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一种水生植物的资源化利用方法.pdf

  • 上传人:00062****4422
  • 文档编号:6346000
  • 上传时间:2019-06-03
  • 格式:PDF
  • 页数:11
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201511002736.3

    申请日:

    2015.12.25

    公开号:

    CN105418175A

    公开日:

    2016.03.23

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C05F 7/00申请公布日:20160323|||实质审查的生效IPC(主分类):C05F 7/00申请日:20151225|||公开

    IPC分类号:

    C05F7/00; C05F17/00; A23K10/30(2016.01)I; A23K40/00(2016.01)I; C12P5/02

    主分类号:

    C05F7/00

    申请人:

    广州市景泽环境治理有限公司

    发明人:

    谢俊仁; 苏用全; 何培磊; 刘智豪; 魏晓辰

    地址:

    510650广东省广州市天河区元岗路310号自编3栋C312之一

    优先权:

    专利代理机构:

    广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙)44288

    代理人:

    汤喜友

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    内容摘要

    本发明公开了一种水生植物的资源化利用方法,包括以下步骤:1)植物性饲料的生产:1-1)原料预处理;1-2)饲料生产;1-3)喂养畜禽;2)生物质能源的生产过程:2-1)堆沤预处理;2-2)原料混合;2-3)干式厌氧发酵;2-4)沼气综合利用;3)高效多菌复合生态肥的生产:3-1)原料准备;3-2)混料配料;3-3)高温好氧堆肥;3-4)中温好氧堆肥;3-5)机械造粒与包装。本发明的原材料采用水生植物废弃物,既解决了填埋、就地堆放或焚烧等常用的水生植物废弃物处置手段带来的环境问题,又丰富了水生植物的资源化利用方式,充分发挥水生植物的价值。

