[发明专利]一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃物无害化资源化处置技术领域，具体涉及一种利用生物质炭对水生植物快速堆肥的方法。

背景技术

集约化螃蟹养殖是长三角河网平原地区高效农业支柱产业之一，但经营单位（或个人）在高产出、高效益的驱动下，往往实行高密度养殖条件下饵料大量投入，而过量饵料残渣与水产排泄物严重损伤了养殖塘水体生态系统自净功能，成为水体富营养化型“泛塘死蟹”的主因，经济损失风险极大。

为了实现螃蟹养殖业集约与持续协同、效益与环境协调的目的，控制养殖塘水体富营养化及其尾水循环利用（或达标排放）是关键。目前，养殖塘水体原位植物净化及尾水异位生态塘处置技术已广泛应用于治理养殖塘水体富营养化，该技术的局限之一：需采用分次收割方法来控制养殖塘与净化塘的水生植物生长，否则因水质过肥导致水草非控制性迅猛生长，进而导致植物群体对水体氮、磷净化能力大幅下降，并且部分水草会发生死亡腐烂而恶化螃蟹生长环境；局限之二：必须对收割水草打捞上岸进行无害化资源化处理，否则随意堆放塘边或漂浮水面会给养殖塘或周边水体造成二次污染。

高温堆肥是将水生植物转化为有机肥的简便易行的无害化和资源化途径。与畜禽粪便一样，在高温堆肥中需加快堆腐进程和减少NH₃挥发（即控制氮素损失）。加快堆腐进程在于升温、高温阶段堆体温度的快速提升，但提高堆温会增加NH₃挥发量。有关加快堆腐进程或减少NH₃挥发（控制氮素损失）单方面的生物、物理、化学、工程及综合调控已有较多的成型技术，但堆腐进程加速和NH₃挥发减排相协调的有效方法尚缺。与畜禽粪便不一样，因水生植物具有含水率高（大于90%）、容积大等特性，不利于堆肥前期微生物群落生长和堆温上升，严重影响其堆肥进程及堆肥生产力。为了提高水生植物堆肥生产率，在高温堆肥前需脱水减容，主要方法：（1）自然晒（风）干，缺点是占地面积大；（2）机械挤压脱水，缺点是专用设备缺乏且不便于原地处理；（3）与超量农作物秸秆、砻糠等低水分辅料混合，实现堆体水分下调，缺点是农作物秸秆等辅料收集、加工、运输日显困难。

中国专利CN 101423427A介绍了一种减少氮素损失的猪粪堆肥制备方法，该方法包括：

1、将规模化养猪场产生的含水率为70～75%的猪粪与填充料、腐熟猪粪堆肥、竹炭颗粒、竹醋液混合置于堆肥槽中，采用静态强制通风方式进行堆肥处理，通气量为20～30m³/（h·t）经30～49天堆肥达到腐熟，得到猪粪堆肥产品；

2、混合比例按照每吨猪粪加入70～150㎏填充料（锯末或秸秆）、40～70㎏腐熟猪粪堆肥、20～40㎏竹炭颗粒（1～3㎜）、2～6升竹醋液（竹醋原液）。

上述中国专利CN 101423427A存在的主要缺陷：

1、含水率70～75%的猪粪与辅料（锯末或秸秆、腐熟猪粪堆肥、竹炭颗粒、竹醋液）混合，其中锯末或秸秆的主要作用是调节堆肥基质的C/N比例，腐熟猪粪堆肥的主要作用是改善好氧堆肥的微生物群落结构和功能，竹炭颗粒的主要作用是调节C/N比例和物理吸附气态氮素，竹醋液的主要作用是降低PH。但此方法中辅料组成复杂，增加了混合时的用工，且应用于容积明显大于猪粪的水生植物时，颗粒状竹炭和液态竹醋不易附着在水生植物上，存在着混合不均匀而功能下降的问题。

2、因猪粪的含水率已处于高温好氧堆肥的反应范围，辅料的添加除上述作用外，因竹炭占堆体总质量的比例较低，且与竹醋液混合添加，其对猪粪为主材料的堆体含水量下降未有明显的作用。按此方法中的混合比例应用在高含水量的水生植物上，不能使堆体的含水率处于好氧堆肥的范围，存在着严重的厌氧发酵问题，不能正常进行好氧堆肥。

3、添加竹炭和竹醋液联合控制猪粪堆肥过程中氮素损失的方法，未提及提高堆温、加快堆肥进程，且在实施例中未有氨挥发量减排的证据，存在着未有快速堆腐、氨气减排及二者协同增效的多方面问题。

中国专利CN 101560114A介绍了一种快速升温脱水及减少堆肥时间的猪粪堆肥制备方法，除了辅料组成中少了竹醋液，竹炭添加比例上下限略有增加外，其主要特征与中国专利CN 101423427A类似，存在着与其相同第1、2方面的缺陷，虽在快速堆腐上有成效，但仍在氨气减排及其与快速堆腐协同增效等方面存在着问题。

中国专利CN 103073341A介绍了堆肥过程氧化亚氮的减排方法，主要将生物质炭作为氧化亚氮吸附剂，除了生物质炭分二次添加外，其主要特征与中国专利CN 101560114A类似，存在着相同的问题。