阅读说明：本技术 一种污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料制备方法 (preparation method of sludge-based biochar-doped pig manure compost ) 是由 郑育毅 柯壹红 刘常青 吴春山 孙启元 王菲凤 刘文伟 谢蓉蓉 汪清环 高滢 郭 于 2019-10-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料制备方法。该方法首先将市政污泥经浓缩,调质,脱水,加入超高温堆肥复合菌种混掺,制成堆肥半成品；另取市政污泥经自然风干、烘干、破碎后放入热解炉中热解,得到污泥热解粉末,再经盐酸浸泡去离子水浸泡清洗20min,过滤后烘干制成污泥基生物炭；将晒干粉碎后的猪粪、堆肥半成品及污泥基生物炭按照4:10-16:1的重量份配比掺混,调节含水率在45-60%之间进行二次堆肥,获得抗生素含量有效削减的污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料。本发明所述的方法,有效削减了猪粪中抗生素含量,猪粪中抗生素总量为近700mg/kg,有效削减至25mg/kg以下,实现“以废治废”的理念。(The invention relates to a preparation method of a sludge-based biochar-doped pig manure compost. The method comprises the steps of firstly, concentrating, tempering and dehydrating municipal sludge, adding ultrahigh-temperature compost composite strains for mixing, and preparing a compost semi-finished product; naturally drying, drying and crushing municipal sludge, putting the sludge into a pyrolysis furnace for pyrolysis to obtain sludge pyrolysis powder, soaking and cleaning the sludge pyrolysis powder in hydrochloric acid soaking deionized water for 20min, filtering and drying the sludge pyrolysis powder to prepare sludge-based biochar; mixing the dried and crushed pig manure, the compost semi-finished product and the sludge-based biochar according to the weight ratio of 4:10-16:1, adjusting the water content to be 45-60%, and performing secondary composting to obtain the sludge-based biochar with the effectively reduced antibiotic content and the pig manure compost. The method effectively reduces the antibiotic content in the pig manure, the total antibiotic content in the pig manure is nearly 700mg/kg, the total antibiotic content is effectively reduced to be below 25mg/kg, and the concept of treating wastes with wastes is realized.)

一种污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料制备方法

技术领域

本发明涉及一种猪粪的堆肥技术领域，具体涉及利用市政污泥堆肥后半成品作为辅助骨料，掺入污泥基生物炭的一种污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料制备方法。该方法对以集约化养猪场猪粪为主料的联合堆肥中，有效地消减堆肥料的抗生素的方法。

技术背景

在集约化养猪场中，为了预防和治疗动物疾病而大量使用抗生素，其大多属于水溶性，在动物肠道中吸附利用率低，导致80%左右的抗生素最终随着猪粪被排出体外。猪粪的处理不当以及抗生素的大量残留会对环境造成复合污染，因此，充分有效的削减猪粪中的抗生素显得十分重要而迫切。目前猪粪中抗生素的降解方法主要有好氧堆肥及厌氧发酵，但是这两种猪粪中抗生素的降解体系仍存在一系列问题，如一般抗生素降解率低，持久性抗生素降解效果差，筛选并添加具有强降解能力的微生物菌剂来强化抗生素的降解的方法不够完善等。

一般来说，污泥或猪粪等物料在进行堆肥时通常会掺杂秸秆、稻草等辅料来调节物料含水率及碳氮比C/N。堆肥过程中起主要作用的功能菌为某类好氧微生物，这些好氧微生物在新陈代谢过程中对堆体温度、氧气及底物等因素具有一定的要求。在堆肥过程中，一般通过人工翻堆或者曝气充氧等方式来提高堆体内的含氧量，但是这些充氧方式又会破坏细菌生长所需要的堆体温度，从某种程度上来说，会破坏堆体供氧与温度保持的关系。物料堆肥腐熟后，能有效削减含水率，实现减量化，还能杀灭物料中的有害病原体微生物、寄生虫、虫卵等，同时降解物料中的有机物，如抗生素等，使其矿质化、无害化、腐殖化等。与此同时，腐熟后的物料在达到无害化标准的同时还能作为肥料，用于农林业。