    权利要求书

    1.一种水生植物的资源化利用方法,其特征在于,包括以下步
    骤:
    1)植物性饲料的生产过程:
    1-1)原料预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤20mm,得到第一破碎原料;
    1-2)饲料生产:将第一破碎原料输送到处理池中,采用氨化、青
    贮和微化之中的任一生产方式对第一破碎原料进行处理,得到植物性
    饲料;
    1-3)将步骤1-2)得到的植物性饲料喂养畜禽;畜禽的粪便将被
    用于生物质能源的生产过程和高效多菌复合生态肥的生产过程;
    2)生物质能源的生产过程:
    2-1)堆沤预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤30mm,得到第二破碎原料;将第二破碎原料输送至堆沤池,然后加
    入步骤1-3)产生的畜禽粪便,进行为期3-7天的堆沤预处理;畜禽
    粪与第二破碎原料的质量比为1:1;
    2-2)原料混合:将经过步骤2-1)堆沤预处理后的原料和水按照
    重量比为2:3进行混配,得到第一混合料,使第一混合料的碳氮质量
    比为20-30:1,总固体含量(TS)浓度为30%-40%;同时投加重量占
    第一混合料总重量的20%-30%的接种物和重量占第一混合料总重量的
    0.1%-0.5%的氮素抑制剂;
    2-3)干式厌氧发酵:由螺杆泵将料液泵入干式厌氧发酵反应器内
    进行发酵,控制发酵温度为55℃-60℃,发酵时间为15-25天;
    2-4)沼气综合利用:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼气通
    过气体收集装置储存在气体储罐中,以平衡沼气生产中的波动;
    3)高效多菌复合生态肥的生产过程:
    3-1)原料准备:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼渣从干式
    厌氧发酵反应器中输出至固液分离装置中进行脱水,得到复合生态肥
    基料;
    3-2)混料配料:将步骤3-1)所得的沼渣与水按照重量比为1:1进
    行混配,得到第二混合料,使第二混合料的含水率为50%-60%,并加
    入占第二混合料总质量的2%-3%的复合微生物菌剂;
    3-3)高温好氧堆肥:将混配好的原料输入高温好氧堆肥装置,装
    置内温度为68℃-72℃,持续时间为6-8天,达到腐熟后,得到第一
    半成品肥料;
    3-4)中温好氧堆肥:将步骤3-1)所得的复合生态肥基料输入中
    温好氧堆肥装置,装置内温度为50℃,持续时间为5-6天,达到腐
    熟后,得到第二半成品肥料;
    3-5)机械造粒与包装:先对第二半成品肥料进行灭菌和干燥,使
    肥料的含水量<20%;然后将第一半成品肥料和第二半成品肥料混合后
    经造粒系统进行造粒处理,使得肥料的粒度≤10mm,最后包装即得高
    效多菌复合生态肥。
    2.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,在步骤1-2)中,
    所述氨化是指在步骤1-1)中的第一破碎原料中加入尿素,使得
    纤维素、半纤维素和木质素分离,结构更为疏松,水生植物秸秆利用
    率提高。具体操作:现将纯尿素和水按质量比为1:10的比例配制尿
    素水溶液,再将尿素水溶液和步骤1-1)中的第一破碎原料按质量比
    为1:5的比例混合,在氨化池中密封处理7-21天,氨化池温度保持
    在20℃-30℃;
    所述青贮是指利用微生物的发酵作用,产生酸性环境,抑制微生
    物的繁衍,是目前处理量最大的一种方式。具体操作:先用喷壶对每
    100kg的步骤1-1)中的第一破碎原料喷水15kg,再在每100kg第一
    破碎原料中加5kg尿素,搅拌均匀后,压实后密封在青贮池中,青贮
    40-60天便可用来饲喂;
    所述微化是在步骤1-1)中的第一破碎原料中加入高效活性发酵
    菌种,通过增加微生物的数量加速纤维素、半纤维素和木质素分解转
    化,将第一破碎原料转化为湿润膨胀和柔软的饲料。
    3.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤2-2)中,所述接种物的投加量占第一混合料总重量的25%。
    4.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤2-2)中,所述氮素抑制剂为磷酸盐或过磷酸钙。
    5.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤2-2)中,所述总固体含量为35%,所述碳氮比为25,所述
    含水率为55%。
    6.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤2-3)中,需要向干式厌氧发酵反应器中加入pH值调节剂,
    控制pH值为7.0;所述发酵温度为50℃。
    7.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤2-3)中,所述干式厌氧发酵反应器内设置螺旋桨叶轴机械
    搅拌装置,搅拌桨为螺旋线布置,物料在反应器内呈塞流式运动,利
    于发酵产生的沼气排出,同时搅拌强化物料传质、传热;干式厌氧发
    酵反应器的外壁采用200mm厚的聚苯乙烯材料进行强化保温,同时
    沿干式厌氧发酵反应器外壁设置加热盘管,采用热水循环加热。
    8.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤2-4)中,所述气体储罐中的一部分沼气经过沼气综合提质
    装置处理后进入天然气网,另一部分沼气通过热电联产装置进行发
    电。
    9.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征在
    于,步骤3-2)中,所述复合微生物菌剂为含有酵母菌、乳酸菌、放
    线菌和牙孢菌的混合物。
    10.根据权利要求1所述的水生植物的资源化利用方法,其特征
    在于,步骤3-3及步骤3-4)中,所述好氧堆肥腐熟度评价指标为物
    理指标和化学指标,其中,物理指标为:由于堆肥材料的温度分布不
    均,所以可选其平均温度为6℃作为无害化温度,即当堆肥过程中达
    到持续3-7天的平均温度为6℃时,认为达到无害化要求;化学指标
    为T值作为有机物堆肥腐熟度的指标,当T值小于0.6时认为堆肥已
    经达到腐熟。

    说明书

    一种水生植物的资源化利用方法

    技术领域

    本发明涉及一种水生植物的资源化利用方法,属于环保技术领
    域。

    背景技术

    目前,我国地表水环境受到严重污染,给水环境质量、水生态安
    全和饮用水安全等都带来了诸多危害,城市内河及相关河道的水资源
    保护、水污染治理和水生态修复迫在眉睫。利用水生植物原位修复水
    体的技术正逐渐被运用于水体修复治理工程。

    为了避免水生植物残体分解腐烂,消耗水中的溶解氧,引起水体
    的二次污染,需要及时对其进行收割,由此会产生大量的水生植物废
    弃物。常用的水生植物废弃物处置手段是填埋、就地堆放或焚烧,而
    这些处理方式违背了建立资源节约型、环境友好型社会的初衷,污染
    环境的同时又割断了绿地生态系统的物质循环和能量流动。可见,采
    取不当旳手段进行处理,不仅会影响城市人居环境的美观,还会污染
    大气、土壤以及地下水,对环境造成永久的危害。如何处理和利用数
    量巨大的水生植物废弃物,俨然成为植物生态修复技术中亟待解决的
    问题之一。

