設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物發(fā)酵技術(shù)規(guī)程

設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物發(fā)酵技術(shù)規(guī)程本文件為設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物發(fā)酵提供了技術(shù)規(guī)程，包括術(shù)語(yǔ)和定義，采用好氧堆肥工藝時(shí)的原料預(yù)處理、堆肥菌劑添加、一次發(fā)酵、陳化、質(zhì)量檢驗(yàn)、堆肥環(huán)境；采用厭氧發(fā)酵工藝時(shí)的原料篩選、原料預(yù)處理、發(fā)酵助劑、發(fā)酵菌劑添加、發(fā)酵過(guò)程控制、質(zhì)量檢驗(yàn)等內(nèi)容。本文件適用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物發(fā)酵。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB5084農(nóng)田灌溉水質(zhì)GB5009.157食品中有機(jī)酸的測(cè)定GB18596GB20287NY/T525畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)用微生物菌劑有機(jī)肥料NY/T1973水溶肥料水不溶物含量和pH的測(cè)定NY/T1976水溶肥料有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定3術(shù)語(yǔ)和定義3.1設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾菜和秸稈等生物質(zhì)類副產(chǎn)品，主要包括新鮮蔬菜、瓜果采收過(guò)程中必須要去掉的殘葉以及爛果、落果等，拉秧植株采收后所剩的殘余植株。3.2堆肥菌劑能加速固體有機(jī)廢物堆肥進(jìn)程的微生物活體制劑。3.3發(fā)酵菌劑提升生物質(zhì)有機(jī)廢棄物發(fā)酵效率，實(shí)現(xiàn)定向發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)生的微生物活體制劑。3.4發(fā)酵助劑促進(jìn)原料分解，提高原料利用率，促進(jìn)發(fā)酵菌劑代謝，優(yōu)化發(fā)酵指標(biāo)的制劑。4發(fā)酵工藝按設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢物的處理預(yù)期及應(yīng)用方向，可分別采用好氧堆肥工藝和厭氧發(fā)酵工藝。4.1好氧堆肥工藝4.1.1生產(chǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物堆肥生產(chǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)主要包括：原料貯存及預(yù)處理、堆肥菌劑添加、一次發(fā)酵、陳化、堆肥質(zhì)量檢驗(yàn)、后處理，各環(huán)節(jié)間關(guān)系見(jiàn)附錄A。4.1.2原料貯存及預(yù)處理為了滿足堆肥化生產(chǎn)的需要，部分堆肥原料要進(jìn)行貯存，對(duì)原料貯存的要求如下：——在原料貯存區(qū)，含水率較低（小于40%）的干物料應(yīng)避雨存放，保持低含水率；——含水率高（大于60%）的濕物料不宜長(zhǎng)期存放，要及時(shí)處理，盡可能減少臭氣和滲濾液的產(chǎn)生，防止環(huán)境二次污染，對(duì)含水率高的物料，可采用機(jī)械脫水、晾曬和混合調(diào)理劑等方式實(shí)現(xiàn)水分的脫離與降低；——原料貯存的環(huán)境管理參照GB18596中畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢渣無(wú)害化處理的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；——原料貯存應(yīng)有專門(mén)的原料貯存區(qū)域，最好設(shè)置原料貯存車間，貯存車間內(nèi)根據(jù)不同的原料特性分類進(jìn)行存放；——供應(yīng)便捷、使用量大的物料盡量不貯存或者少量貯存，保證盡可能短的貯存期；——預(yù)處理環(huán)節(jié)應(yīng)對(duì)固體有機(jī)廢物的水分、粒度、C/N、pH值做出調(diào)整，主要的預(yù)處理工藝控制參數(shù)4.1.3堆肥菌劑添加4.1.3.1選用原則：——根據(jù)固體有機(jī)廢物類型及特點(diǎn)選用合適菌種制品，選用菌種的技術(shù)指標(biāo)需達(dá)到農(nóng)用微生物菌標(biāo)準(zhǔn)GB20287中的要求；——不得使用未經(jīng)菌種安全評(píng)價(jià)或中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部登記的制劑。