有机废弃物的堆肥发酵方法及装置

本发明属于堆肥，具体涉及一种有机废弃物的堆肥发酵方法及装置。

背景技术：

1、目前，有机废弃物的好氧堆肥处理方法采用的主要原料为固态有机废物，如秸秆、枝条、畜禽粪便、食品加工废渣和下脚料等，由好氧微生物在氧气充足的条件下将有机物中的大分子物质降解，使其完成腐殖化、矿质化、无害化的过程。腐熟的堆肥产物可用于后续产品制作。该工艺中通常存在物料酸碱度较高的问题，导致堆肥产物ph值处于高水平。根据国家标准ny/t 525-2021《有机肥料》，有机肥的酸碱度应在5.5～8.5范围内。堆肥产物ph值过高，不利于制作优质有机肥，尤其不适用于碱性土壤。

2、现行解决方案如下：一是在原料中添加无机强酸，如盐酸、硫酸、硝酸等，强制调控物料酸碱度，然而上述强酸不但成本高，且腐蚀性强，会对物料中的微生物，例如天然微生物和促腐熟剂中的功能微生物等具有较强杀伤作用。二是在原料或产物中添加有机酸，如腐植酸、氨基酸液等，其成本较高。三是在原料中添加其他酸性原料，如专利号为cn202010043386.x的中国发明专利公开了一种含有过酸化沼液的堆肥添加剂及制备方法与应用，该发明以厌氧沼气发酵失败产生的过酸化沼液为主要原料，经离心、巴氏杀菌等处理步骤，加入过氧化氢酶、约氏乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、蛭石和硅藻土等酶类、活性微生物、多孔性材料制得堆肥添加剂，该堆肥添加剂用于堆肥处理，并公开了过酸化沼液中含有挥发性脂肪酸可以调节系统体系ph值。但是该方案中的过酸化沼液为沼气生产中的废弃物，其来源不固定，且需要对过酸化沼液进行巴氏杀菌处理去除病菌，挥发性脂肪酸也因加热造成一定损失，且堆肥时间较长，需要60天。上述方案均需在原料中引入外源物质进行物料的酸碱度调节，增加了成本投入，不利于大范围推广。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种成本较低的有机废弃物的堆肥发酵方法。

2、本发明的目的还在于提供一种有机废弃物的堆肥发酵装置。

3、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

4、一种有机废弃物的堆肥发酵方法，包括以下步骤：

5、(1)生物酸化：将有机废弃物粉碎后加入酸化装置中进行生物水解酸化，所述有机废弃物的碳氮比为29～32:1，含水量为90％～94％，酸化温度为15℃～35℃，酸化时间为4～9天，酸化装置在运行期间保持封闭状态，酸化结束得到固液混合态的酸化物料，所述酸化物料的ph值为5.0～5.5；

6、(2)好氧堆肥发酵：将步骤(1)得到的酸化物料和制备该酸化物料的有机废弃物配比后作为堆肥物料加入到好氧堆肥装置中进行好氧堆肥发酵，所述堆肥物料的碳氮比为25～30:1，含水量为60％～70％，初始温度为30℃～55℃，堆肥时间为7～20天，发酵结束得到堆肥产物。

7、优选的，步骤(1)中，所述有机废弃物的碳氮比为31:1，含水量为92％，酸化温度为35℃，酸化时间为4天；步骤(2)中，所述堆肥物料的碳氮比为25:1，含水量为60％，初始温度为35℃，堆肥时间为7天。