    发明内容

    针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种水生植物的资
    源化利用方法,该方法的原材料采用水生植物废弃物,既解决了填
    埋、就地堆放或焚烧等常用的水生植物废弃物处置手段带来的环境问
    题,又丰富了水生植物的资源化利用方式,充分发挥水生植物的价值。
    同时,水生植物的有机物质更容易分解,表现为较高的碳矿化速率,
    有利于生产高效多菌复合生态肥。

    实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:

    一种水生植物的资源化利用方法,其特征在于,包括以下步骤:

    1)植物性饲料的生产过程:

    1-1)原料预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤20mm,得到第一破碎原料;

    1-2)饲料生产:将第一破碎原料输送到处理池中,采用氨化、青
    贮和微化之中的任一生产方式对第一破碎原料进行处理,得到植物性
    饲料;

    1-3)将步骤1-2)得到的植物性饲料喂养畜禽;畜禽的粪便将被
    用于生物质能源的生产过程和高效多菌复合生态肥的生产过程;

    2)生物质能源的生产过程:

    2-1)堆沤预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤30mm,得到第二破碎原料;将第二破碎原料输送至堆沤池,然后加
    入步骤1-3)产生的畜禽粪便,进行为期3-7天的堆沤预处理;畜禽
    粪与第二破碎原料的质量比为1:1;

    2-2)原料混合:将经过步骤2-1)堆沤预处理后的原料和水按照
    重量比为2:3进行混配,得到第一混合料,使第一混合料的碳氮质量
    比为20-30:1,总固体含量(TS)浓度为30%-40%;同时投加重量占
    第一混合料总重量的20%-30%的接种物和重量占第一混合料总重量的
    0.1%-0.5%的氮素抑制剂;

    2-3)干式厌氧发酵:由螺杆泵将料液泵入干式厌氧发酵反应器内
    进行发酵,控制发酵温度为55℃-60℃,发酵时间为15-25天;

    2-4)沼气综合利用:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼气通
    过气体收集装置储存在气体储罐中,以平衡沼气生产中的波动;

    3)高效多菌复合生态肥的生产过程:

    3-1)原料准备:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼渣从干式
    厌氧发酵反应器中输出至固液分离装置中进行脱水,得到复合生态肥
    基料;

    3-2)混料配料:将步骤3-1)所得的沼渣与水按照重量比为1:1进
    行混配,得到第二混合料,使第二混合料的含水率为50%-60%,并加
    入占第二混合料总质量的2%-3%的复合微生物菌剂;

    3-3)高温好氧堆肥:将混配好的原料输入高温好氧堆肥装置,装
    置内温度为68℃-72℃,持续时间为6-8天,达到腐熟后,得到第一
    半成品肥料;

    3-4)中温好氧堆肥:将步骤3-1)所得的复合生态肥基料输入中
    温好氧堆肥装置,装置内温度为50℃,持续时间为5-6天,达到腐
    熟后,得到第二半成品肥料;

    3-5)机械造粒与包装:先对第二半成品肥料进行灭菌和干燥,使
    肥料的含水量<20%;然后将第一半成品肥料和第二半成品肥料混合后
    经造粒系统进行造粒处理,使得肥料的粒度≤10mm,最后包装即得高
    效多菌复合生态肥。

    作为优选,在步骤1-2)中,

    所述氨化是指在步骤1-1)中的第一破碎原料中加入尿素,使得
    纤维素、半纤维素和木质素分离,结构更为疏松,水生植物秸秆利用
    率提高。具体操作:现将纯尿素和水按质量比为1:10的比例配制尿
    素水溶液,再将尿素水溶液和步骤1-1)中的第一破碎原料按质量比
    为1:5的比例混合,在氨化池中密封处理7-21天,氨化池温度保持
    在20℃-30℃;

    所述青贮是指利用微生物的发酵作用,产生酸性环境,抑制微生
    物的繁衍,是目前处理量最大的一种方式。具体操作:先用喷壶对每
    100kg的步骤1-1)中的第一破碎原料喷水15kg,再在每100kg第一
    破碎原料中加5kg尿素,搅拌均匀后,压实后密封在青贮池中,青贮
    40-60天便可用来饲喂;

