CN103204719A - 利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法及装置 - Google Patents

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林应强
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梁英英
周淑珍
黄福川
卢朝霞
曾三保
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Abstract

一种利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，畜禽粪便固液分离后与有机废弃物混合，加入高效高温微生物发酵菌，先投入太阳能生物发酵槽进行一次发酵，再送入太阳能生物后熟槽进行二次后熟发酵。发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置净化，用硫酸亚铁溶液作为喷淋吸收液，经结晶槽结晶，把氨气、硫化氢气体固定成有效肥份，发酵后的物料经过粉碎、筛分后得高品质有机肥。本发明的有益效果在于以畜禽粪便、秸秆等有机废弃物为原料，变废为宝；利用了太阳能杀灭菌、虫、虫卵，缩短了降低肥中水分的时间，提高了发酵的效率，解决了发酵过程总养分流失和产生废气造成二次污染的问题。

Description

利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法及装置
技术领域
本发明属于有机肥生产技术、特别涉及一种利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法。
背景技术
近年来，随着人民生活水平的逐步提高，种植业和养殖业得到了发展，满足了人民的生产生活需求，但是同时农业有机废弃物和畜禽粪便等也给环境造成了严重的污染。
目前利用畜禽粪便和农业有机废弃物生产有机肥的技术在一定程度上解决了其环境污染问题，但由于生产工艺不完善，也带来了一些新问题。传统的有机肥生产发酵工艺为敞开条垛式发酵或钢材密闭式发酵，无法有效地控制发酵生产过程中产生的氨气、硫化氢等，从而容易造成二次污染。有些工艺的发酵堆肥过程，还需燃烧其它物质进行加热使其达到所需温度，以杀灭发酵物中的有害菌、虫、虫卵等，消耗了宝贵的能源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用太阳能杀灭发酵物料中的有害菌、虫、虫卵，提高发酵效率、全封闭发酵、解决发酵过程总养分流失及产生废气造成二次污染问题的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明的工艺步骤为：
（1）、畜禽粪便采用固液分离、晾晒、烘干方式脱水处理，水分控制小于75%；
（2）、将上述第（1）步处理后的畜禽粪便与农业有机废弃物混合，加入高效高温微生物发酵菌，并调整物料水分为40%～70%，投入太阳能生物发酵槽的U型料槽进行一次发酵，启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵5-12天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；
（3）将经上述第（2）步发酵后的半成品送入太阳能生物后熟槽进行二次后熟发酵；启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵12-30天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；
（4）将上述第（2）和第（3）步所得的气体送入废气净化***，采用喷淋塔净化，利用硫酸亚铁溶液作为喷淋吸收液，经过结晶槽结晶，把氨气、硫化氢气体固定成有效肥份，解决了养分流失和二次污染的问题；
（5）将经上述第（3）步所得发酵后的物料经过粉碎、筛分后即可制成高品质有机肥，定量包装得产品。
农业有机废弃物包括秸秆、锯末、甘蔗渣、菌棒、烟末、中药渣。
高效高温微生物发酵菌是符合菌剂，包括固氮菌、枯草芽抱杆菌、胶质芽袍杆菌、解磷菌、酵母菌、乳酸菌、根瘤真菌等。
产品技术指标符合中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》NY525-2012的要求。
本发明的专用设备为：
1.太阳能生物发酵槽：
太阳能采光膜及其结构架整体为全封闭结构；封闭结构内有发酵槽料槽，料槽上部有物料翻抛装置和若干条平行设置的供物料翻抛装置行走的行轨，槽底铺设有与供气风机连接的供气管；太阳能采光膜结构架内架设的气体收集管道与气体净化装置连接；
发酵槽料槽为U型结构；料槽槽深为0.8～3米，槽宽为3～16米，槽长为32～80米；建材为砖混、钢混或其它轻型建材；
全封闭式太阳能采光膜结构架高度4～7米，顶部为拱形或三角形结构。
2.太阳能生物后熟槽：
太阳能采光膜及其结构架整体为全封闭结构，封闭结构内有后熟槽料槽，料槽上部有物料翻抛装置和若干条平行设置的供物料翻抛装置行走的行轨，槽底铺设有与供气风机连接的供气管；太阳能采光膜结构架内架设的气体收集管道与气体净化装置连接。
太阳能生物后熟槽料槽为U型结构；料槽的槽深为1.5～5米，槽宽为3～16米，槽长为32～80米；制作材料为砖混、钢混或其它轻型建材。
全封闭式太阳能采光膜结构架整体为全封闭结构，高度4～9米，顶部结构为拱形或三角形。
3.气体净化装置：
喷淋塔的顶部有排气口，内腔的上部有喷头，喷头通过循环泵连接储液槽；内腔的下部有管道分别通过引风机连接集气管和通过溢流管连接结晶槽；溶解槽内部有搅拌器，下部有管道经控制阀接储液槽。
本发明的有益效果在于：
1、以畜禽粪便、秸秆等有机废弃物为原料，变废为宝；
2、利用了洁净无污染的太阳能保温、增温，充分利用了太阳能，节约了能源，既可以充分杀灭发酵物料中的有害菌、虫、虫卵，也大大缩短了降低有机肥水分的时间，有效地提高了发酵的效率；
3、全封闭式发酵工艺，集中收集气体净化，把氨气、硫化氢气体固定成有效肥份，不仅解决发酵过程总养分流失的问题，也解决了发酵过程中产生废气造成二次污染的问题。
附图说明
图1为本发明利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥方法的工艺流程图。
图2为本发明利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥方法所用的太阳能生物发酵槽结构示意图。图中1-料槽，2-全封闭式太阳能采光膜，3-结构架，4-行轨，5-物料翻抛装置，6-供气管，7-供气风机，8-气体收集气管，9-气体净化装置。
