[发明专利]农业废弃物高温快速发酵生产有机肥的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于农业废弃物污染控制与治理领域，涉及农业废弃物生产有机肥方法及装置，特别涉及到一种农业废弃物高温快速发酵生产有机肥方法及装置。

背景技术

据联合国环境规划署(UNEP)统计，全球每年产生约17亿吨的农作物秸秆。1998-2000年期间，西欧累计排放农业废弃物达7亿吨；法国在1995-2006年年均产生约3.65亿吨的农业废弃物；德国在2000年累计排放农业废弃物达1.75亿吨。我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年大约产出40多亿t，其中农作物秸秆7.0 亿t，畜禽粪便排放量26.1亿t, 废弃农膜等塑料2.5 万t，蔬菜废弃物1 亿～1.5亿t，乡镇生活垃圾和人粪便2.5 亿t，肉类加工厂废弃物0.5 亿～0.65 亿t，饼粕类0.25 亿t，林业废弃物每年约3 700 万m³ ；农业废弃物的处理与利用技术主要包括以下4种：

（1）农业废弃物资源综合利用技术

农业废弃物经适当处理还可作为农业生产很好的基质原料，可用来栽培食用菌和花卉，养殖高蛋白蝇蛆、蚯蚓等。农业废弃物资源的综合生态化利用是根据生态学的食物链原理，将农业废弃物作为产业链中的一个重要环节，进而实现物质的多重循环和多次转化利用，提高资源利用率及整体效益。以“秸秆－食用菌－猪－沼气－肥田”模式为例，其能量利用率可达50%以上，有机质和营养元素的利用率可达95%。但若秸秆只经过牲畜过腹还田，则其能量利用率仅为20%，氮、磷、钾等营养元素的利用率仅为60%。目前，我国这方面的生态农业利用模式很多，如猪－沼－果模式、猪－沼－鱼模式等，最大程度的利用农业废弃物中有益的物质循环利用，是未来农业废弃物利用的一个重要方向。

（2）农业废弃物能源化利用技术

农业废弃物能源化利用技术在农村最典型的运用方式就是沼气。目前关于农业废弃物能源化方面主要集中在高效沼气发酵装置与配套设备及其发电工程系统的研究；中热值秸秆气化装置和燃气净化技术的研究；秸秆直接燃烧供热系统技术的研究；纤维素原料生产燃料乙醇技术的研究；生物质热解液化制备燃料油、间接液化生产合成柴油和副产物综合利用技术的研究；有机垃圾混合燃烧发电技术的研究，以及“能源－环境工程”生态农业综合利用模式的研究等方面。以能源为导向的沼气发展战略已经成为世界上许多国家的共识。发展以能源开发为主的有机生物质综合开发必将成为废弃物资源化的热点。

（3）农业废弃物饲料化利用技术

农业废弃物饲料化利用技术包括植物纤维性废弃物的饲料化和动物性废弃物的饲料化。植物纤维性废弃物主要指农作物秸秆类物质，其中含有纤维类物质和少量的蛋白质，经过适当的技术处理，便可作为饲料应用。主要的技术有通过微生物处理转化，将秸秆、木屑等植物废弃物加工变为微生物蛋白产品的技术；通过发酵对青绿秸秆处理的青贮饲料化技术；通过对秸秆氨化处理，改善原料适口性和营养价值的氨化技术。

（4）农业废弃物肥料化利用技术

农业废弃物肥料化利用技术主要包括秸秆肥料化技术和畜禽粪便肥料化技术。欧美国家的种植制度多为一年一季，收获时，在联合收割机后面悬挂秸秆粉碎机或直接悬挂深翻犁翻入土壤内，直接还田。美国从20世纪40年代开始研究覆盖免耕技术，现有70％的耕地实行农作物秸秆免耕覆盖种植。美国也有农场将秸秆青贮发酵，用作饲料，过腹还田。在日本畜禽粪便堆肥化已实现工厂化，他们研制的卧式转筒式和立式多层式快速堆肥装置，发酵时间约1～2周，具有占地少、发酵快、质地优等特点。俄罗斯研制的有机发酵装置每天生产100 t有机肥，最后成品肥每吨中约含N、P、K 量为45 kg。美国BIOTEC2120高温堆肥系统，由10个大型旋转生物反应器组成，通过微生物发酵可以在72 h内处理1300 t的畜禽粪便或垃圾，使之成为优质有机肥料，这种方法对于高湿物料具有特殊的作用。韩国采用槽式发酵和螺旋式搅拌在国际上属于较先进的粪便发酵技术。国外在堆肥发酵工艺、技术和设备上已日趋完善，基本上达到了规模化和产业化水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种农业废弃物高温快速发酵生产有机肥方法及装置，利用电加热系统调节发酵装置内温度，灭活农业废弃物中的有害微生物和病原体，同时激活嗜热复合微生物菌剂活性，加速农业废弃物有机质的降解和腐殖质的形成，生产出稳定化、腐熟化、无害化的有机肥产品，实现整个发酵时间控制在9小时之内，较普通堆肥发酵大幅提高产肥效率，形成高温灭菌、快速发酵、资源再生和节能环保的发酵装置及方法。