一种采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法技术

本发明专利技术涉及一种采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法，所述方法包括以下步骤：农林废弃物的预处理步骤：将高木质素废弃物粉碎，投入筒式混料机与人畜禽粪便混拌协同配合，在混拌过程中加入酶菌复合发酵剂，调节农林废弃物备料的含水率、碳氮比、容重得到发酵原料；发酵原料的堆放步骤；原料发酵步骤：发酵周期为25

【技术实现步骤摘要】
一种采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法


[0001]本申请涉及农业堆肥制备领域，具体涉及一种采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法。

技术介绍

[0002]堆肥是一种好氧发酵处理有机废弃物的方法,主要是在人工控制下,在一定的水分、C/N比和通气条件下通过微生物的发酵作用,将有机物转变转变成肥料的过程。在这种堆肥化过程中,有机物由不稳定状态转化为稳定的腐殖质物质,用作肥料和改良土壤。研究表明，当前我国有机肥料基础资源每年超过50亿吨，其中畜禽粪尿约30亿吨(鲜)，秸秆约10亿吨(风干)，饼肥约0.2亿吨，餐厨垃圾约9000多万吨，园林废弃物约5000万吨。其中高木质素农林废弃物因为木质素含量高抗降解性强，目前常用的堆肥常用菌剂很难有效分解，而且由于呼吸作用加大了碳氮排放引起养分损失。
[0003]堆肥作为废弃物资源化利用的关键技术已经得到广泛应用，但好氧堆肥过程中仍然会产生和排放包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)在内的多种有害气体，这不仅在一定程度上造成二次污染，而且造成资源的浪费，降低了堆肥的质量和得率。堆肥过程能形成腐植酸，但腐殖质类物质的合成需要低氧条件，目前采用的典型的好氧堆肥过程普遍分为3个阶段，每个阶段由不同的微生物优势种群降解不同的有机质成分，三个阶段均需要耗氧通气，微生物的过速过量分解不利于腐植酸类大分子物质的合成。因此常用堆肥发酵技术不能找到有效分解高木质素原料的微生物
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酶复合堆肥发酵剂，原料发酵时间长，未能精准控制腐植酸大分子的合成，不能有效解决微生物分解过程中出现的碳氮气体高排放量、堆肥得率低、堆肥中腐植酸含量少的问题。
[0004]CN110423157A公开了一种生物有机肥加工工艺，本专利技术通过获取土霉素菌渣、自然堆放、前处理、好氧发酵、陈化、造粒、烘干、冷却、包衣和包装几个步骤完成生物有机肥的加工，采用好氧堆肥技术，利用微生物的作用先将固废中易腐化的有机物质进行分解，转变成富含有机质和含有一定量氮、磷、钾等营养元素的熟料。但是好氧发酵阶段并没有采用控温控氧操作，不能实现低排放、强腐殖化的效果。
[0005]CN102740986B公开了一种分解有机物的方法：准备作为分解对象的有机物的工序，以及对所述有机物施用母细胞溶解酶群的工序，其中所述母细胞溶解酶群是伴随者产孢子好氧细菌的孢子形成而细胞溶解中生成的。虽然公开了胞内酶对有机质具有降解能力，但是并没有针对木质素降解进行进一步的研究，也没有给出将胞内酶用于堆肥发酵的应用方法。
[0006]肠杆菌降解木质素机制的研究，朱盛伟，《北京化工大学硕士研究生论文》，2019年，研究了肠杆菌对木质素的降解能力。在不同碳源中研究了肠杆菌的生长特性,通过对木质素溶液降解和脱色的测定,酶活的测定,降解产物的检测,评价了肠杆菌降解木质素的能力,结果显示,胞内酶对木质素溶液的降解率可达75%,脱色达到85%,胞外酶活十分有限,胞内酶能检测到漆酶和过氧化物酶,后者活力较高,最高可达150U/L,降解产物中只检测到了
少量的芳香族化合物,肠杆菌对木质素的降解能力有限。
[0007]CN111072409A公开了一种低排放静态控氧强化腐殖化堆肥的方法，该方法仅采用的复合微生物菌剂做堆肥预处理，并且传统三阶段发酵方式，发酵时间较长，缺失促进大分子腐殖质类物质合成环节的工艺环境控制，对营养物质的利用不充分，在发酵第三阶段排气量较大，造成不必要的浪费。
[0008]因此，研究一种使用木质素降解速率更高的酶菌复合发酵剂进行农林废弃物预处理，配合精准控制各阶段的温度和通气的堆肥制备方法，解决在堆肥制备过程中解决人畜禽粪便发酵产生的恶臭气味，高木质素废弃物难降解，碳氮气体的排放量高，堆肥质量低等种种技术难题，最终有效将农林废弃物循环利用，对实现碳中和，促进农业可持续发展均具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本申请的专利技术目的是：原料采用人畜禽粪便和高木质素废弃物协同配合，通过对堆肥原料采用酶菌复合发酵剂进行预处理，时间
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温度
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氧气通量的调节控制，减少人畜禽粪便原料发酵产生的恶臭气味，实现高木质素原料快速降解，能在发酵初期大量形成腐植酸前体物质
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醌类物质，强化腐植酸类大分子有机物合成，大大提高了堆肥中腐植酸的含量。同时克服最终堆肥产品得率底、易氧化有机质和腐植酸含量低的缺点；解决传统高木质素原料难降解，堆肥过程中二氧化碳(CO2)、甲烷 (CH4)、氧化亚氮(N2O)等有害气体排放量高，营养物质流失的技术问题。
[0010]为实现上述专利技术目的，解决上述技术问题，本专利技术提供一种采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：农林废弃物的预处理步骤：将不同高木质素废弃物分别粉碎至粒径＜5cm的颗粒，投入筒式混料机与人畜禽粪便混拌10
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15分钟，高木质素废弃物与人畜禽粪便的质量比为1:7
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3:7，在混拌过程中加入占混料总量5
