农业有机废弃物分子膜智能发酵堆肥技术.docx

农业有机废弃物分子膜智能发酵堆肥技术一、技术概述（一）技术基本情况1 .技术研发推广背景。随着我国农业的不断发展，农业有机废弃物不断增加。目前，我国的农业有机废弃物以农作物秸秆和畜禽粪便为主，秸秆年产量约L04X109吨，每年产生的畜禽养殖废弃物已达到38亿吨，如果这些农业废弃物得不到有效处理，不仅造成巨大的资源浪费，还会带来严重的环境污染等问题。而农业有机废弃物可通过高温堆肥等方式产生有机肥，有机肥与农业可持续发展密切相关，不但提供作物所需的有机质，还能提供作物生长所需的微量元素、氨基酸、腐殖酸等营养物质，在提高作物产量的同时，显著改善作物品质，增加土壤肥力。在我国耕地高强度使用模式下，土壤养分、有机质含量等土壤肥力和质量明显下降，农业有机废弃物发酵后作为有机肥应用已成为研究的重要任务。目前，在我国有机肥生产走入了一个误区，投资规模大，过度加工、包装，远距离销售运输，导致价格远远高于其价值。由于价格高，农民只能选择在部分经济作物上用，大田作物不用或少用,有机肥施用量远未到达预期的量和使用效果。我国耕地总面积18亿亩，经济作物6亿亩，若普遍施用有机肥料进行土壤改良，地力提升，每年所需有机肥量达50亿吨。相比商品有机肥，农民更倾向于传统的田间秸秆直接还田，生粪还田，田间地头堆泡,然而这些方式会造成农田土壤潜在隐患，病虫害加重，环境污染问题突出。低成本高效率的“分子膜智能发酵堆肥技术”是经过多年的实践经验和技术积累，能够有效克服传统堆肥“脏累臭”的问题，实现了高效环保、规模化、低成本、便携式资源化利用有机废弃物的功能，打通了有机废弃物资源化上下游产业链，实现了商业化应用，获得了良好的经济效益和社会效益。2 .能够解决的主要问题。分子膜智能发酵堆肥技术使用特殊高分子材料制作而成的分子膜覆盖，为堆肥物料创造一个真正的“人工气候箱”，不受外界气候的影响，零下30。C依然能正常发酵，破解了冬季低温条件发酵不理想的技术瓶颈，实现了废弃物周年资源化利用；发酵过程中通过仪器数据自动采集，保持优化区域内的温度、湿度和氧气供应，有效缩短有机废弃物腐殖化过程，提高发酵效率，农业废弃物发酵周期缩短为20d,减少了人工成本；弥补了传统发酵模式受建设厂房限制、投资大、周期长的不足之，该技术场地要求简单，核心设备可便携式移动、占地面积小，成本低，通过分子膜智能发酵堆肥技术对有机废弃物进行发酵处理，成本仅为20-40元/m3,发酵300立方米牛粪18天耗电213度，平均每天耗电12度，实现了低耗能处理模式。在充分好氧条件下，有机废弃物在发酵过程中所需的氮、磷、硫等营养元素等得到充分利用和转化，从源头上减少NH3,H2S,大分子臭味基团的产生和逸出效应，发酵产物养分含量显著提升,稳定性和腐殖质化程度增强，蔬菜藤蔓发酵结束后总养分质量分数为8.59%,有机质的质量分数为31.4%,其中氮含量增加了19.01%,腐殖质程度(HA-C)的含量增加了52.92%,总磷增加了7.6%,有效磷增加了14.89%。(二)技术示范推广情况近年来该技术在全国24个省及我省西安市、咸阳市、铜川市、宝鸡市等地建立试验示范点64个。1.畜禽粪便智能分子膜发酵堆肥技术示范基地。