阅读说明：本技术 一种菌渣堆肥的方法 (Method for composting bacterial residues ) 是由 李欣 于 2019-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种菌渣堆肥的方法,属于危险废弃物无害化处理的技术领域。该菌渣堆肥的方法包括以下步骤：1、原料预处理；2、发酵；3、陈化；4、制肥；5、包装。本发明的菌渣堆肥的方法有以下优点：(1)解决了传统方法处理抗生素菌渣成本过高、难度大且容易产生二次污染的问题,本发明避免了焚烧的过程,在发酵过程中所产生的气体均进入生物洗涤过滤装置进行处理,避免了环境污染等问题；(2)将抗生素菌渣从危险废弃物加工转化为肥料,并且可以作为产品进行销售,减少了处理危险废弃物的高成本,真正地实现了“变废为宝”。(The invention discloses a method for composting mushroom dregs, belonging to the technical field of harmless treatment of hazardous wastes. The method for composting the mushroom dregs comprises the following steps: 1. pretreating raw materials; 2. fermenting; 3. aging; 4. preparing a fertilizer; 5. and (6) packaging. The method for composting the mushroom dregs has the following advantages: (1) the invention solves the problems of high cost, high difficulty and easy secondary pollution in the traditional method for treating the antibiotic fungi residues, avoids the incineration process, and avoids the problems of environmental pollution and the like because the gas generated in the fermentation process enters a biological washing and filtering device for treatment; (2) the antibiotic fungi residues are processed and converted into the fertilizer from the dangerous waste, and can be sold as a product, so that the high cost for treating the dangerous waste is reduced, and the purpose of changing waste into valuable is really realized.)

一种菌渣堆肥的方法

技术领域

本发明涉及危险废弃物无害化处理的技术领域，具体涉及一种菌渣堆肥的方法。

背景技术

据有关资料统计，一个中等规模的抗菌素工厂，年产的菌渣大约6万吨左右，我国年排放量约为100万吨以上。抗生素菌渣含有一定量的抗生素残留而被国家有关部门列为危险废弃物，不合理的处理方法极易造成环境污染和生态危害，同时也会造成资源浪费。其中，抗生素菌渣对环境的污染主要体现在残留抗生素对环境的影响。

在美国，目前已对抗生素菌渣的处置方法进行了研究，例如当菌丝体中混入1％的石灰石时，可用于土壤改良。当然，也可以作为动物饲料添加剂，但是抗生素残留会很难去除；在英国抗生素菌渣经无害化处理后被用于动物饲料或添加剂。在印度，灭活的菌丝体被认为是可完全生物降解的并作为制肥原料进行堆肥。

在我国抗生素菌渣处置技术有：

(1)资源化综合利用方式：菌渣干燥后做有机肥、菌渣抗生素灭活堆肥、烘干灭活后作为培养基原料回用；

(2)焚烧处理：晾晒后环能热电焚烧、脱水后均匀掺拌焚烧、干燥处理后直接进行焚烧；

(3)填埋处理：直接外运，由环卫处进行填埋。

采用传统的方法处理抗生素菌渣，处理成本过高且容易产生二次污染，在焚烧的过程中会产生含有氯的烟气、SO₂、甚至是二噁英等有害气体。我国的制药工业发展迅速，每年产生几百万吨的抗生素菌体废渣，而目前又没有一个安全有效的处理方式，因此寻找一个高效、环保、处理量大的处理方法迫在眉睫。利用堆肥技术，通过添加发酵菌和抗生素降解菌，对抗生素菌渣进行无害化处理，堆肥成品可资源化用作有机肥，实现减量化、无害化、资源化的目的。