发明内容

本发明目的在于提供一种高效、经济的猪粪堆肥方法，该方法采用市政污泥经超高温堆肥工艺堆成的半成品作为辅助骨料与菌种来源，辅于掺入污泥基生物炭，猪粪为主料进行联合堆肥，以期进一步降低猪粪中抗生素含量，从而解决猪粪出路问题，实现“以废治废”。

本处理方法的步骤如下：

1）堆肥半成品制备

市政污泥经浓缩，调质，再由高压板框压滤脱水至含水率≤60%的半干污泥；半干污泥中加入其重量20-30%的超高温堆肥复合菌种混掺，经30天--35天后制成堆肥半成品。

2）污泥基生物炭制备

另取市政污泥经自然风干，105℃烘箱烘干，破碎后过200目筛，得到的污泥粉末放入氮气环境的热解炉中，在400-600℃范围内热解2-3h，得到污泥热解粉末。

污泥热解粉末先经1mol/L 盐酸浸泡5min后再用去离子水浸泡、搅拌清洗20min，过滤，105℃烘箱烘干后制成污泥基生物炭。

3）猪粪堆肥料制备

另取猪粪晒干并粉碎。

将晒干粉碎后的猪粪、堆肥半成品及污泥基生物炭按照4:10-16:1的重量份配比掺混，调节含水率在45-60%之间进行二次堆肥，经20天-25天，获得抗生素含量有效削减的污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料。

所述的调质是指常规市政污泥脱水前的投加聚丙烯酰胺（PAM）絮凝反应。

所述的超高温堆肥复合菌种是指古菌火叶菌属、热网菌属、火棒菌属、施铁特菌属、甲烷火菌属和火球菌属等量复合，上述购菌属菌种均购自市售合格产品。

本发明有益效果在于：

利用本发明所使用的猪粪与污泥堆肥半成品及污泥基生物炭联合堆肥的方法，有效削减了猪粪中抗生素含量，猪粪中抗生素总量为近700mg/kg, 有效削减至25mg/kg以下，降低了其土地利用的环境风险，利于污泥、猪粪处理与处置，同时也节省了辅料的购置成本，实现“以废治废”的理念；

由市政污泥堆肥后半成品带入的超高温菌群，能在90℃～120℃的条件下工作，不仅能维持堆肥过程更高的温度，提高堆肥品质，同时更高温度的堆肥环境，超高温菌群可更高效降解猪粪中的抗生素；猪粪共测到含有11种经本实例方法联合堆肥后，其抗生素残留量为，共去除了661.2mg/kg，去除率为97.04%。

掺入污泥基生物炭不仅作为超高温菌群的载体，且所具有的很大比表面积，能吸附并富集抗生素，更好地实现了超高温菌群对抗生素的降解，获得更高的降解效率。

具体实施方式

下面的实施例对本发明的实施方法作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

实施例1

1）堆肥半成品制备

取市政污泥50kg，经浓缩，调质，再由高压板框压滤脱水至含水率为60%的半干污泥；半干污泥中加入10kg的超高温堆肥复合菌种混掺，经30天后制成堆肥半成品。

2）污泥基生物炭制备

另取20kg市政污泥经自然风干，105℃烘箱烘干，破碎后过200目筛，得到的污泥粉末放入氮气环境的热解炉中，在600℃范围内热解3h，得到热解污泥粉末。

热解污泥粉末先经1mol/L 盐酸浸泡5min后再用去离子水浸泡、搅拌清洗20min，过滤，105℃烘箱烘干后制成污泥基生物炭。

3）猪粪堆肥料制备

另取猪粪20kg，晒干并粉碎。

将晒干粉碎后的猪粪、堆肥半成品及污泥基生物炭按照4:10-16:1的重量份配比混合，调节含水率在60%进行二次堆肥，经25天，获得抗生素含量有效削减的污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料。