该技术先后在品品鲜菌业、南京环境、草滩牧业、西安子啥养殖专业合作社、周至县集贤赵代常兴畜牧场、铜川优然牧业、宝鸡大地农业科技有限公司等30个企业及合作社示范应用，示范面积L5万亩，年处理畜禽粪便200万吨，生产有机肥30万吨，年产值L5亿71So2 .蔬菜藤蔓废弃物智能分子膜发酵堆肥技术示范基地。在西安市现代农业展示中心，中王农产品专业合作社，西安市临潼区宏远蔬菜专业合作社等23个合作社进行示范应用广，示范面积L44万亩，年处理蔬菜藤蔓废弃物0.72万吨，生产有机肥0.26万吨,年产值182.0万元。3 .园林枝条废弃物智能分子膜发酵堆肥技术示范基地。西安市都邑美生态农业科技有限公司、西安市毅朝种养殖专业合作社、周至恒茂肥业有限公司等11个企业及合作社示范应用5000亩，年处理园林枝条0.3万吨，年产值210.0万元。（三）提质增效情况技术在64个企业及合作社应用结果显示，比传统有机肥发酵技术减少固定设备投资30万元，单次发酵周期减少人工成本1500元，发酵周期缩短为20d,发酵效率提升30%；发酵产物养分含量显著提升，稳定性和腐殖质化程度增强，蔬菜藤蔓发酵结束后总养分质量分数为8.59%,有机质的质量分数达到31.4%,其中氮含量增加了19.01%,腐殖质程度（HA-C）的含量增加了52.92%,总磷增加了7.6%,有效磷增加了14.89虬发芽指数达85%；园林枝条发酵产物有机质质量分数达到30.6%,总养分质量分数为7.58%,氮含量达2.53%,磷含量达2.74%,钾含量达2.31%,有机肥品质显著增强。年处理农业有机废弃物250万吨以上，生产有机肥35万吨以上、销售收入超过L5亿元。有效实现了农业废弃物的高效环保、规模化、低成本利用，结合国家对乡村振兴、土壤有机质提升、高标准农田建设、食品安全的战略大力推动，真正实现种养循环经济效益。（四）技术获奖情况获2019-2021年度全国农牧渔业丰收奖一等奖。二、技术要点（核心技术及其配套技术主要内容）（一）技术原理分子膜发酵工作原理图（二）工艺流程（三）“分子膜”发酵技术气味控制原理说明“分子膜”专利发酵技术对臭气的控制是综合控制效果的体现,核心控制因素是微生物菌剂和分子发酵膜。1.好氧发酵因素。“分子膜”发酵技术采用好氧发醉工艺，在堆体密闭的情况下，形成一定的发酵“气仓”压力，使堆体内有机废弃物颗粒完全被氧气分子“包裹”，从而形成充分的好氧发酵条件，在充分好氧条件下，有机废弃物在发酵过程中所需的氮、磷、硫等营养元素等得到充分利用和转化，从源头上减少NH3,H2S,大分子臭味基团的产生和逸出效应。2 .内源性发酵及堆体自吸附因素“分子膜”覆盖发酵技术可以称之为“内源性发酵”即氧气的供应点在堆体中心，因此发酵的启动点就在堆体中心，随着好氧发酵的不断进行和深入，内层发酵过程中产生未被利用的NH3和H2S,大分子臭味基团不断被相对外层的好氧菌利用，从而使整个发酵过程的臭味因子得到最有效控制。3 .特定复合菌因素。“分子膜”覆盖发酵技术选用特定培养的复合菌种，该复合菌种在长期应用实践中被不断优化，是目前对臭味基团利用和分解效率较高的菌种之一。4 .分子膜核心因素。采用高分子材料复合而成的多层结构的分子膜，可以对大分子臭味基团进行有效膜分离，即大分子臭味基团无法通过分子膜，从而从根本上保证了臭味基团的释放。（四）“分子膜”发酵技术的优势1 .