    所述微化是在步骤1-1)中的第一破碎原料中加入高效活性发酵
    菌种,通过增加微生物的数量加速纤维素、半纤维素和木质素分解转
    化,将第一破碎原料转化为湿润膨胀和柔软的饲料。

    作为优选,步骤2-2)中,所述接种物的投加量占第一混合料总
    重量的25%;高温好氧堆肥过程是由数个微生物群体共同降解有机废
    弃物而实现固体废弃物无害化的动态过程,这些微生物的表面积体积
    比大,群落结构演替迅速,代谢强度高,在降解废弃物过程中起主导
    作用。采用“外源接种法”,其可以增加原料的微生物,缩短堆肥周
    期,提高堆肥产品质量。接种物的类型和接种量直接影响了微生物对
    物料的利用效率,堆肥过程中通过加入微生物菌剂或有效的自然材料
    能够明显促进堆肥的反应进程在堆肥中,进行人为接种分解有机物能
    力强的微生物,可以提髙初期堆肥中有效微生物总数,缩短堆肥时间,
    加快堆肥材料的腐熟进程,且形成高温有助于消灭某些病原体、虫卵
    和杂草种子等。

    作为优选,步骤2-2)中,所述氮素抑制剂为磷酸盐或过磷酸钙。
    在堆肥过程中,可以加入磷酸盐、过磷酸钙等,均可吸附氨气,有效
    减少堆肥过程中氮素损失和提高堆肥产品品质。

    作为优选,步骤2-2)中,所述总固体含量(TS)为35%。TS是
    指试样在一定温度下蒸发至干时所余留的固体物的总量,是溶解性固
    体和悬浮性固体包括胶状体的总量,它的组成包括有机化合物、无机
    化合物及各种生物体。固体含量太高,许多影响微生物活性的条件就
    更为严格,较高固体浓度增加了有机负荷,反应传质效果差。TS浓
    度在30-40%是比较理想的干物质浓度,因为干物质浓度在30-40%范
    围的原料经厌氧发酵,可保证获得较高的产甲烷量,又可大大减少厌
    氧发酵后脱水的困难。其中,所述总固体含量(TS)为35%,效果最
    佳。

    作为优选,步骤2-2)中,所述碳氮比(C/N)为25。C/N是影
    响厌氧发酵效率的重要因素,众多研究表明在沼气发酵过程中,以
    20-30为宜。堆肥初始的值一般在20-30比较适宜,过高(超过35),
    微生物必须经过多次生命循环,先将过量的碳消化掉,直到C/N达到
    一个合适范围供其进行新陈代谢。如果C/N过低,特别是在pH值和
    温度高的情况下,堆体中的氮将以氨气的形式挥发出去,而且堆肥产
    品还会给农作物生长带来不利影响。

    作为优选,步骤2-2)中,所述含水率为55%。堆肥过程中含水
    率是非常重要的影响因素,合适的湿度是保持微生物活性的必要条
    件。堆肥的起始含水率一般为50%-60%,如果水分过低,不利于微生
    物的生长繁殖,若水分过高,则容易堵塞堆料中的空隙,影响与氧气
    的接触,导致厌氧发酵,使降解速度减慢,延长堆肥的腐熟时间。

    作为优选,步骤2-3)中,需要向干式厌氧发酵反应器中加入pH
    值调节剂,控制pH值为7.0。

    pH值是影响微生物生长繁殖的重要因子之一,是影响厌氧消化
    的重要因素,pH值的变化直接影响甲院菌的活性,进而影响整个厌
    氧消化过程。一般值范围在6.8-7.2之间最适合厌氧消化过程的进
    行,过高或过低的值将降低产甲烷菌的活性,甚至致其死亡。为了防
    止有机酸的严重积累导致消化系统酸化,当消化液的降到6.0以下
    时,可向中试反应器中加pH值调节剂(常用的pH值调节剂有碳酸草
    木灰、石霄以及石灰石等)入调节反应器内的酸碱度环境。

