以前主要是生态利用，将猪粪直接还田，随着生物发酵技术的发展，利用猪粪生产生物有机肥成为了一项新的措施。利用猪粪生产有机肥不但解决了大量猪粪堆积对环境造成的污染，也为绿色有机农业的发展提供了必要的有机肥。然而猪粪自然堆肥生产有机肥，不仅周期较长、而且由于其碳氮比的不合理，造成大量养分在堆肥过程中挥发丢失，同时也造成 空气污染。
[0003]
【发明内容】
:
本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种利用猪粪生产有机肥的方法，不仅提供了合理的碳氮比，而且能够减少猪粪熟化的养分损失，降低空气污染。
[0004]本发明为解决技术问题所采取的技术方案是:
一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括原料预处理、堆肥发酵、堆肥产品后处理和成品包装入库，其具体生产工艺步骤如下:
A、原料预处理:
①原料来源:养猪生产所产生的猪粪作为原料；
②调整碳氮比:将谷糠作为辅料进行碳氮比的调节，使C/N比值为28；
③调节水分含量:加入适量草木灰，在不影响碳氮比的情况下，将原料含水率降到60%
④加入EM菌种:菌种与猪粪原料的重量比值为1:7000~9000 ；
B、堆肥发酵:采用好氧条垛式堆肥工艺进行堆肥发酵:
①根据场地需要，条垛宽度为1.2~2.2米、高度为1.0~2.0米，长度不限，在条堆时，需要将物料进行逐层均匀堆放；
②供氧控制:采用机械翻堆方式进行增氧，每隔两天翻堆一次；
③温度控制:最佳发酵温度在55°C左右，实时检测，一旦温度超过设定值，必须及时翻
堆；
④腐熟保肥阶段:堆肥腐熟后，体积缩小，使堆温下降至稍高于气温5°C左右，将堆体压紧使有机成分处于厌氧条件下，防止出现矿质化，以利于肥力的保存；
C、堆肥产品后处理:
①堆肥半成品经过腐熟度检测、质量检测、安全检测，达到要求后进入进一步加工工
序;
②水分调节:采用自然风干、晾晒等方法使水分降低至30%以下；
③有机肥粉碎与筛分:粉碎后的粒度能通过60目筛；
④微量元素调整:针对不同作物的需求进行微量元素的调整，达到作物的正常生长需求；
⑤加入功能性微生物:根据不同作物及市场需求加入不同的功能性微生物，制成含有生物活性具有特定肥料效应的微生物肥料；
⑥混合搅拌后等待检验；
D、成品包装入库:
产品检验合格后计量包装入库；不合格的返回堆肥产品后处理过程重新进行处理。
[0005]所生产出来的有机肥中:有机质含量> 45%、总养分含量> 5%、水分含量≤30%,pH值为5.5~8.5 ;蛔虫卵死亡率≤98%、粪大肠杆菌群数≤50个/g。
[0006]所述有机质含量为烘干基质的质量分数；所述总养分为烘干基质中的全氮、五氧化二磷、氧化钾的总质量分数。
[0007]所生产出来的有机肥中，在每千克干物质中，产品重金属含量标准为:砷As <30、汞 Hg ≤ 5、铅 Pb ( 100、镉 Cd ( 3、铬 Cr ( 300。
[0008]本发明的积极有益效果如下:
1、猪粪堆肥的碳氮比设为28:
在本发明的堆肥过程中，碳素是堆肥微生物的基本能量来源，也是微生物细胞构成的基本材料。堆肥微生物在分解含碳有机物的同时，利用部分氮素来构建自身细胞体，氮还是构成细胞中蛋白质、核酸、氨基酸、酶、辅酶的重要组成部分。合理的碳氮比是高效堆肥发酵的前提。C/N过高，微生物生长繁殖所需的氮素来源受到限制，微生物繁殖速度低，有机物分解速度慢，发酵时间长；有机原料损失大，腐殖质化系数低；并且还会导致堆肥产品C/N过高，施入土壤后易造成土壤缺氮，从而影响作物生长发育。C/N比过低，微生物生长繁殖所需的能量来源受到限制，发酵温度上升缓慢，氮过量并以氨气的形式释放，有机氮损失大，还会散发难闻的气味。合理调节堆肥原料中的碳氮比，是加速堆肥腐熟，提高腐殖化系数的有效途径，经过发明人长期的实际生产与研究经验，对猪粪堆肥的C/N比设为28，利用比较廉价并且有机物含量高、吸附能力强的谷糠为辅料进行碳氮比调节。