4.1.3.2一般要求:——堆肥接種劑應(yīng)在原料混合時(shí)均勻加入；——堆肥菌劑添加比例不得少于千分之一（干基，以重量計(jì)）。4.1.4一次發(fā)酵一次發(fā)酵是實(shí)現(xiàn)有機(jī)物料無(wú)害化的過(guò)程，常用的工藝有條垛式和槽式兩種類型。4.1.4.1條垛式發(fā)酵條垛式發(fā)酵是將原料混合后堆成長(zhǎng)條形的堆或條垛，在好氧條件下進(jìn)行分解的好氧發(fā)酵系統(tǒng)?！洋w形狀。堆體底部寬控制在120～300cm之間，以200cm左右為適宜，堆高控制在80～200cm之間，以120cm左右為最適宜；長(zhǎng)度不限。各條垛間距大約為80～100cm；——堆肥設(shè)備。主要是條垛式翻堆機(jī)，根據(jù)條垛的大小、形狀以及位置決定設(shè)備選型。主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)為最大允許堆高200cm、堆寬300cm，前進(jìn)/后退速度可達(dá)到5～15m/min，生產(chǎn)能力不小于600m3/h。4.1.4.2槽式發(fā)酵槽式發(fā)酵工藝是在長(zhǎng)而窄的通道（被稱為“槽”）內(nèi)進(jìn)行堆肥發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)可控通風(fēng)和定期翻堆相結(jié)合的好氧堆肥發(fā)酵工藝?！l(fā)酵槽尺寸通常為L(zhǎng)×W×H=（30～80）m×（3～8）m×（1.5～2）m，槽的壁上部鋪設(shè)導(dǎo)軌，便于翻堆機(jī)行走；槽底部鋪設(shè)曝氣系統(tǒng)，主要由高壓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)管道組成，用于向槽內(nèi)發(fā)酵物料通風(fēng)充氧；通風(fēng)管的口徑75mm，6m寬的槽每間隔2m至少鋪設(shè)一條通風(fēng)管道，管道上均勻鉆孔，為避免孔洞被發(fā)酵物質(zhì)堵塞，可將孔設(shè)置于斜下方，通過(guò)高壓風(fēng)機(jī)向槽底送風(fēng)充氧，風(fēng)壓應(yīng)大于32000mmHg、風(fēng)量大于6.3m3/min；——翻堆機(jī)（攪拌機(jī)）是通過(guò)機(jī)械攪動(dòng)將物料攪拌均勻，促進(jìn)熱量和水分揮發(fā)并將物料在槽內(nèi)緩慢位移；常見(jiàn)的設(shè)備包括鏈板式和駁齒式翻堆機(jī)，主要由行走底盤(pán)部分、鏈板（攪拌齒）、液壓升降部分、傳動(dòng)部分及電控部分組成。行走速度0～6m/min，工作幅寬3～6m，翻堆高度1～2m。4.1.4.3過(guò)程控制——溫度控制。堆體發(fā)酵溫度應(yīng)控制在50～60℃,當(dāng)堆體溫度超過(guò)60℃時(shí)，應(yīng)進(jìn)行翻堆操作或強(qiáng)制通風(fēng)；一次發(fā)酵應(yīng)保持堆體溫度50℃以上并維持5～10天；——水分控制。隨著堆肥發(fā)酵含水率的逐漸下降，到一次發(fā)酵結(jié)束時(shí)含水率應(yīng)在36%～45%；——堆體氧氣濃度。通過(guò)翻堆操作或強(qiáng)制通風(fēng)使堆體內(nèi)氧氣濃度保持在3%以上。4.1.5陳化陳化是有機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定化的過(guò)程，常用的堆肥陳化方法有：4.1.5.1自然堆置法可將完成高溫發(fā)酵的物料按照條垛式堆肥的方式，堆積在專門(mén)的車間或陳化棚內(nèi)，堆寬5～6m、堆高1.4～1.6m限制在2m以下，靜置堆積方式下堆體不宜過(guò)高過(guò)寬，否則不利于熱量和水分的散發(fā)，最好能定期用棍棒插出排氣孔，有利于提高熟化效率。