发明内容

针对现有技术抗生素菌渣和污泥处理难度大、费用高的问题，本发明提供一种菌渣堆肥的方法，以解决上述问题。

为实现上述目标，本发明的技术方案：

一种菌渣堆肥的方法，包括以下步骤：1、原料预处理工序；2、发酵工序；3、陈化工序；4、制肥工序；5、包装工序。

进一步的，所述原料预处理工序是通过以下方式实现的：

将菌渣、污泥、菇渣和秸秆投放至原料储料配料器，经输送机运至混合机。混合机上方设置菌剂添加装置，根据需要添加一定量的生物发酵菌剂，添加比例为0.1～0.3％。各种物料及菌剂混合后，混合物料的水分在55～60％，碳氮比在20～30:1。然后通过输送机输送到发酵车间进行自动布料。

产污环节：预处理阶段主要产生臭气，经收集管道收集，送入生物除臭装置，除臭装置通风量为：0.2～0.3L/(min·Kg)。

进一步的，所述菌剂选用的是复合微生物发酵接种剂。菌种是经过安全评价或农业部登记的制品，其次是要根据堆制过程有机物和抗生素残留的特点选用适合的菌种，不同的菌渣各有各的特点，根据降解目标选用了目标菌种。固体混合发酵菌种有两个合适的比例。一是不同菌种间的配比，要达到相互的协同作用，还不能产生相互拮抗作用。二是固体发酵接种有合适的接种比例，从而达到降解和发酵质量的稳定。

进一步的，所述发酵工序是通过以下方式实现的：

(1)生产车间：发酵在发酵车间内进行。

(2)发酵过程：混合物料通过输送机将其运送到发酵槽上的布料装置，进行自动布料。太阳能发酵车间内共设计3个发酵槽，每个发酵槽长90m，宽20m，高2m，每个发酵槽每天可处理物料140m³，三个发酵槽每天共处理物料420m³。每个发酵槽设有1台链板式翻抛机，向前移动和翻抛物料，实现翻抛、曝气、走水功能。在发酵槽底部，安装有增氧曝气系统，对物料在发酵过程中提供充足的氧气。发酵氧含量为5～15％，发酵温度＜70℃，经过20～25天的发酵之后，发酵好的粉状堆肥成品的含水率在35％。通过自动出料装置，运送到陈化车间。发酵车间外侧配有生物除臭装置，臭气经收集管道收集，送入生物除臭装置，除臭装置通风量为：0.2～0.3L/(min·Kg)。

(3)发酵原理：在堆积、搅拌、通风的好氧状态下，利用微生物分解原材料中的有机物，分解产生的热量可使水分蒸发，可以杀死病原菌、寄生虫、杂草种子，降解大分子化合物等，堆肥(有翻堆)，堆肥温度大于55℃保持15天，翻堆5次以上。本项目辅料选择当地产量较大的菇渣，根据每种原料的成分不同行合理配比使用。发酵系统的主要能量输入是有机物基质，当这些分子被微生物分解时，能量可以转化为微生物机体或以热能释放到周围环境中，产生的水分自然蒸发散失，基质得到干燥。同时微生物的生长代谢过程中产生一些列酶，通过酶的分解作用和微生物分解产物的再利用等途径，使残留的抗生素不断降解和分解。

升温阶段：发酵初期，混合物料堆体的温度逐步从环境温度上升到45℃左右，主导微生物以嗜温性微生物为主，包括细菌、真菌、放线菌，分解底物以糖类和淀粉为主。

高温阶段：堆体温度上升到55℃以上，嗜温微生物受到抑制直至死亡，而嗜热微生物成为主导微生物，残留的和新形成的可溶性有机物被继续氧化分解，复杂的有机物如纤维素和蛋白质开始被强化分解，50℃左右微生物的活动发生变化，所添加的微生物的活动交替出现。嗜温、嗜热、高温微生物的共同作用，分解有机物和抗生素残留。到70℃以上大多数微生物处于死亡和休眠状态。