图3为本发明利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥方法所用的太阳能生物后熟槽结构示意图。图中：21-料槽，22--太阳能采光膜，23-结构架，24-行轨，25-物料翻抛装置，26-供气管，27-供气风机，28-气体收集气管，29-气体净化装置。
图4为本发明利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥方法所用废气净化***结构示意图。图中：31-集气管，32-引风机，33-喷淋塔，34-溶解槽，35-循环泵，36-结晶槽，37-储液槽，38-控制阀，39-搅拌器，310-排气口，311-溢流管，312-喷头。
具体实施方式
本发明利用太阳能处置畜禽粪便及秸秆等有机物生产有机肥的方法，是以畜禽粪便、秸秆等有机废弃物为原料，变废为宝,利用洁净无污染的太阳能杀灭发酵物料中的有害菌、虫、虫卵，缩短降低有机肥水分的时间，有效提高发酵的效率，全封闭式进行发酵。
其具体工艺是畜禽粪便经固液分离等方式脱水处理后，与秸秆等有机物充分混合，加入高效微生物发酵菌并调节水分后进入太阳能生物发酵槽进行一次发酵，再转移入太阳能生物后熟槽进行二次发酵，最后经粉碎、筛选，制成高品质有机肥，槽内产生的气体通过集中收集净化处置净化。在集中收集气体净化的过程中，把氨气、硫化氢气体固定成有效肥份，不仅解决发酵过程总养分流失的问题，也解决了发酵过程中产生废气造成二次污染的问题。
太阳能生物发酵槽的U型料槽1上设行轨4，行轨4上装有物料翻抛装置5，发酵物料经皮带送入发酵槽，利用翻抛装置5使物料混合均匀，发酵更充分。U型料槽槽底铺设供气管6，并与供气风机7连接，用于为发酵物料提供氧气以进行充分好氧发酵，减少恶臭气体的产生。
太阳能生物后熟槽除了U型料槽和太阳能采光膜结构架高度分别高于太阳能生物发酵槽的U型料槽和太阳能采光膜结构架的高度外，其余结构基本与太阳能生物发酵槽的结构相同。
气体净化装置的喷淋塔33的顶部有排气口310，喷淋塔内腔的上部有通过循环泵35连接储液槽37的喷头312；喷淋塔内腔的下部有1条管道经引风机32连接集气管31，另1条管道经溢流管311连接结晶槽36；溶解槽34内部有搅拌器39，下部有管道经控制阀38接储液槽37。运行时，废气净化***的引风机32通过集气管31把车间产生的废气送入喷淋塔33下部，循环泵35把储液槽34的硫酸亚铁溶液作为吸收液从喷淋塔33顶部的喷头312喷入，气体净化后从喷淋塔33顶部排气口310排出，喷淋塔33底部的喷淋吸收液通过溢流管311自流进入结晶槽36结晶，多余喷淋液自流进入结晶槽36末端的储液槽37；溶解槽34中的硫酸亚铁溶液通过液位控制，并通过控制阀38控制流量自动补充进入储液槽37，结晶槽36中的结晶体回用有机肥生产。
吸收液为硫酸亚铁溶液，废气中的氨气与吸收液中的硫酸亚铁反应生成硫酸铵和氢氧化亚铁，氢氧化亚铁进一步被氧化成氢氧化铁，硫化氢与氨气生成硫化铵，硫化铵与硫酸亚铁反应生成硫化亚铁和硫酸铵，进入结晶槽冷却结晶后得到硫酸亚铁晶体、氢氧化铁晶体和硫酸铵晶体。主要化学反应方程式如下：
NH3+H2O=NH4OH
FeSO4+2NH4OH=Fe(OH)2+(NH4)2SO4
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
H2S+2NH4OH=(NH4)2S+2H2O
(NH4)2S+FeSO4=FeS+(NH4)2SO4
实施例1：
畜禽粪便采用固液分离方式脱水处理，控制水分70%，加入质量比30%经粉碎后的秸秆，再加入高效微生物发酵菌剂固氮菌，调节水分为60%；把物料送入太阳能生物发酵槽的U型料槽进行一次发酵，启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵10天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；太阳能生物发酵槽的U型料槽出料后进入太阳能生物后熟槽的U型槽进行二次后熟发酵；启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵25天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；太阳能生物后熟槽的U型槽出料经过粉碎、筛分定量包装后即得产品；产品技术指标符合中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》NY525-2012的要求，主要指标总养分≥5%，有机质≥45%，水分≤30%。
实施例2：
畜禽粪便采用固液分离方式脱水处理，控制水分75%，加入重量比30%经粉碎后的烟末，再加入高效微生物发酵菌剂枯草芽抱杆菌，调节水分为65%；把物料送入太阳能生物发酵槽的U型料槽进行一次发酵，启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵8天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；太阳能生物发酵槽的U型料槽出料进入太阳能生物后熟槽的U型槽进行二次后熟发酵；启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵30天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；太阳能生物后熟槽的U型槽出料经过粉碎、筛分定量包装后即可得产品；产品技术指标符合中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》NY525-2012的要求，主要指标总养分≥5%，有机质≥45%，水分≤30%。
实施例3：
畜禽粪便采用固液分离方式脱水处理，控制水分75%，加入重量比30%经粉碎后的中药渣，再加入高效微生物发酵菌剂酵母菌，调节水分为60%；把物料送入太阳能生物发酵槽的U型料槽进行一次发酵，启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵10天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道并引入气体净化装置；太阳能生物发酵槽的U型料槽出料进入太阳能生物后熟槽的U型槽进行二次后熟发酵；启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵28天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；太阳能生物后熟槽的U型槽出料经过粉碎、筛分定量包装后即可得产品；产品技术指标符合中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》NY525-2012的要求，主要指标总养分≥5%，有机质≥45%，水分≤30%。