[0009]2、将原料含水率降到60%:
堆肥过程中保持适宜的水分含量，是堆肥制作成功的首要条件。由于微生物大都缺乏保水机制，所以对水分极为敏感，当水分含量在35%~40%之间时，堆肥微生物的降解速率会显著下降，但水分下降到30%以下时，降解过程会完全停止。通常有机物吸水后膨胀变软化，有利于微生物分解；水分在堆肥中移动时，所带菌体也会向四周移动和扩散，并为微生物的繁殖创造条件。水分太少，微生物活动受到限制，影响堆肥速度；水分太多，会堵塞堆肥物料间空隙，影响其通透性，易形成厌氧状况，并产生臭气，养分损失大，堆肥也同样缓慢。为此保持适当的水分和孔隙率是平衡堆肥过程的重要手段。要保证足够的生物稳定性，必须有足够的水分含量，但不能高到由于自由通气空隙量减少而导致氧气传输量下降的状态，进而降低生物活性。堆肥过程中不同的原料具有不同的最适水分上限，并由这些原料的粒径和结构特性所决定。为保持较高的发酵效率，发明人根据大量的实际生产经验，结合猪粪的粒径和结构特性，得到最适宜的原料水分含量发酵上限为60%，通过加入适量草木灰在不影响C/N的情况下，将原料含水率降到60%左右，为高效的堆肥发酵奠定了基础。
[0010]3、加入适量的EM菌剂:
本发明在堆肥原料中加入了日本生产的EM混合菌剂，提高了发酵效率，缩短了发酵时间，减少了营养元素的损失，使产品质量更高、更稳定。
[0011]4、本发明的发酵基本过程:
本发明的堆肥发酵过程共分为4个阶段:
①升温阶段:这个过程一般指堆肥过程的初期，在该阶段，堆肥温度逐步从环境温度上升到45 V左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括细菌、真菌和放线菌，分解底物以糖类和淀粉为主，期间能发现真菌的子实体，也有动物及原生动物来参与分解。
[0012]②高温阶段:堆温升至45°C以上即进入高温阶段，在这一阶段，嗜温微生物受到抑制甚至死亡，而嗜热微生物则上升为主导微生物。堆肥中残留的和新生成的可溶性有机物质继续被氧化分解，复杂的有机物如半纤维素-纤维素和蛋白质也开始被强烈分解。微生物的活动交替出现，通常在50°C左右时最活跃的是嗜热性真菌和放线菌，温度上升到600C时真菌几乎完全停止活动，仅有嗜热性细菌和放线菌活动，温度升到70°C时大多数嗜热性微生物已不再适应，并大批进入休眠和死亡阶段。本发明采用现代化的工艺生产有机肥，最佳发酵温度在55°C左右，大多数微生物在该温度范围内最活跃最易分解有机物，而病原菌和寄生虫大多数在此温度下可被杀死。
[0013]③降温阶段:高温阶段必然造成微生物的死亡和活动减少，自然进入低温阶段。在这一阶段，嗜温性微生物又开始占据优势，对残余较难分解的有机物作进一步的分解，但微生物活性普遍下降，堆体发热量减少，温度开始下降，有机物趋于稳定化，需氧量大大减少，堆肥进入腐熟或后熟阶段。
[0014]④腐熟保肥阶段:此时有机物大部分已经分解和稳定，温度下降，为了保持已形成的腐殖质和微量的氮、磷、钾肥等，要使腐熟的肥料保持平衡。堆肥腐熟后，体积缩小，使堆温下降至稍高于气温5°C左右，将堆体压紧使有机成分处于厌氧条件下，防止出现矿质化，以利于肥力的保存。
[0015]5、发酵过程的控制:
①供氧控制:本发明采用的是好氧式发酵工艺，为保持发酵的高效进行，必须保证对堆料进行充足的供氧。工业化堆肥一般不太可能通过空气的自然渗透来满足堆肥有机物生化反应对氧气的需要，必须采取相应的辅助增氧措施，本发明采用的是机械翻堆方式进行增氧。条垛式堆肥由于堆体与空气接触面大，一般通过翻堆就能满足其供氧的需要。翻堆的频率结合物料性质以及堆温变化，确定每隔两天翻堆一次。
[0016]②温度控制:堆肥的温度变化是反映发酵是否正常最直接、最敏感的指标。对堆肥的温度变化的要求是:前期温度上升平稳、中期高温维持适度、后期温度下降缓慢。本发明主要通过机械翻堆来调控发酵的温度，遵循“时到不等温、温到不等时”的原则，即在堆肥前期，即使发酵起温缓慢甚至不起温，48小时后也必须翻堆，避免堆体形成厌氧环境，在堆肥中后期，一旦温度超过设定值，必须及时翻堆，不能等达到设定时间后再翻堆。
[0017]6、堆肥产品后处理:堆肥半成品经过腐熟度检测、质量检测、安全检测后进入后续的进一步加工和包装阶段:
①水分调节:堆肥腐熟的产品含水率依然很高，需降低水分至30%以下再进行后续的加工，本发明采用的是自然风干、晾晒等方法。
[0018]②粉碎过筛:对腐熟的堆料进行粉碎过筛，以去除机械杂质并使肥料形成可以通过60目筛的粒 度，更有利于农作物的吸收利用。[0019]③加入中微量元素:本发明生产的有机肥营养元素虽然已经很齐全，但部分元素含量低于作物的正常生长需求，需要根据不同的作物生长需求并专门针对各种作物进行测土配方后，加入各种水溶性或螯合态的中微量元素如:硫、铁、锌、镁、钙、硼、锰、钥、氯等，保证作物的正常生长并能提高作物产品的内外在品质和增加作物的抗逆性。
[0020] ④加入功能性微生物:根据不同作物及市场需求加入不同的功能性微生物如:固氮菌、解磷菌、硅酸盐细菌、光合细菌、芽孢杆菌、抗生菌、VA菌根真菌、根际促生细菌以及复合微生物等，以制备成含有生物活性具有特定肥料效应的微生物肥料，以适应各类农作物的需求。
[0021]7、本发明生产的有机肥，产品质量优异，严格符合商品有机肥的有益成分含量、无害化安全、有害物质安全限量的国家标准与行业标准。所生产出来的有机肥中:有机质含量≤45%、总养分含量≤5%、水分含量≤30%, pH值为5.5~8.5 ;蛔虫卵死亡率≤98%、粪大肠杆菌群数< 50个/g ;所生产出来的有机肥中，在每千克干物质中，产品重金属含量标准为:砷 As ( 30、汞 Hg ( 5、铅 Pb ( 100、镉 Cd ( 3、铬 Cr ( 300。
[0022]【具体实施方式】:
实施例:一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括原料预处理、堆肥发酵、堆肥产品后处理和成品包装入库，其具体生产工艺步骤如下:
A、原料预处理:
①原料来源:养猪生产所产生的猪粪作为原料；
②调整碳氮比:将谷糠作为辅料进行碳氮比的调节，使C/N比值为28；
③调节水分含量:加入适量草木灰，在不影响碳氮比的情况下，将原料含水率降到60%
④加入EM菌种:菌种与猪粪原料的重量比值为1:7000~9000 ；
B、堆肥发酵:采用好氧条垛式堆肥工艺进行堆肥发酵:
①根据场地需要，条垛宽度为1.2~2.2米、高度为1.0~2.0米，长度不限，在条堆时，需要将物料进行逐层均匀堆放；
②供氧控制:采用机械翻堆方式进行增氧，每隔两天翻堆一次；
③温度控制:最佳发酵温度在55°C左右，实时检测，一旦温度超过设定值，必须及时翻
堆；
④腐熟保肥阶段:堆肥腐熟后，体积缩小，使堆温下降至稍高于气温5°C左右，将堆体压紧使有机成分处于厌氧条件下，防止出现矿质化，以利于肥力的保存；
C、堆肥产品后处理:
①堆肥半成品经过腐熟度检测、质量检测、安全检测，达到要求后进入进一步加工工
序;
②水分调节:采用自然风干、晾晒等方法使水分降低至30%以下；
③有机肥粉碎与筛分:粉碎后的粒度能通过60目筛；
