阅读说明：本技术 一种缓冲型堆肥膨松剂及其使用方法 (Buffer type compost leavening agent and using method thereof ) 是由 陈平 梁晶 张青青 伍海兵 何小丽 徐冰 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：一种缓冲型堆肥膨松剂,通过如下方法制备,包括将生物质废弃物干燥、粉碎后,限氧热解,得到生物炭,将获得的生物炭与微生物菌剂充分混合共发酵,再加入木屑、农林废弃物、发酵废弃物中的任意一种或者两种以上的物质,充分混合,填入塑料容器中,制备成缓冲型膨松剂。使用时,将膨松剂与堆肥混合,重复搅拌,保证膨松剂位于堆肥内部,且不堆积于一处,加入量为堆肥体积的1-30%。本发明利用生物质废弃物制备的生物炭,具有较高的比表面积和孔隙,较多的表面官能团,具有良好的吸水性和保水性,大大降低高含水量堆肥的初始含水量,增加堆肥内部的空气含量,同时调节堆肥中后期后水分蒸发过量的问题,延长堆肥的高温期,加快堆肥腐熟程度。(A buffering-type leavening agent for compost is prepared through drying and pulverizing the waste biomass, limited-oxygen pyrolysis to obtain biochar, mixing it with microbial bacteria, fermenting, adding one or more of wood dust, agricultural and forest waste and fermented waste, mixing, and filling in plastic container. When the compost is used, the leavening agent is mixed with the compost and repeatedly stirred, so that the leavening agent is positioned in the compost and is not piled up at one position, and the adding amount is 1-30% of the volume of the compost. The biochar prepared by utilizing the biomass waste has higher specific surface area and pores, more surface functional groups and good water absorption and water retention, greatly reduces the initial water content of the high-water-content compost, increases the air content in the compost, simultaneously solves the problem of excessive water evaporation in the middle and later stages of the compost, prolongs the high-temperature period of the compost and accelerates the composting degree.)

一种缓冲型堆肥膨松剂及其使用方法

技术领域：

本发明涉及农业领域，尤其涉及堆肥膨松剂，具体来说是一种缓冲型堆肥膨松剂及其使用方法。

背景技术：

好氧堆肥是废弃物处置的主要方法之一，一般堆肥较为合适的初始含水量为60％，但是污水污泥、厌氧发酵残余物沼渣和新鲜的畜禽粪便等普遍含水量偏高，达到80％左右，且透气性差，不能单独堆肥，需要添加膨松剂等材料，降低含水量后才便于堆肥。

膨松剂可以调节堆肥的含水量和内部空间。如果堆肥含水量太高则堆体内孔隙结构不足，可能阻碍氧气的扩散，导致厌氧条件，好氧微生物不能繁殖产热，进而影响堆肥质量。添加膨松剂可以为堆肥堆提供合适的内部空间，允许其在气相和固相之间进行足够的水和气体交换，防止堆肥物料过分压实(Bioresource Technology,2010,101(6):1913-1919)。

生物炭(biochar)是指生物质在缺氧或限氧条件下热解得到的固态物，具有良好的吸水性、高比表面积、强电子交换性、多孔隙和丰富碳质组分等特点，因此被广泛应用于土壤改良，堆肥等领域，其较高的吸水性和持水能力可以吸附堆体材料中的水分，快速减低堆肥初期的含水量，同时在堆肥过程中，缓慢释放，起到水分缓冲调节剂的作用。

经检索文献发现，目前沼渣相关专利主要集中在沼渣的应用(CN108440797B、CN105732193B)，沼渣腐熟度的表征方法(CN106442381B)等，对加速堆肥过程的专利较少，本发明通过在堆肥中添加一种缓冲型堆肥膨松剂，加快堆肥腐熟，无需高含水量堆肥中常用机械鼓风，大大降低了能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓冲型堆肥膨松剂的制备及其使用方法，所述的这种缓冲型堆肥膨松剂的制备方法要解决现有技术中的污水污泥、厌氧发酵残余物沼渣和新鲜的畜禽粪便等堆肥含水量偏高、透气性差，不能单独堆肥的技术问题。

本发明提供了一种缓冲型堆肥膨松剂，通过如下的步骤制备而成：

1)一个制备生物废弃物颗粒的步骤，将生物废弃物干燥、粉碎，获得生物废弃物颗粒；所述的生物废弃物包括沼渣废弃物、第一农业废弃物、第一林业废弃物、发酵废弃物中的任意一种或者两种以上任意比例的混合物；

2)一个制备生物炭的步骤，将步骤1)的生物废弃物颗粒在200～600℃的温度下限氧热解1～5h，冷却至室温，得到生物炭；

3)将步骤2)获得的生物炭加入微生物菌剂中，所述微生物菌剂中的菌种为枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、假单胞菌、放线菌、氮单胞菌、克雷伯氏菌、木霉、曲霉中的任意一种或两种以上任意比例的混合，所述微生物菌剂的浓度为10⁶～10⁸cfu/ml，加入微生物菌剂后，25-38℃发酵1-24h，室温干燥备用；

