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微生物 有机肥生产工艺流程

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微生物 有机肥生产工艺流程

发布日期:2018-07-10 作者: 点击:

一、微生产原 理和微生物学过程

生物有机肥  

1、基本原理

  好氧发 酵是在有氧条件下,好氧微 生物通过自身的分解代谢和合成代谢过程,将一部 分有机物分解氧化成简单的无机物,从中获 得微生物新陈代谢所需要的能量,同时将 一部分的有机物转化合成新的细胞物质,使微生物生长繁殖,产生更 多的生物体的过程。发酵的 结果是废弃物中有机物向稳定化程度较高的腐殖质方向转化。

  2、微生物学过程

  好氧发 酵的微生物学过程可大致分为三个阶段,每个阶 段都有其独特的的微生物类群:

  1)产热阶段(中温阶段,升温阶段)

  发酵初期(通常在1-3天),肥堆中 嗜温性微生物利用可溶性和易降解性有机物作为营养和能量来源,迅速增殖,并释放出热能,使肥堆温度不断上升。此阶段温度在室温至45℃范围内,微生物以中温、需氧型为主,通常是 一些无芽胞细菌。微生物类型较多,主要是细菌、真菌和放线菌。其中细 菌主要利用水溶性单糖等,放线菌 和真菌对于分解纤维素和半纤维素物质具有特殊的功能。

  2)高温阶段

  当肥堆温度上升到45℃以上时,即进入高温阶段。通常从堆积发酵开始,只须2-3天时间 肥堆温度便能迅速地升高到55℃,1周内堆温可达到高值(高温可达80℃)。嗜温性 微生物受到抑制,嗜热性 微生物逐渐取而代之。除前一 阶段残留的和新形成的可溶性有机物继续分解转化外,半纤维素、纤维素、蛋白质 等复杂有机物也开始强烈分解。在50℃左右进 行活动的主要是嗜热性真菌和放线菌;温度上升到60℃时,真菌几 乎完全停止活动,仅有嗜 热性放线菌和细菌活动;温度上升到70℃以上时,大多数 嗜热性微生物已不适宜,微生物 大量死亡或进入休眠状态。此时,产生的热量减少,堆温自动下降。当堆温降至70℃以下时,处于休 眠状态的嗜热性微生物又重新活动,继续分 解难分解的有机物,热量又增加,堆温就 处于一个自然调节的、延续较久的高温期。

  高温对 于发酵的快速腐熟起到重要作用,在此阶 段中发酵内开始了腐殖质的形成过程,并开始 出现能溶解于弱碱的黑色物质。C/N比明显下降,肥堆高度随之降低。通过高 温能有效杀灭有机废弃物中病原物,按我国 高温发酵卫生标准(GB7959-87),要求发酵高温度达50-55℃以上,持续5-7d。

  3)腐熟阶段

  在高温阶段末期,只剩下 部分较难分解的有机物和新形成的腐殖质,此时微生物活性下降,发热量减少,温度下降。此时嗜 温性微生物再占优势,对残留 较难分解的有机物作进一步分解,腐殖质 不断增多且趋于稳定化,此时发 酵进入腐熟阶段。

  降温后,需氧量大量减少,肥堆空隙增大,氧扩散能力增强,此时只需自然通风。在强制 通风发酵中常见的后熟处理,即是将 通气堆翻堆一次后,停止通气,让其腐熟。还可起到保氮的作用.

  二、发酵程序及工艺流程

  发酵程序:

  1、原料的预处理:包括分选、破碎、含水率和碳氮比调整。

  2、原料发酵:周期一般需要15-20天。

  1)第一阶段:指好氧 发酵中的中温与高温两个阶段的微生物代谢过程。它是指 从发酵初期开始,经中温、高温然 后达到温度开始下降的整个过程,一般需10-12天。

  2)第一阶段:物料经 过第一阶段发酵,还有一 部分易分解和大量难分解的有机物存在,需要继 续发酵使之腐熟。此时温度持续下降,当温度稳定在35-40℃左右时即达腐熟,一般需5-10天。

  3、后处理:后处理 包括去除杂质和进行必要的破碎处理。

  工艺流程

  1、堆制技术

  堆前夯实地面,然后将粪便、泥炭、乐贝丰 秒腐剂等发酵原料按比例混合堆制。

  2、搅拌翻 堆条垛式发酵工艺

  物料以垛状堆置,可以排 列成多条平行的条垛,条垛的 断面形状通常为三角形或梯形,高度1.5-2.0m,宽4-6m。混合后 堆料的含水率为55-65%。

  发酵工艺流程如下:

  发酵原料——预处理——混合——发酵——再调制——制粒——包装——出厂

  在预处 理中有时需要对原料进行破碎处理,调整原料的粒度,适宜的粒度范围是12~60mm。破碎与 筛分可使原料的表面积增大,便于微生物繁殖,提高发酵速度。在堆置后每4-7天可翻堆一次,1个月后可停止翻堆,让其自然后熟。

  三、发酵的 影响因素及其控制

  1、翻堆

  翻堆供 氧是好氧发酵化生产的基本条件之一。翻堆的主要作用在于:①提供氧气,加速微 生物的发酵过程;②调节堆温;③干燥堆料。

  翻堆次数少,通风量 不足以提供给微生物充足的氧气,影响发酵温度的升高;翻堆次 数多则有可能使肥堆的热量散失,影响发酵无害化程度。通常根 据情况在发酵期间翻堆2-3次。

  2、有机质的含量

  有机质 含量高低影响堆料温度和通风供氧。有机质含量过低,分解产 生的热量不足以促进和维持发酵中嗜热性细菌的增殖,肥堆难 于达到高温阶段,影响发 酵的卫生无害化效果。而且,由于有机质含量低,将影响 发酵产品的肥效和使用价值。

  有机质含量过高,则需要大量供氧,这会给 翻堆供氧造成实际困难,有可能因供氧不足,造成部分厌气条件。适宜的有机物含量为20-80%

  3、C/N比

  25:1

  在发酵化中,有机C主要作 为微生物的能源物质,大部分有机C在微生 物代谢过程中氧化分解变成CO2而挥发,部分C则构成 微生物自身的细胞物质。氮主要 消耗在原生质合成之中,就微生 物对营养的需要而言,合适的C/N比在4~30。当有机物C/N比在10左右时,有机物 被微生物分解速度大。

  随着C/N比增加,发酵时间相对延长。当原料的C/N比为20,30~50,78时,其对应 所需的发酵化时间约分别为9~12天,10~19天,及21天,但当C/N比大于80:1时,发酵就难于进行。

  各发酵原料的C/N比通常为:锯末屑300~1000,秸秆70~100,原料50~80,人粪6~10,牛粪8~26,猪粪7~15,鸡粪5~10,下水污泥8~15。

  堆腐后C/N比将比 堆腐前明显下降,通常在10~20:1,这种C/N比的腐熟发酵,农业利用肥效较好。

  4、水分

  水分是 否合适直接影响发酵发酵速度和腐熟程度。对污泥发酵而言,堆料合 适的水分含量为55-65%。在实际操作中,简便的测定方法为:以手紧握物料能成团,有水迹出现,但水不滴出为宜。原料发 酵合适的水分为55%。

  5、颗粒度

  发酵化 所需要的氧气是通过发酵原料颗粒孔隙供给的。孔隙率 及孔隙大小取决于颗粒大小及结构强度,像纸张、动植物、纤维织物等,遇水受 压时密度会提高,颗粒间孔隙大大缩小,不利于通风供氧。颗粒适宜大小一般为12-60mm.

  6、pH

  微生物可在较大的pH范围内繁殖,合适的pH为6-8.5。发酵时 通常不需要调整pH值。

  四、判定指标

  1、腐熟度:发酵的腐熟程度

  1)外观变化:直观定 性判断标准是发酵不再进行激烈的分解,成品温度较低;外观呈茶褐色或黑色;结构疏松;没有恶臭。

  2)温度变化:通常肥 堆经过了高温阶段后,温度将逐渐下降。当发酵达到腐熟时,堆温将低于40℃。

  2、化学指标

  1)有机质 和挥发性固体含量的变化:随着发酵的进行,发酵有 机质和挥发性固体含量呈持续下降的趋势,达到基本稳定。达到腐熟时,可下降15-30%。然而这 种变化趋势受原料来源的影响很大。仅用其 来衡量发酵是否腐熟,还不充分。

  2)氮、C/N比及无 机氮形态的变化:在发酵 过程中部分有机碳将被氧化成CO2挥发损失,肥堆质量减少。由于氮的损失(主要是 在有机氮的氨化阶段,少量的 氨氮会挥发损失)远低于有机碳的损失,因此,发酵腐熟后,发酵中 全氮含量有上升的趋势,而C/N比持续下降,直至稳定。一些研究指出,当堆料的C/N比从25~35:1下降至20:1以下时,肥堆将达到稳定。

  水溶性有机碳(C)及水溶 性有机碳与有机氮之比:水溶性 有机碳与水溶性有机氮的比值是发酵腐熟的良好化学指标,该值约为5-6时表明发酵已经腐熟,而且该 值与发酵原料无关。



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