    作为优选,步骤2-3)中,所述发酵温度为50℃左右。温度是影
    响厌氧消化的最主要因素。温度通过影响厌氧微生物细胞内酶的活性
    而影响微生物的生长速率和基质的代谢速率,进而影响整个工艺系统
    的运行。温度的变化能够反映堆体内微生物的变化,也能较好的反映
    堆肥状态。堆体温度应控制在45℃-65℃之间,堆肥初期,在中温菌
    1-2d的作用下,堆体温度能达到50℃以上,在这样的温度下维持5-7d
    即可满足无害化标准,当堆体温度稳定在30℃-40℃时表明发酵己经
    基本完成。过高的堆肥温度会对微生物生长活动产生一定的抑制作
    用,而温度过低则将大大延长堆肥腐熟时间。

    作为优选,步骤2-3)中,所述干式厌氧发酵反应器内设置螺旋
    桨叶轴机械搅拌装置,搅拌桨为螺旋线布置,物料在反应器内呈塞流
    式运动,利于发酵产生的沼气排出,同时搅拌强化物料传质、传热;
    干式厌氧发酵反应器的外壁采用200mm厚的聚苯乙烯材料进行强化
    保温,同时沿干式厌氧发酵反应器外壁设置加热盘管,采用热水循环
    加热。

    作为优先,步骤2-4)中,所述气体储罐中的一部分沼气经过沼
    气综合提质装置处理后进入天然气网,另一部分沼气通过热电联产装
    置进行发电;通过进行发电,余热回收利用,不仅能提供整个生产过
    程自身的能源消耗,形成一个自给自足的循环,而且还有大量的能源
    外供。

    作为优选,步骤3-2)中,所述复合微生物菌剂为含有酵母菌、
    乳酸菌、放线菌和牙孢菌的混合物。

    作为优先,步骤3-3及步骤3-4)中,所述好氧堆肥腐熟度评价
    指标为物理指标和化学指标,其中,物理指标为:由于堆肥材料的温
    度分布不均,所以可选其平均温度为6℃作为无害化温度,即当堆肥
    过程中达到持续3-7天的平均温度为6℃时,认为达到无害化要求;
    化学指标为T值=(终点C/N)/(初始C/N)作为有机物堆肥腐熟度的
    指标,当T值小于0.6时认为堆肥已经达到腐熟。

    本发明的有益效果在于:

    1、本发明由植物性饲料、生物质能源和高效多菌复合生态肥三
    大工艺环节组成,形成一个闭合生态循环系统,在推动植物生态修复
    技术工程化运用的同时,缓解当前能源紧缺问题、化肥使土壤肥力下
    降和土壤理化性状变差等生态问题,创造可观的经济效益和社会效
    益,综合效益显著提高。本发明工艺的原材料采用水生植物废弃物,
    既解决了填埋、就地堆放或焚烧等常用的水生植物废弃物处置手段带
    来的环境问题,又丰富水生植物的资源化利用方式,充分发挥水生植
    物的价值。同时,水生植物的有机物质更容易分解,表现为较高的碳
    矿化速率,有利于生产高效多菌复合生态肥。

    2、本发明对原材料预处理时,本发明工艺采用先粉碎后堆沤预
    处理的方法。粉碎能显著提高沼气产量和有机物的降解率以及缩短发
    酵时间,而且更为重要的是通过粉碎使得原来不均匀的固体废弃物混
    匀,减小了发酵体积。发酵原料的堆沤有利于控制发酵原料的酸碱度,
    使原料获得抗酸化的能力,对防止干法厌氧发酵中易出现酸化的问题
    有重要的作用。

    3、本发明在生物质能源工艺环节,所采用的干式厌氧发酵处理
    技术需水量小,无需动力能耗、节约能源和降低成本,反应器占地面
    积小,基建成本低,可以回收清洁、安全的沼气能源,降低污染负荷,
    而且产生全氮保存率高达91.7%的沼渣可生产高效多菌复合生态肥,
    增加经济效益的优势。

    4、本发明在高效多菌复合生态肥工艺环节所采用高温、中温好
    氧堆肥过程可使有机物质氮磷变窄,有机物质中的养分得到释放,同
    时可减少堆肥材料中的病菌、虫卵和杂草种子的传播。

    5、本发明所述干式厌氧发酵装置为圆形卧式厌氧发酵罐。圆形
    结构的反应器受力情况较好,具有结构较稳定的优点,同时,在同样
    的截面积下,圆形反应器的周长比正方形少12%。所以,圆形池子的
    建造费用至少比具有相同截面积的矩形反应器低12%以上。所述反应
    器主体罐体基材为碳钢,内涂特别防腐蚀涂层,耐腐蚀、便于维修,
    性能优良,保温层外表美观。用200mm厚聚苯乙烯材料对反应器进
    行强化保温,沿发酵罐外壁设置加热盘管,采用热水循环加热,保证
    了厌氧反应在冬季的正常运行。

