[发明专利]一种农业废弃物堆肥化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及农业废弃物的处理与利用，尤其涉及一种利用农业废弃物堆肥的工艺方法。

背景技术

农业废弃物是指在整个农业生产过程中被废弃的有机类物质，主要包括：农林生产过程中产生的植物残余类废弃物；牧、渔业生产过程中产生的动物类残余废弃物；农业加工过程中产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等。从总量和组成上，主要包括农作物秸秆和畜禽废弃物。农业废弃物的处理与利用问题，一直是近几年污染防治和资源化利用领域研究的重要课题。

秸秆不仅普遍具有较高的热值和粗纤维，且含丰富的有机碳、N、P、K、Mg、Ca等营养元素，因而有着很好的利用价值。从能源角度，相当于3.5亿t标准煤。目前已在推广或研究中的秸秆利用方式有很多种。主要可分为以下几类，一是秸秆还田技术，二是饲料化利用技术，三是能源化利用技术，四是材料化利用技术。

畜禽废物包括牲畜、禽类养殖产生的固体废物、废水。目前，我国对固态畜禽废物的处理方式主要有以下几种。一是直接还田利用，这是我国传统的利用方式。但这种方式由于畜禽废物一年四季均衡产生，存在与农作季节性需肥不相协调的矛盾，此外，还会影响环境卫生，利用不当会带来地表水和地下水的营养盐污染等。因此，总体上目前趋向于经适当处理后再农业利用；二是直接堆肥化处理。直接堆肥是处理各种有机废弃物的传统方法之一，但存在周期长，用工多等问题；三是人工好氧发酵与厌氧生物处理。畜禽废弃物经生物发酵转化为商品有机肥料，符合废弃物治理减量化、资源化、无害化和生态化的原则。但目前发酵工艺及配套设备有待进一步提高，发酵有机肥虽然肥效好，但与晾晒、直接烘干和自然堆沤方法比较，其生产成本明显偏高，这是影响其市场占有率的主要原因。厌氧生物处理也存在反应速度慢，转化效率低等问题，因而需要开发经济实用的发酵工艺及其配套设备，提高处理效率，降低生产成本。四是循环利用与生态处理技术。如利用鸡粪等动物粪便经处理后作为饲料循环利用，以及利用畜禽粪便养殖蚯蚓，其产物蚯蚓可直接用于饲养鱼、鸡、鸭、鹅，也可以加工成干粉状动物蛋白等。但作为畜禽粪便作为饲料，还存在一些技术问题需要解决。

虽然目前有关农业废弃物的处理与利用方法很多，但成本低、经济合理、适合市场化经营推广的方法并不多。总体上，农业废弃物的堆肥化处理仍然是经济实用的处理与利用方式。

堆肥化是在人工控制条件下，在一定的水分、C/N比和通风条件下通过微生物的发酵作用，将有机物转变为肥料的过程。在这种堆肥化过程中，有机物由不稳定状态转化为稳定的产物，对环境尤其是土壤不构成危害。

在堆肥过程中，农业废弃物中的溶解性有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而被微生物所吸收，固体的和胶体的有机物先附着在微生物体外，由生物所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再渗入细胞。微生物通过自身的生命代谢活动，进行分解代谢(氧化还原过程)和合成代谢(生物合成过程)把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出生物生长活动所需的能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体。

用于处理有机物料的堆肥系统有许多种，其分类方法也有多种。按堆肥系统微生物需氧与否可分为好氧堆肥化与厌氧发酵；按堆料所处的状态可分为静态堆肥化和动态堆肥化；按物料流动形式可分为间歇式堆肥和连续式堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥和敞开式堆肥。也有人提出了一种较为直观简便的分类方法，将堆肥系统分为：条垛式堆肥系统，通风静态垛系统和反应器系统(或发酵仓系统)等。

国外在这一领域的研究也有了半个多世纪，由于规模化饲养业的迅速发展，为了适应大量而快速处理有机废物的需要，工厂化堆肥形式应用较多，其工艺流程包括固液分离-物料预处理-发酵-干燥-粉碎-包装等工序。最近的研究大都侧重于调控条件和工艺参数、干燥技术及检测指标等方面。如工艺过程中的物料性状、环境条件、生物因素、物理因素、和经济因素的影响，以及物料中氮的转化与控制、微生物制剂在工厂化工艺中的应用等。但人工的好氧反应器存在投资大、能源高等问题。