4)将步骤3)获得的生物炭与木屑、第二农林废弃物、第二发酵废弃物中的任意一种或者两种以上任意比例的物质充分混合，所述的生物炭在上述混合后的物质中的质量百分比为50～98％；

5)将步骤4)获得生物炭混合物填入塑料容器中，所述的塑料容器的外表面设置有通孔，获得缓冲型堆肥膨松剂。

进一步的，所述的塑料容器的呈球状，直径为1-30cm。

优选的，将步骤1)所述粉碎后的废弃物过10-100目筛备用。

优选的，步骤2)中，所述限氧热解的温度为300～600℃。

优选的，步骤4)所述木屑、农林废弃物、发酵废弃物的长度为2-30cm。

优选的，步骤5)中，所述的塑料容器为柱形。

本发明使用时，将膨松剂与堆肥混合，重复搅拌，保证膨松剂位于堆肥内部，不外露，且不堆积于一处，加入量为堆肥体积的1-30％。

本发明利用低温限氧热解技术，将废弃物资源化利用，制备的生物炭具有高吸水性、持水性、高比表面积、强电子交换性、多孔隙和丰富碳质组分等特点。将吸附有微生物菌剂的生物炭与木屑、农林废弃物、发酵废弃物等废弃物充分混合共发酵，注入塑料容器中，制备成膨松剂。较大块的废弃物和塑料提供了一定的空间强度，防止膨松剂在堆体中被压实，且废弃物本身也具有一定的吸水性。膨松剂中的生物炭为堆肥提供所需的部分微生物，同时为微生物繁殖提供了良好的空隙环境。生物炭良好的吸水和持水能力，可以大大减低堆肥初期的含水量，加快堆肥的启动速度。随着堆肥过程中堆体温度的升高，部分水分蒸发，膨松剂中吸附的水分反补到堆体中，延长了堆肥的高温时间，大大加速了堆肥的腐熟。同时膨松剂可以回收循环利用，大大降低了成本。

本发明大大降低了高含水量堆肥的堆置难度，减少了堆肥时间，加速了堆肥的腐熟程度，减轻了堆肥臭味，且成本较低。该膨松剂可以用于废弃物物堆肥，特别适用于污泥堆肥、沼渣堆肥和畜禽粪便堆肥等高含水量堆肥，具有原料丰富廉价，制备工艺简单易行，效果好，成本低等优点。

本发明利用生物质废弃物制备的生物炭，具有较高的比表面积和孔隙，较多的表面官能团，具有良好的吸水性和保水性，可以大大降低高含水量堆肥(污泥堆肥，沼渣堆肥，畜禽粪便堆肥等)的初始含水量，增加堆肥内部的空气含量，同时调节堆肥中后期后水分蒸发过量的问题。

本发明和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本发明可以广泛应用于高含水量堆肥，解决了现有技术中高含水量堆肥初期含水量高，堆体紧实，内部空间少，容易形成局部厌氧环境等缺点，同时调节堆肥中后期后水分蒸发过量的问题，延长堆肥的高温期，加快堆肥腐熟程度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明一种缓冲型堆肥膨松剂的制备方法的工艺流程图。

图2是堆肥温度变化图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种缓冲型堆肥膨松剂，通过如下方法制备而成：

1)废弃物的处理：采样沼渣废弃物，干燥，粉碎，过20目筛。

2)生物炭的制备：将干燥，粉碎后的沼渣，放入密闭仪器，自制坩埚，马弗炉400℃热解2h，冷却至室温，得生物炭。

3)复合菌剂的制备：选择芽孢杆菌，假单胞菌、氮单胞菌、放线菌混合配制，其重量比为5:2:1:1，所用菌株均为常用菌株。

4)将生物炭加入微生物菌剂中，所述微生物菌剂的浓度为10⁶～10⁸cfu/ml，加入后，30℃摇瓶发酵18h，室温干燥备用。

5)将步骤4)获得的含有微生物菌剂的生物炭与木屑、枯枝(农林废弃物)充分混合，枯枝长5～8cm，其重量配比为8:2:1；

6)将步骤5)获得的生物炭混合物填入塑料容器中，所述的塑料容器呈球状，其外表面布满圆孔，制备成塑料膨松剂。

具体的，所述的塑料容器的直径为8cm，外观布满圆孔。

实施例2

制备沼渣堆肥堆体，其长2m，宽1.5米，高1米，堆置时间为60天，同时加入实施例1的缓冲型堆肥膨松剂，将膨松剂与堆肥混合，重复搅拌，保证膨松剂位于堆肥内部，不外露，且不堆积于一处，添加量为5％(v/v)。

设置空白(CK)为不添加膨松剂。堆肥的起始含水量为86％。持续监测堆体温度，堆肥结束后检测发芽指数。由图2可见，添加膨松剂后的沼渣堆肥，升温更快，持续高温时间更长。添加膨松剂的沼渣堆肥发芽指数为83.5％，未添加的沼渣堆肥为65.6％。