    6、本发明的干式厌氧发酵装置设置螺旋桨叶轴机械搅拌装置,
    桨叶在轴上按螺旋线排列,桨叶形状为杆齿式,桨叶轴转速无级可调。
    搅拌能耗低,特殊设计的螺旋桨叶轴可以实现物料的搅拌、推流。解
    决牛粪发酵过程中由于粘稠、致密抑制沼气释放等问题,加快厌氧发
    酵反应速度,提高反应器效率。物料在发酵罐中受螺旋桨叶的推流作
    用,随时间推移,解决物料逐步向反应器出料端推进和干发酵出料难
    题。

    本发明整个工艺过程中的主要工艺参数通过自动和人工相结合
    的方式进行控制,不受气候环境影响,具有较高的运行稳定性。

    具体实施方式

    下面,结合具体实施方式,对本发明做进一步描述:

    本发明所采用的原料及设备均可从市场购得。

    实施例1:

    一种水生植物的资源化利用方法,包括以下步骤:

    1)植物性饲料的生产过程:

    1-1)原料预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤20mm,得到第一破碎原料;

    1-2)饲料生产:将第一破碎原料输送到处理池中,采用氨化对第
    一破碎原料进行处理,得到植物性饲料;所述氨化是指在步骤1-1)
    中的第一破碎原料中加入尿素,使得纤维素、半纤维素和木质素分离,
    结构更为疏松,水生植物秸秆利用率提高。具体操作:现将纯尿素和
    水按质量比为1:10的比例配制尿素水溶液,再将尿素水溶液和步骤
    1-1)中的第一破碎原料按质量比为1:5的比例混合,在氨化池中密封
    处理7-21天,氨化池温度保持在20℃-30℃;

    1-3)将步骤1-2)得到的植物性饲料喂养畜禽;畜禽的粪便将被
    用于生物质能源的生产过程和高效多菌复合生态肥的生产过程;

    2)生物质能源的生产过程:

    2-1)堆沤预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤30mm,得到第二破碎原料;将第二破碎原料输送至堆沤池,然后加
    入步骤1-3)产生的畜禽粪便,进行为期3天的堆沤预处理;畜禽粪
    与第二破碎原料的质量比为1:1;

    2-2)原料混合:将经过步骤2-1)堆沤预处理后的原料和水按照
    重量比为2:3进行混配,得到第一混合料,使第一混合料的碳氮质量
    比为20-30:1,总固体含量(TS)浓度为30%;同时投加重量占第一
    混合料总重量的20%的接种物和重量占第一混合料总重量的
    0.1%-0.5%的氮素抑制剂;接种物是由厌氧消化细菌、悬浮物质和胶
    体物质组成的厌氧活性污泥。常用制备方法:一、将沼气发酵液和人
    畜粪便按2:3的质量比混合,堆沤在不渗水的坑里并用塑料薄膜密闭
    封口,1周后即可作为接种物。二、用农村较为肥沃的阴沟污泥和人
    畜粪便按1:1的质量比混合堆沤1周左右即可;三、可直接用人畜粪
    便行密闭堆沤,10天后便可作为沼气发酵接种物。

    2-3)干式厌氧发酵:由螺杆泵将料液泵入干式厌氧发酵反应器内
    进行发酵,控制发酵温度为55℃,发酵时间为15天;

    2-4)沼气综合利用:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼气通
    过气体收集装置储存在气体储罐中,以平衡沼气生产中的波动;

    3)高效多菌复合生态肥的生产过程:

    3-1)原料准备:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼渣从干式
    厌氧发酵反应器中输出至固液分离装置中进行脱水,得到复合生态肥
    基料;

    3-2)混料配料:将步骤3-1)所得的沼渣与水按照重量比为1:1进
    行混配,得到第二混合料,使第二混合料的含水率为50%,并加入占
    第二混合料总质量的2%-3%的复合微生物菌剂;

    3-3)高温好氧堆肥:将混配好的原料输入高温好氧堆肥装置,装
    置内温度为68℃,持续时间为6天,达到腐熟后,得到第一半成品
    肥料;