降温阶段：高温阶段造成微生物的活动减少，自然进入低温阶段。这一阶段嗜温微生物又占据优势，对难分解的有机物做进一步的分解，但是微生物活动减少，堆体温度下降，有机物趋于稳定化，氧气需要减少，堆体进入后腐熟阶段。不同阶段的适宜生长的微生物产生不同的酶系，分解底物降解残留的抗生素，达到无害化处理的目的。参与有机物(抗生素菌渣)分解、降解残留抗生素的微生物种类，有细菌、放线菌、真菌等。但是由于抗生素菌渣的特殊性，其中残留的抗生素浓度比自然环境中浓度高出数倍甚至更高，对一般微生物的生长代谢有严重的抑制作用，一般微生物很难进行快速繁殖和代谢，不能达到分解菌渣和降解抗生素的目的。本项目采用的微生物菌群，经过严格、有针对性的多次筛选，针对鲁抗医药产生的菌渣，筛选菌种，很好地解决了抗生素的抑制作用，达到快速有效分解菌渣和降解抗生素残留的目的。根据《泰乐菌素菌渣有机肥安全性评估研究研究报告》，抗生素的去除率在96％以上，可以较好的分解抗生素。

(4)发酵过程控制：固体混合好氧发酵过程中，在生产过程中，要对变化过程进行控制。主要检测和控制指标有：a.温度变化，是否异常，温度太高或者太低，都会造成发酵异常，偏离降解的目标；b.湿度变化，湿度对发酵产品的质量有很大影响；c.气味变化，发酵正常时，有少量氨气味道，原料异味、臭味应在几天内消失，后期应有发酵的味道和曲香味，堆制完成后应该为腐殖泥土味道。d.根据代谢过程需氧量橱节通风，减少厌氧发酵。温度在55℃以上均保持了7d以上，满足堆肥卫生标准；堆肥结束对pH均满足8.0～9.0的腐熟标准。菌渣发酵过程中，处理温度在55℃以上均保持了于14天以上，发酵时间20～30天，符合堆肥无害化卫生标准；堆肥结束时，各处理pH均满足8.0～9.0的腐熟堆肥pH标准；堆肥结束时，抗生素残留降解达标准到要求。

(5)产污环节：菌渣、污泥等原料在好氧发酵腐熟过程中会产生恶臭气体G1(主要成分为NH₃和H₂S)，本项目发酵车间为封闭式，抽风机保证发酵棚内处于微负压状态，发酵棚内产生的恶臭气体经风机引入6套“生物洗涤过滤装置”进行除臭处理。

进一步的，所述发酵车间为太阳能好氧发酵室(含原料预混加工区)，长112m，三联跨结构，每跨24m，共72m宽。发酵车间配置太阳能集热装置，可对初始含水率高的物料进行特殊加热，保证快速发酵温度需要。

进一步的，所述陈化工序是通过以下方式实现的：

发酵车间内发酵后的物料自动输送到陈化车间，实现物料的腐熟和陈化。

陈化车间主要实现发酵后物料堆成料堆储存的同时进行二次发酵，进一步腐熟(腐殖质化)并去除水分。温度稳定到40℃以下，水分在30～35％，陈化基本完成。可以作为半成品销售或配套种植基地还田。堆放过程按发酵出料设计成仓式形式，可以根据发酵出料的先后顺序进行堆放，静态堆放进行腐殖质化。当温度和水分不满足要求时，可通过倒仓形式进行翻抛进行降温去水。

产污环节：物料在发酵车间已经经过20多天的充分发酵和走水，进入陈化车间的物料的水分能够达到30％，所以在陈化车间物料的微生物繁殖非常缓慢，几乎可以忽略不计。因此，陈化车间恶臭物质产生量较少。本发明对陈化车间进行负压收集，气体收集后通过风机进入发酵车间，作为发酵车间换风。因此，不再计算陈化车间污染物产排情况。