④微量元素调整:针对不同作物的需求进行微量元素的调整，达到作物的正常生长需
求；
⑤加入功能性微生物:根据不同作物及市场需求加入不同的功能性微生物，制成含有生物活性具有特定肥料效应的微生物肥料；⑥混合搅拌后等待检验；
D、成品包装入库:
产品检验合格后计量包装入库；不合格的返回堆肥产品后处理过程重新进行处理。
[0023]所生产出来的有机肥中:有机质含量≥ 45%、总养分含量≥5%、水分含量≤30%,pH值为5.5~8.5 ;蛔虫卵死亡率≥ 98%、粪大肠杆菌群数≤50个/g。其中:有机质含量为烘干基质的质量分数；所述总养分为烘干基质中的全氮、五氧化二磷、氧化钾的总质量分数。
[0024]所生产出来的有机肥中，在每千克干物质中，产品重金属含量标准为:砷As ≤30、汞 Hg ≤ 5、铅 Pb ≤ 100、镉 Cd ≤ 3、铬 Cr ≤300。
【权利要求】
1.一种利用猪粪生产有机肥的方法，包括原料预处理、堆肥发酵、堆肥产品后处理和成品包装入库，其具体生产工艺步骤如下: A、原料预处理: ①原料来源:养猪生产所产生的猪粪作为原料； ②调整碳氮比:将谷糠作为辅料进行碳氮比的调节，使C/N比值为28； ③调节水分含量:加入适量草木灰，在不影响碳氮比的情况下，将原料含水率降到60% ④加入EM菌种:菌种与猪粪原料的重量比值为1:7000~9000 ； B、堆肥发酵:采用好氧条垛式堆肥工艺进行堆肥发酵: ①根据场地需要，条垛宽度为1.2~2.2米、高度为1.0~2.0米，长度不限，在条堆时，需要将物料进行逐层均匀堆放； ②供氧控制:采用机械翻堆方式进行增氧，每隔两天翻堆一次； ③温度控制:最佳发酵温度在55°C左右，实时检测，一旦温度超过设定值，必须及时翻堆； ④腐熟保肥阶段:堆肥腐熟后，体积缩小，使堆温下降至稍高于气温5°C左右，将堆体压紧使有机成分处于厌氧条件下，防止出现矿质化，以利于肥力的保存； C、堆肥产品后处理: ①堆肥半成品经过腐熟度检测、质量检测、安全检测，达到要求后进入进一步加工工序; ②水分调节:采用自然风干、晾晒等方法使水分降低至30%以下； ③有机肥粉碎与筛分:粉碎后的粒度能通过60目筛； ④微量元素调整:针对不同作物的需求进行微量元素的调整，达到作物的正常生长需求； ⑤加入功能性微生物:根据不同作物及市场需求加入不同的功能性微生物，制成含有生物活性具有特定肥料效应的微生物肥料； ⑥混合搅拌后等待检验； D、成品包装入库: 产品检验合格后计量包装入库；不合格的返回堆肥产品后处理过程重新进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于:所生产出来的有机肥中:有机质含量≥45%、总养分含量≥5%、水分含量≤30%, pH值为5.5~8.5 ;蛔虫卵死亡率≥98%、粪大肠杆菌群数≤50个/g。
3.根据权利要求2所述的一种利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于: 所述有机质含量为烘干基质的质量分数；所述总养分为烘干基质中的全氮、五氧化二磷、氧化钾的总质量分数。
4.根据权利要求1所述的一种利用猪粪生产有机肥的方法，其特征在于:所生产出来的有机肥中，在每千克干物质中，产品重金属含量标准为:砷As ≤ 30、萊Hg ≤ 5、铅Pb ≤ 100、镉 Cd ≤3、铬 Cr≤ 300。
【文档编号】C05F17/00GK103964942SQ201410144462
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】秦英林, 钱瑛, 秦英泽, 薛峤, 陈俊杰, 纪磊洋 申请人:牧原食品股份有限公司