4.1.5.2熟化（陳化）倉(cāng)法熟化倉(cāng)的類型較多，如板式熟化倉(cāng)、皮帶式熟化倉(cāng)。還有一種類似發(fā)酵槽的熟化倉(cāng)，即在底部鋪設(shè)通氣管道，能通過(guò)間歇式低強(qiáng)度的鼓風(fēng)，促進(jìn)熱量和水分揮發(fā)，通常熟化倉(cāng)的料堆高度可達(dá)到3m。4.1.5.3槽式陳化法與一次發(fā)酵槽式法類似，陳化物料放置在槽內(nèi)，通過(guò)可控通風(fēng)和定期翻堆進(jìn)行堆肥發(fā)酵，但槽式陳化法一般采用9m以上的寬槽。4.1.5.4過(guò)程控制——堆體物料含水率在陳化完成后應(yīng)降到28%～35%；——陳化過(guò)程中堆體溫度應(yīng)穩(wěn)定在40℃左右，發(fā)酵完成時(shí)堆體溫度應(yīng)接近環(huán)境溫度；——陳化過(guò)程可通過(guò)強(qiáng)制通風(fēng)維持堆體氧氣濃度；——陳化周期不得少于15天，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要適當(dāng)調(diào)整發(fā)酵周期。4.1.6堆肥質(zhì)量檢驗(yàn)——腐熟的堆肥呈現(xiàn)疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，不再吸引蚊蠅，不會(huì)有令人討厭的臭味，不會(huì)出現(xiàn)由于真菌生長(zhǎng)而成的白色或灰白色；——養(yǎng)分含量參考NY/T525相關(guān)要求；——pH值應(yīng)在5.5～8.5,測(cè)定方法參考附錄B；——可溶性鹽濃度＜2.5ms/cm，測(cè)定方法參考附錄B；——發(fā)芽率指數(shù)（GI）＞80%，測(cè)定方法參考附錄C。4.1.7堆肥生產(chǎn)環(huán)境要求——生產(chǎn)區(qū)域應(yīng)選在主要原料集中、取運(yùn)方便、交通便利、水電及其它資源有保障的地點(diǎn)，并應(yīng)利于園區(qū)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)；——堆肥生產(chǎn)環(huán)境要求中生產(chǎn)區(qū)域與居民區(qū)的直線距離不得小于300m，并應(yīng)參考養(yǎng)殖場(chǎng)選址要求確定與居民區(qū)的直線距離，符合環(huán)評(píng)選址要求；——生產(chǎn)區(qū)域生產(chǎn)區(qū)與管理區(qū)之間，均應(yīng)設(shè)置綠化隔離帶。4.1.8堆肥主體設(shè)施堆肥廠主體設(shè)施主要包括：原料儲(chǔ)存及預(yù)處理設(shè)施、發(fā)酵設(shè)施、后處理設(shè)施、成品儲(chǔ)存設(shè)施和除臭設(shè)施。——原料儲(chǔ)存及預(yù)處理設(shè)施主要包括：地衡、受料、給料、破碎、篩分、混合、輸送等機(jī)械設(shè)備及相關(guān)鍵（構(gòu)）筑物；——發(fā)酵設(shè)施主要包括：與高溫好氧發(fā)酵工藝相匹配的設(shè)備及相（構(gòu)）筑物；——后處理加工設(shè)施主要包括：對(duì)發(fā)酵穩(wěn)定后的堆肥物料進(jìn)行進(jìn)一步處理所需要的輸送、破碎、篩分、混合、造粒、烘干、冷卻、包裝等機(jī)械設(shè)備及相（構(gòu)）筑物；——除臭設(shè)施：主要適用于堆肥廠中具有集中收集臭氣裝置的密閉的車間或廠房，可采用生物濾池、土壤過(guò)濾等設(shè)施除臭?！髟O(shè)施占用空間要求：原料儲(chǔ)存及預(yù)處理設(shè)施要求滿足7～15天的原料存放量，一次發(fā)酵面積不小于1500m2/萬(wàn)噸，陳化面積不小于1100m2/萬(wàn)噸，成品存儲(chǔ)面積要求滿足60～90天的存放周期。4.2厭氧發(fā)酵工藝4.2.1生產(chǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物厭氧發(fā)酵技術(shù)環(huán)節(jié)主要包括：器具滅菌、原料分選、粉碎、預(yù)處理、接種、主發(fā)酵、質(zhì)量檢測(cè)，各環(huán)節(jié)間關(guān)系見(jiàn)附錄D。4.2.1原料分選設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物在從棚室移出時(shí)需盡量移出鐵絲、掛繩、塑料等不可生物轉(zhuǎn)化的雜物，雜物留存率不高于1%；同時(shí)盡量選取沒(méi)有細(xì)菌性病害的原料進(jìn)行發(fā)酵，避免爛果、腐葉、泥土等混入。