进一步的，所述制肥工序是通过以下方式实现的：

陈化后的物料接着进入制肥环节。制肥车间主要包括配料混合系统、制粒系统、包装系统等。

过程：物料首先经过粉碎机粉碎后，输送至筛分机，将发酵后的物料大块粉碎、大杂筛除，筛上物返回至粉碎机再粉碎或进入发酵槽重新发酵，筛分合格的粉状有机肥进入自动配料混合系统，进行各养分N、P、K、微量元素、生物菌的自动添加，然后输送至连续混合机混合均匀。

混合好的物料一部分直接进入包装工序，被输送至成品仓包装成袋装产品；一部分进入造粒工序，经制粒机挤压造粒后，柱状颗粒从平模制粒机的出料口产出，制粒后的成品进入包装系统，最后完成成品包装。

产污环节：主要污染物为粉碎筛分、配料混合、造粒工段产生的粉尘，各产尘点设置集气罩，分别经除尘器收集后，车间组织排放。

进一步的，所述包装工序是通过以下方式实现的：

系统主要包括成品仓、料位器、自动包装秤、缝包机、输送机、现场控制柜等。该系统设备布置于制肥车间。在分料器和皮带输送机的帮助下，制粒好的或者粉状物料被分给成品仓进入包装设备，包装设备可完成成品的自动打包作业。每包重量可在20-60kg间自由设定，通过微处理器自动控制。称重好了的包装袋自动落在输送机上，并被输送至缝包机进行缝包。装好袋的成品最终储存在成品库，准备出售。

产污环节：主要污染物为打包秤给料点产生的粉尘。设置集气罩收集后，经过1台“布袋脉冲除尘器”除尘后，车间无组织排放。

本发明的有益效果为：

(1)本发明解决了传统方法处理抗生素菌渣成本过高、难度大且容易产生二次污染的问题，本发明避免了焚烧的过程，在发酵过程中所产生的气体均进入生物洗涤过滤装置进行处理，避免了环境污染等问题。

(2)本发明的菌渣堆肥方法，将抗生素菌渣从危险废弃物加工转化为肥料，并且可以作为产品进行销售，减少了处理危险废弃物的高成本，真正地实现了“变废为宝”。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是菌渣堆肥的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种菌渣堆肥的方法，包括以下步骤：1、原料预处理工序；2、发酵工序；3、陈化工序；4、制肥工序；5、包装工序。

(1)将菌渣、污泥、菇渣等各种待发酵原料投放至原料储料配料器，经输送机运至混合机。混合机上方设置菌剂添加装置，添加0.2％的复合微生物发酵接种剂。各种物料及菌剂混合后，通过输送机输送到发酵车间进行自动布料，混合物料的水分为60％，碳氮比为30:1。

(2)在太阳能耗氧发酵室进行发酵。首先将混合物料堆体的温度逐步从环境温度上升到45℃左右，然后将堆肥温度上升到55℃以上保持15天，翻堆5次以上；最后自然进入低温阶段。发酵过程共进行25天，发酵好的粉状堆肥成品的pH为8.0～9.0，含水率为35％。

(3)将发酵后的物料自动输送到二次陈化车间，实现物料的二次腐熟和陈化。陈化后的物料水分为30％。

(4)将物料经过粉碎机粉碎后，输送至筛分机，将发酵后的物料大块粉碎、大杂筛除，筛上物返回至粉碎机再粉碎或进入发酵槽重新发酵，筛分合格的粉状有机肥进入自动配料混合系统，进行各养分N、P、K、微量元素、生物菌的自动添加，然后输送至连续混合机混合均匀。

(5)将混合均匀的物料进行包装，每包重量为50kg。包装后的物料储存在成品库，准备出售。

实施例2

一种菌渣堆肥的方法，其菌渣、污泥、菇渣和秸秆的日处理量为231.91t/d，全年处理量为76530.75t/a，系统全年运行时间为7920h，整体工程系统的可用率为100％，负荷变化范围：70-120％。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。