8、优选的，步骤(2)中，好氧堆肥发酵时，还包括在好氧堆肥装置中加入促腐熟剂，所述促腐熟剂为菌剂、酶制剂、生物炭的混合物。

9、优选的，菌剂占堆肥物料总质量的0.5％～1.0％、酶制剂占堆肥物料总质量的0.5％～1.0％、生物炭占堆肥物料总质量的1％～3％。

10、一种有机废弃物的堆肥发酵装置，包括酸化装置、好氧堆肥装置、控制系统，酸化装置设置在好氧堆肥装置上方，所述酸化装置为封闭式的锥形斗结构，所述酸化装置的顶部设置有第一加料口、第二加料口、自动排气阀，所述第一加料口用于向酸化装置内加入有机废弃物，所述第二加料口用于向酸化装置内加入水或营养液体，以调节有机废弃物的含水量或碳氮比，所述酸化装置的底部设置有酸化物料出料口，酸化物料出料口与所述好氧堆肥装置连接，酸化物料出料口处设置有自动出料装置，自动出料装置根据酸化物料的重力控制酸化物料出料口的打开，以将酸化装置内的酸化物料送入好氧堆肥装置；所述好氧堆肥装置包括储料筒、齿轮转盘、驱动电机、支撑底座，所述储料筒水平设置在支撑底座上，储料筒为中空结构，所述储料筒的一端设置有酸化物料进料口、检测口、供有机废弃物和气体进入的有机废弃物进料口，所述有机废弃物进料及充气口与外部的充气装置连接，发酵筒的酸化物料进料口与酸化装置的酸化物料出料口连接，所述储料筒的另一端设置有排湿气口、堆肥产物出料口、渗滤液排出口，所述排湿气口处设置有排气阀门，所述齿轮转盘环绕固定在储料筒外壁上，所述驱动电机的驱动端与齿轮转盘啮合连接，以驱使储料筒转动，对储料筒内的堆肥物料进行翻堆，使堆体保持有氧状态，以促进有机质的均匀降解；所述酸化装置和发酵筒内还分别设置有加热器，所述控制系统分别与酸化装置的加热器、驱动电机、充气装置、排气阀门、发酵筒的加热器电性连接，从而控制酸化装置内物料的温度、酸化物料的出料、发酵筒的转速、充气、排气、发酵筒内物料的温度。

11、优选的，所述自动出料装置包括挡料板、出料端压力传感器，挡料板转动连接在酸化物料出料口处，出料端压力传感器安装在挡料板的一侧，出料端压力传感器与控制系统连接，通过出料端压力传感器检测酸化装置内的酸化物料重量，并将检测信号传输至控制系统，控制系统根据出料端压力传感器传输的信号控制挡料板的开启或关闭。

12、优选的，所述发酵筒两端还设置有温湿度传感器，控制系统与温湿度传感器电性连接，并接受温湿度传感器传输的信号，以控制加热器对堆肥物料的初始温度进行调节。

13、优选的，所述排湿气口处设置有除尘除氨过滤器。

14、上述有机废弃物的堆肥发酵方法及装置中，将有机废弃物盛装在所述有机废弃物的堆肥发酵装置中，首先在厌氧条件下利用有机废弃物中的天然微生物进行酸化发酵，在短期内使有机废弃物发生水解、酸化生成有机酸，得到ph值为5.0～5.5的酸化物料，然后再将酸化物料与制备该酸化物料的有机废弃物配比后作为堆肥物料进行好氧堆肥发酵，通过利用有机废弃物自身酸化发酵得到的酸化物料有效地调节堆肥物料的酸碱度，无需加入外源性酸碱度调理剂，且不会对物料中的微生物或菌剂造成损伤，提高了有机废弃物的利用率，降低了堆肥产物的制作成本；此外，添加酸化物料使得堆肥过程具有起温快，高温期温度峰值高，快速达到腐熟，物料腐熟度高等优点，加快了堆肥进程，且直接利用堆肥物料堆积时所产生的高温来杀灭原料中的病菌、虫卵等，堆肥产物质量好。

技术特征：

1.一种有机废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的有机废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：步骤（1）中，所述有机废弃物的碳氮比为31:1，含水量为92%，酸化温度为35℃，酸化时间为4天；步骤（2）中，所述堆肥物料的碳氮比为25:1，含水量为60%，初始温度为35℃，堆肥时间为7天。

3.如权利要求1所述的有机废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：步骤（2）中，好氧堆肥发酵时，还包括在好氧堆肥装置中加入促腐熟剂，所述促腐熟剂为菌剂、酶制剂、生物炭的混合物。

4.如权利要求3所述的有机废弃物的堆肥发酵方法，其特征在于：菌剂占堆肥物料总质量的0.5%~1.0%、酶制剂占堆肥物料总质量的0.5%~1.0%、生物炭占堆肥物料总质量的1%~3%。