4.2.2粉碎進(jìn)行厭氧發(fā)酵的設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物應(yīng)確保發(fā)酵粒徑小于1cm，受粉碎物料性狀限制，不宜采用高速捶片式粉碎機(jī)，可采用撕碎式、鍘切式等形式粉碎機(jī)實(shí)現(xiàn)粉碎。4.2.3容器滅菌設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物厭氧發(fā)酵是通過(guò)特定一種或多種微生物組合，利用厭氧微生物的代謝作用生成有益代謝產(chǎn)物的過(guò)程，為避免發(fā)酵過(guò)程出現(xiàn)雜菌摻雜影響發(fā)酵質(zhì)量的問(wèn)題，需要在發(fā)酵開(kāi)始前對(duì)所用容器進(jìn)行滅菌，可以通過(guò)高溫、藥劑噴施等方式實(shí)現(xiàn)發(fā)酵容器的滅菌，并避免藥劑殘留影響后續(xù)發(fā)酵進(jìn)程。4.2.4預(yù)處理對(duì)粉碎后的設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物，需添加纖維素酶類進(jìn)行酶催化預(yù)處理；預(yù)處理前要測(cè)試反應(yīng)物料的含水率，并折算出參與反應(yīng)的干物質(zhì)量；酶催化劑的加量不少于參與反應(yīng)干物質(zhì)量的3%，催化反應(yīng)階段處理時(shí)間不少于6小時(shí)，酶催化反應(yīng)階段應(yīng)按相關(guān)產(chǎn)品要求保持適宜酶催化反應(yīng)條件。4.2.5接種預(yù)處理后的反應(yīng)物需添加反應(yīng)物濕重2.5～3倍質(zhì)量的水，所用灌溉水質(zhì)需滿足GB5084的要求，攪拌均勻，并盡量使反應(yīng)物處于懸浮狀態(tài)；添加葡萄糖、紅糖、糖蜜等作為速效碳源，添加量為換算后干物質(zhì)質(zhì)量的3倍，攪拌均勻；以乳酸菌為基礎(chǔ)菌種，單獨(dú)或混合接入丁酸梭菌、醋酸菌，各菌種加入量為發(fā)酵反應(yīng)物總量的0.5～1%。4.2.6主發(fā)酵接種后的反應(yīng)物進(jìn)入主發(fā)酵階段，發(fā)酵應(yīng)在厭氧條件下進(jìn)行，可分別采用機(jī)械封閉、水封等方式實(shí)現(xiàn)發(fā)酵容器的密封，發(fā)酵容器需具備泄壓裝置；發(fā)酵階段保持發(fā)酵反應(yīng)溫度為30～38℃,發(fā)酵時(shí)間應(yīng)控制在48～72小時(shí)，發(fā)酵取樣測(cè)試樣品pH小于4即可終止發(fā)酵進(jìn)程，pH測(cè)定參照NY/T1973。4.2.7質(zhì)量檢測(cè)主發(fā)酵結(jié)束后，需進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，產(chǎn)物為產(chǎn)品紅褐色或淡黃色，允許有少許沉淀，pH需24小時(shí)后穩(wěn)定在3.5～4.0之間，有機(jī)酸含量（以乳酸計(jì)）需大于0.6%，測(cè)試方法參照GB5009.157，總有機(jī)質(zhì)含量需大于等于2.5%，測(cè)試方法參照NY/T1976。4.2.8厭氧發(fā)酵廢棄物處理設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物經(jīng)過(guò)酶處理和厭氧發(fā)酵過(guò)程，殘留的固體成分以未經(jīng)反應(yīng)的纖維素、木質(zhì)素為主，可直接進(jìn)行還田應(yīng)用。（資料性）<·設(shè)施農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物堆肥的生產(chǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)<·（資料性）堆肥原料預(yù)處理工藝與質(zhì)量控制參數(shù)免采用烘干設(shè)備干燥；采用恒溫干燥法測(cè)定鮮樣2～3g精確至0.001g，含水率=(m和樣品的質(zhì)量，m—烘干后鋁盒和樣品的質(zhì)以生石灰、草木灰、工業(yè)硫酸等進(jìn)行pH值調(diào)整；采用pH電導(dǎo)儀法測(cè)定，具體為：取20g風(fēng)干樣，按風(fēng)干樣品:蒸餾14