本实施例所述的超高温堆肥复合菌种是指主要含有古菌火叶菌属、热网菌属、火棒菌属、施铁特菌属、甲烷火菌属或火球菌属等菌属的复合物，各菌种购自市售合格产品。

本实施例所采用的猪粪共测到含有11种抗生素，总量为681.4mg/kg,经本实例方法联合堆肥后，其抗生素残留量为20.20mg/kg，共去除了661.2mg/kg，去除率为97.04%。

本实施例采用的调质是指常规市政污泥脱水前的投加聚丙烯酰胺（PAM）絮凝反应。

本实施例采用的超高温堆肥菌种是指古菌火叶菌属、热网菌属、火棒菌属、施铁特菌属、甲烷火菌属和火球菌属等量复合，上述购菌属菌种均购自市售合格产品。

实施例2

1）堆肥半成品制备

取市政污泥100kg，经浓缩，调质，再由高压板框压滤脱水至含水率为54%的半干污泥；半干污泥中加入20kg的超高温堆肥复合菌种混掺，经35天后制成堆肥半成品。

2）污泥基生物炭制备

另取15kg市政污泥经自然风干，105℃烘箱烘干，破碎后过200目筛，得到的污泥粉末放入氮气环境的热解炉中，在500℃范围内热解3h，得到热解污泥粉末。

热解污泥粉末先经1mol/L 盐酸浸泡5min后再用去离子水浸泡、搅拌清洗20min，过滤，105℃烘箱烘干后制成污泥基生物炭。

3）猪粪堆肥料制备

另取猪粪40kg，晒干并粉碎。

将晒干粉碎后的猪粪、堆肥半成品及污泥基生物炭按照4:12:1的重量份配比混合，调节含水率在50%进行二次堆肥，经20天，获得抗生素含量有效削减的污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料。

本实施例所采用的猪粪共测到含有11种抗生素，总量为585.4mg/kg,经本实例方法联合堆肥后，其抗生素残留量为18.26mg/kg，共去除了567.14mg/kg，去除率为96.69%。

本实施例采用的调质是指常规市政污泥脱水前的投加聚丙烯酰胺（PAM）絮凝反应。

本实施例采用的超高温堆肥复合菌种是指古菌火叶菌属、热网菌属、火棒菌属、施铁特菌属、甲烷火菌属和火球菌属等量复合，上述购菌属菌种均购自市售合格产品。

实施例3

1）堆肥半成品制备

取市政污泥150kg，经浓缩，调质，再由高压板框压滤脱水至含水率为54%的半干污泥；半干污泥中加入15kg的超高温堆肥复合菌种混掺，经32天后制成堆肥半成品。

2）污泥基生物炭制备

另取15kg市政污泥经自然风干，105℃烘箱烘干，破碎后过200目筛，得到的污泥粉末放入氮气环境的热解炉中，在400℃范围内热解2h，得到热解污泥粉末。

热解污泥粉末先经1mol/L 盐酸浸泡5min后再用去离子水浸泡、搅拌清洗20min，过滤，105℃烘箱烘干后制成污泥基生物炭。

3）猪粪堆肥料制备

另取猪粪40kg，晒干并粉碎。

将晒干粉碎后的猪粪、堆肥半成品及污泥基生物炭按照4:16:1的重量份配比混合，调节含水率在4%进行二次堆肥，经25天，获得抗生素含量有效削减的污泥基生物炭掺和猪粪堆肥料。

本实施例所采用的猪粪共测到含有11种抗生素，总量为704.25mg/kg,经本实例方法联合堆肥后，其抗生素残留量为21.26mg/kg，共去除了682.99mg/kg，去除率为96.98%。

本实施例采用的调质是指常规市政污泥脱水前的投加聚丙烯酰胺（PAM）絮凝反应。

本实施例采用的超高温堆肥复合菌种是指古菌火叶菌属、热网菌属、火棒菌属、施铁特菌属、甲烷火菌属和火球菌属等量复合，上述购菌属菌种均购自市售合格产品。