    3-4)中温好氧堆肥:将步骤3-1)所得的复合生态肥基料输入中
    温好氧堆肥装置,装置内温度为50℃,持续时间为5天,达到腐熟
    后,得到第二半成品肥料;

    3-5)机械造粒与包装:先对第二半成品肥料进行灭菌和干燥,使
    肥料的含水量<20%;然后将第一半成品肥料和第二半成品肥料混合后
    经造粒系统进行造粒处理,使得肥料的粒度≤10mm,最后包装即得高
    效多菌复合生态肥。

    作为优选,步骤2-2)中,所述氮素抑制剂为磷酸盐或过磷酸钙。
    在堆肥过程中,可以加入磷酸盐、过磷酸钙等,均可吸附氨气,有效
    减少堆肥过程中氮素损失和提高堆肥产品品质。

    作为优选,步骤2-3)中,所述干式厌氧发酵反应器内设置螺旋
    桨叶轴机械搅拌装置,搅拌桨为螺旋线布置,物料在反应器内呈塞流
    式运动,利于发酵产生的沼气排出,同时搅拌强化物料传质、传热;
    干式厌氧发酵反应器的外壁采用200mm厚的聚苯乙烯材料进行强化
    保温,同时沿干式厌氧发酵反应器外壁设置加热盘管,采用热水循环
    加热。

    作为优先,步骤2-4)中,所述气体储罐中的一部分沼气经过沼
    气综合提质装置处理后进入天然气网,另一部分沼气通过热电联产装
    置进行发电;通过进行发电,余热回收利用,不仅能提供整个生产过
    程自身的能源消耗,形成一个自给自足的循环,而且还有大量的能源
    外供。

    作为优选,步骤3-2)中,所述复合微生物菌剂为含有酵母菌、
    乳酸菌、放线菌和牙孢菌的混合物。

    作为优先,步骤3-3及步骤3-4)中,所述好氧堆肥腐熟度评价
    指标为物理指标和化学指标,其中,物理指标为:由于堆肥材料的温
    度分布不均,所以可选其平均温度为6℃作为无害化温度,即当堆肥
    过程中达到持续3-7天的平均温度为6℃时,认为达到无害化要求;
    化学指标为T值=(终点C/N)/(初始C/N)作为有机物堆肥腐熟度的
    指标,当T值小于0.6时认为堆肥已经达到腐熟。

    实施例2

    一种水生植物的资源化利用方法,包括以下步骤:

    1)植物性饲料的生产过程:

    1-1)原料预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤20mm,得到第一破碎原料;

    1-2)饲料生产:将第一破碎原料输送到处理池中,采用青贮对第
    一破碎原料进行处理,得到植物性饲料;所述青贮是指利用微生物的
    发酵作用,产生酸性环境,抑制微生物的繁衍,是目前处理量最大的
    一种方式。具体操作:先用喷壶对每100kg的步骤1-1)中的第一破
    碎原料喷水15kg,再在每100kg第一破碎原料中加5kg尿素,搅拌
    均匀后,压实后密封在青贮池中,青贮40-60天便可用来饲喂;

    1-3)将步骤1-2)得到的植物性饲料喂养畜禽;畜禽的粪便将被
    用于生物质能源的生产过程和高效多菌复合生态肥的生产过程;

    2)生物质能源的生产过程:

    2-1)堆沤预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤30mm,得到第二破碎原料;将第二破碎原料输送至堆沤池,然后加
    入步骤1-3)产生的畜禽粪便,进行为期5天的堆沤预处理;畜禽粪
    与第二破碎原料的质量比为1:1;

    2-2)原料混合:将经过步骤2-1)堆沤预处理后的原料和水按照
    重量比为2:3进行混配,得到第一混合料,使第一混合料的碳氮质量
    比为25:1,总固体含量(TS)浓度为35%;同时投加重量占第一混合
    料总重量的25%的接种物和重量占第一混合料总重量的0.1%-0.5%的
    氮素抑制剂;

    2-3)干式厌氧发酵:由螺杆泵将料液泵入干式厌氧发酵反应器内
    进行发酵,控制发酵温度为58℃,发酵时间为20天;

    2-4)沼气综合利用:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼气通
    过气体收集装置储存在气体储罐中,以平衡沼气生产中的波动;

    3)高效多菌复合生态肥的生产过程:

    3-1)原料准备:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼渣从干式
    厌氧发酵反应器中输出至固液分离装置中进行脱水,得到复合生态肥
    基料;

    3-2)混料配料:将步骤3-1)所得的沼渣与水按照重量比为1:1
    进行混配,得到第二混合料,使第二混合料的含水率为55%,并加入
    占第二混合料总质量的2.5%的复合微生物菌剂;

    3-3)高温好氧堆肥:将混配好的原料输入高温好氧堆肥装置,装
    置内温度为70℃,持续时间为7天,达到腐熟后,得到第一半成品
    肥料;

    3-4)中温好氧堆肥:将步骤3-1)所得的复合生态肥基料输入中
    温好氧堆肥装置,装置内温度为50℃,持续时间为5.5天,达到腐
    熟后,得到第二半成品肥料;

    3-5)机械造粒与包装:先对第二半成品肥料进行灭菌和干燥,使
    肥料的含水量<20%;然后将第一半成品肥料和第二半成品肥料混合后
    经造粒系统进行造粒处理,使得肥料的粒度≤10mm,最后包装即得高
    效多菌复合生态肥。

    其他与实施例1相同。

    实施例3:

    一种水生植物的资源化利用方法,包括以下步骤:

    1)植物性饲料的生产过程:

    1-1)原料预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤20mm,得到第一破碎原料;

    1-2)饲料生产:将第一破碎原料输送到处理池中,采用微化的生
    产方式对第一破碎原料进行处理,得到植物性饲料;所述微化是在步
    骤1-1)中的第一破碎原料中加入高效活性发酵菌种,通过增加微生
    物的数量加速纤维素、半纤维素和木质素分解转化,将第一破碎原料
    转化为湿润膨胀和柔软的饲料。

    1-3)将步骤1-2)得到的植物性饲料喂养畜禽;畜禽的粪便将被
    用于生物质能源的生产过程和高效多菌复合生态肥的生产过程;

    2)生物质能源的生产过程:

    2-1)堆沤预处理:将水生植物废弃物进行机械破碎,破碎至粒度
    ≤30mm,得到第二破碎原料;将第二破碎原料输送至堆沤池,然后加
    入步骤1-3)产生的畜禽粪便,进行为期7天的堆沤预处理;畜禽粪
    与第二破碎原料的质量比为1:1;

    2-2)原料混合:将经过步骤2-1)堆沤预处理后的原料和水按照
    重量比为2:3进行混配,得到第一混合料,使第一混合料的碳氮质量
    比为30:1,总固体含量(TS)浓度为40%;同时投加重量占第一混合
    料总重量的30%的接种物和重量占第一混合料总重量的0.1%-0.5%的
    氮素抑制剂;

    2-3)干式厌氧发酵:由螺杆泵将料液泵入干式厌氧发酵反应器内
    进行发酵,控制发酵温度为60℃,发酵时间为25天;

    2-4)沼气综合利用:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼气通
    过气体收集装置储存在气体储罐中,以平衡沼气生产中的波动;

    3)高效多菌复合生态肥的生产过程:

    3-1)原料准备:将步骤2-3)干式厌氧发酵所产生的沼渣从干式
    厌氧发酵反应器中输出至固液分离装置中进行脱水,得到复合生态肥
    基料;

    3-2)混料配料:将步骤3-1)所得的沼渣与水按照重量比为1:1进
    行混配,得到第二混合料,使第二混合料的含水率为60%,并加入占
    第二混合料总质量的3%的复合微生物菌剂;

    3-3)高温好氧堆肥:将混配好的原料输入高温好氧堆肥装置,装
    置内温度为72℃,持续时间为8天,达到腐熟后,得到第一半成品
    肥料;

    3-4)中温好氧堆肥:将步骤3-1)所得的复合生态肥基料输入中
    温好氧堆肥装置,装置内温度为50℃,持续时间为6天,达到腐熟
    后,得到第二半成品肥料;

    3-5)机械造粒与包装:先对第二半成品肥料进行灭菌和干燥,使
    肥料的含水量<20%;然后将第一半成品肥料和第二半成品肥料混合后
    经造粒系统进行造粒处理,使得肥料的粒度≤10mm,最后包装即得高
    效多菌复合生态肥。

    其他与实施例1相同。

    对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构
    思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形
    都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

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    一种 水生植物 资源 利用 方法
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