‑
10
‰
的酶菌复合发酵剂，所述酶菌复合发酵剂包含木质素降解复合菌剂和地衣芽孢杆菌胞内酶粗提液，混拌完成后，调节农林废弃物备料的55
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65％、碳氮比为25
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30：1、容重为500
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700kg/m3，得到发酵原料；发酵原料的堆放步骤：将发酵原料堆放在发酵容器内，在发酵容器的底部装有与气泵相连的高压曝气管，空气供气量通过空气流量计进行控制；原料发酵步骤：堆肥发酵原料在发酵过程无翻抛和无转运，发酵周期为25
‑
35天，发酵分为四阶段进行，分别对四个发酵阶段控制温度和高压供气量;A.升温高氧阶段：调节原料温度快速升高至65℃以上，高压曝气管的供气量为0.42
‑
0.47m3/h/m3，发酵时间4
‑
6天；B.高温低氧阶段：控制堆肥原料温度保持在70
‑
80℃之间，调节曝气供气量为0.20
‑
0.25m3/h/m3，发酵时间6
‑
9天；C.降温贫氧阶段：控制堆肥原料温度逐渐下降至40℃以下，调节供气量为0.05
‑
0.15m3/h/m3，发酵时间7
‑
10天；D.常温静置阶段：控制堆肥原料温度降低至常温，停止曝气，静置，发酵时间7
‑
10天，完成发酵。
[0011]进一步的，所述人畜禽粪便由人粪、牛粪、猪粪、鸡粪中的一种或多种组成；所述高木质素废弃物由树木修剪枝、树皮、椰壳、竹粉、菌棒、花生壳的一种或多种组成。
[0012]进一步的，所述酶菌复合发酵剂中木质素降解复合菌剂由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、白腐菌、克雷伯氏菌、甲苯单胞菌、假单胞菌、红色链霉菌、嗜热侧孢霉菌、酿酒酵母
菌中的一种或多种组合，木质素降解复合菌剂有效活菌数≥1.00
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：农林废弃物的预处理步骤：将不同高木质素废弃物分别粉碎至粒径＜5cm的颗粒，投入筒式混料机与人畜禽粪便混拌10
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15分钟，高木质素废弃物与人畜禽粪便的质量比为1:7
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3:7，在混拌过程中加入占混料总量 5
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的酶菌复合发酵剂，所述酶菌复合发酵剂包含木质素降解复合菌剂和地衣芽孢杆菌胞内酶粗提液，混拌完成后，调节农林废弃物备料的含水率为55
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65％、碳氮比为25
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30：1、容重为500
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700kg/m3，得到发酵原料；发酵原料的堆放步骤：将发酵原料堆放在发酵容器内，在发酵容器的底部装有与气泵相连的高压曝气管，空气供气量通过空气流量计进行控制；原料发酵步骤：发酵原料在发酵过程无翻抛和无转运，发酵周期为25
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35天，发酵分为四阶段进行，分别对四个发酵阶段控制温度和高压供气量;A.升温高氧阶段：调节原料温度快速升高至65℃以上，高压曝气管的供气量为0.42
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0.47m3/h/m3，发酵时间4
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6天；B.高温低氧阶段：控制堆肥原料温度保持在70
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80℃之间，调节曝气供气量为0.20
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0.25m3/h/m3，发酵时间6
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9天；C.降温贫氧阶段：控制堆肥原料温度逐渐下降至40℃以下，调节供气量为0.05
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0.15m3/h/m3，发酵时间7
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10天；D.常温静置阶段：控制堆肥原料温度降低至常温，停止曝气，静置，发酵时间7
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10天，完成发酵。2.如权利要求1所述的采用酶菌复合发酵剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法，其特征在于，所述人畜禽粪便由人粪、牛粪、猪粪、鸡粪中的一种或多种组成；所述高木质素废弃物由树木修剪枝、树皮、椰壳、竹粉、菌棒、花生壳中的一种或多种组成。3.如权利要求1所述的采用酶菌复合剂进行四阶段式发酵的堆肥制备方法，其特征在于，所述酶菌复合发酵剂中木质素降解复合菌剂由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、白腐菌、克雷伯氏菌、甲苯单胞菌、假单胞菌、红色链霉菌、嗜热侧孢霉菌、酿酒酵母菌中的一种或多种组合，木质素降解复合菌剂有效活菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：于家伊，张文，刘墨，任忠秀，
申请(专利权)人：北京四良科技有限公司，
类型：发明
国别省市：