采用生物技术结合分子选择膜材料，针对现有传统有机固体废弃物处理方法存在的固定资产投入大，处理周期长、成本高，有害菌杀灭率低，用途单一，气候条件适应性差等问题，通过复合微生物菌及特有的分子选择膜，达到低成本、周年快速高效处理农业有机废弃物的目标。2 .“分子膜”发酵技术的可移动便携式特征，有效改进了目前传统方法在处理农业有机废弃物时存在的移动灵活性不足和发酵产能增减受限等缺陷。3 .“分子膜”发酵技术将分子选择膜覆盖在堆体上并将膜周边压实使其形成气仓，由于分子选择膜具备透气、透湿和保温的功能,能确保堆体的水汽正常挥发，同时又能维持堆体一定的湿度和温度；可保持12个月持续处理能力，不受地域和气候的影响，确保处理产能稳定。三、适宜区域应用不受区域限制，目前该技术在中国的黑龙江、新疆、云南、江苏、广东、湖北、青海、四川、贵州、陕西等不同纬度、不同气候、不同湿度、不同原辅料领域均有广泛应用，更多应用于规模化产生畜禽粪便及农业有机废弃物聚集的场景。四、注意事项“农业废弃物智能分子膜发酵堆肥技术”的应用包括水分测试，原料混配，发酵过程控制，菌剂添加，产品陈化及检测等过程。配套工艺设备包括水分检测，原料混配机械，发酵控制系统，分子膜，发酵供风系统，压边系统、远程数据传输和控制系统等。注意事项如下：（一）配料1 .对需要混合的有机废弃物进行有机质测试、无机养分测试、重金属测试（必要时）、水分测试和PH值测试。2 .将待发酵处理有机物料粉碎，确保混合物料中颗粒度达到发酵要求。3 .按比例将物料混合均匀，调整混合物料至发酵条件。4 .菌剂调制：将发酵专用菌、高活性复合菌、有机多肽酶活性促进剂等专用菌剂混合均匀，形成发酵用复合菌剂。（二）一次发酵1.将混合好的物料转移至露天场地进行建堆，堆体长宽高根据场地进行定制。发酵场地的建设要求要结合环评批复建设。2 .堆体内设空气或氧气供应管道，通过控制系统进行自动控制。3 .堆体整体温度起温均匀后，可将分子选择膜覆盖在堆体上并将膜周边压实使其形成气仓，分子膜具备透气、透湿和保温的功能，能确保堆体的水汽快速挥发，同时维持堆体一定的湿度和温度；发酵周期一般为2周，根据物料类型及最终用途可进入二次发酵或直接进入陈化阶段。（三）二次发酵（对部分物料及特殊需求适用）一次发酵后堆体明显萎缩，紧实度增加，生物发酵活动减弱。对堆体进行拆堆并重新混合均匀，并按照一次发酵的方式进行重新建堆发酵，进一步降低堆体水分，二次发酵周期一般为2周。（四）陈化、检测及包装一次发酵或二次发酵结束后进入陈化阶段,堆高后放置至少2周,并定期翻堆确保充分陈化，陈化后检测产品水分、总养分及有机质等产品参数，根据需要进行产品包装。智能分子膜发酵堆肥技术可根据不同气候条件、场地、不同有机废弃物类型及用户对发酵产品的最终要求，对复合微生物进行针对性筛选，同时可对分子膜结构及规格尺寸进行针对性调整，从而达到调节堆体高温期的长短、产品的水分控制、产品腐熟度及产品有害菌杀灭率等要求，确保发酵技术的广泛适用性。堆体发酵后水分含量可达到40-45%,发酵运营成本较传统处理方法低50%。该技术发醉复合菌的使用和控制、分子膜的结构选择和发酵控制系统的操作控制是影响最终发酵效果关键因素。五、技术依托单位(1)陕西省农业绿色低碳技术体系/陕西省耕地质量与农业环境保护工作站(2)西安市农业技术推广中心(3)江苏思威博生物科技有限公司