5.一种适用于如权利要求1-4任意一项所述的有机废弃物的堆肥发酵方法的有机废弃物的堆肥发酵装置，其特征在于：所述有机废弃物的堆肥发酵装置包括酸化装置、好氧堆肥装置、控制系统，酸化装置设置在好氧堆肥装置上方，所述酸化装置为封闭式的锥形斗结构，所述酸化装置的顶部设置有第一加料口、第二加料口、自动排气阀，所述第一加料口用于向酸化装置内加入有机废弃物，所述第二加料口用于向酸化装置内加入水或营养液体，以调节有机废弃物的含水量或碳氮比，所述酸化装置的底部设置有酸化物料出料口，酸化物料出料口与所述好氧堆肥装置连接，酸化物料出料口处设置有自动出料装置，自动出料装置根据酸化物料的重力控制酸化物料出料口的打开，以将酸化装置内的酸化物料送入好氧堆肥装置；所述好氧堆肥装置包括储料筒、齿轮转盘、驱动电机、支撑底座，所述储料筒水平设置在支撑底座上，储料筒为中空结构，所述储料筒的一端设置有酸化物料进料口、检测口、供有机废弃物和气体进入的有机废弃物进料口，所述有机废弃物进料及充气口与外部的充气装置连接，发酵筒的酸化物料进料口与酸化装置的酸化物料出料口连接，所述储料筒的另一端设置有排湿气口、堆肥产物出料口、渗滤液排出口，所述排湿气口处设置有排气阀门，所述齿轮转盘环绕固定在储料筒外壁上，所述驱动电机的驱动端与齿轮转盘啮合连接，以驱使储料筒转动，对储料筒内的堆肥物料进行翻堆，使堆体保持有氧状态，以促进有机质的均匀降解；所述酸化装置和发酵筒内还分别设置有加热器，所述控制系统分别与酸化装置的加热器、驱动电机、充气装置、排气阀门、发酵筒的加热器电性连接，从而控制酸化装置内物料的温度、酸化物料的出料、发酵筒的转速、充气、排气、发酵筒内物料的温度。

6.如权利要求5所述的有机废弃物的堆肥发酵装置，其特征在于：所述自动出料装置包括挡料板、出料端压力传感器，挡料板转动连接在酸化物料出料口处，出料端压力传感器安装在挡料板的一侧，出料端压力传感器与控制系统连接，通过出料端压力传感器检测酸化装置内的酸化物料重量，并将检测信号传输至控制系统，控制系统根据出料端压力传感器传输的信号控制挡料板的开启或关闭。

7.如权利要求5所述的有机废弃物的堆肥发酵装置，其特征在于：所述发酵筒两端还设置有温湿度传感器，控制系统与温湿度传感器电性连接，并接受温湿度传感器传输的信号，以控制加热器对堆肥物料的初始温度进行调节。

8.如权利要求5所述的有机废弃物的堆肥发酵装置，其特征在于：所述排湿气口处设置有除尘除氨过滤器。

技术总结
一种有机废弃物的堆肥发酵方法及装置，属于堆肥技术领域，该方法首先在厌氧条件下利用有机废弃物中的天然微生物进行酸化发酵，在短期内使有机废弃物发生水解、酸化生成有机酸，得到酸化物料，再将酸化物料与原有机废弃物配比进行好氧堆肥发酵，通过利用有机废弃物自身酸化发酵得到的酸化物料有效地调节堆肥物料的酸碱度，无需加入外源性酸碱度调理剂，且不会对物料中的微生物或菌剂造成损伤，提高了有机废弃物的利用率，降低了堆肥产物的制作成本；且添加酸化物料使得堆肥过程具有起温快，高温期温度峰值高，快速达到腐熟，物料腐熟度高等优点，加快了堆肥进程，直接利用堆肥物料堆积时所产生的高温来杀灭原料中的病菌、虫卵等，堆肥产物质量好。

技术研发人员：顾欣,王新谱,杨娜,贾慧
受保护的技术使用者：宁夏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15