Claims (9)

1.一种利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是工艺步骤为：
（1）、畜禽粪便采用固液分离、晾晒、烘干方式脱水处理，水分控制小于75%；
（2）、将上述第（1）步处理后的畜禽粪便与农业有机废弃物混合，加入高效高温微生物发酵菌，并调整物料水分为40%～70%，投入太阳能生物发酵槽的U型料槽进行一次发酵，启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵5-12天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；
（3）将经上述第（2）步发酵后的半成品送入太阳能生物后熟槽进行二次后熟发酵；启动物料翻抛机工作，同时开启供气风机供气，U型料槽的物料每天翻堆一次，连续发酵12-30天，发酵期间产生的气体通过气体收集管道引入气体净化装置；
（4）将上述第（2）和第（3）步所得的气体送入废气净化***，采用喷淋塔净化，利用硫酸亚铁溶液作为喷淋吸收液，经过结晶槽结晶，把氨气、硫化氢气体固定成有效肥份，解决了养分流失和二次污染的问题；
（5）将经上述第（3）步所得发酵后的物料经过粉碎、筛分后即可制成高品质有机肥，定量包装得产品。
2.如权利要求1所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是农业有机废弃物包括秸秆、锯末、甘蔗渣、菌棒、烟末、中药渣。
3.如权利要求1所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是高效高温微生物发酵菌是符合菌剂，包括固氮菌、枯草芽抱杆菌、胶质芽袍杆菌、解磷菌、酵母菌、乳酸菌、根瘤真菌。
4.如权利要求1所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是产品技术指标符合中华人民共和国农业行业标准《有机肥料》NY525-2012的要求。
5.如权利要求1所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是所用的专用设备太阳能生物发酵槽结构为：太阳能采光膜及其结构架整体为全封闭结构；封闭结构内有发酵槽料槽，料槽上部有物料翻抛装置和若干条平行设置的供物料翻抛装置行走的行轨，槽底铺设有与供气风机连接的供气管；太阳能采光膜结构架内架设的气体收集管道与气体净化装置连接。
6.如权利要求5所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是发酵槽料槽为U型结构；料槽槽深为0.8～3米，槽宽为3～16米，槽长为32～80米；建材为砖混、钢混或其它轻型建材；全封闭式太阳能采光膜结构架高度4～7米，顶部为拱形或三角形结构。
7.如权利要求1所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是所用的专用设备太阳能生物后熟槽的太阳能采光膜及其结构架整体为全封闭结构，封闭结构内有后熟槽料槽，料槽上部有物料翻抛装置和若干条平行设置的供物料翻抛装置行走的行轨，槽底铺设有与供气风机连接的供气管；太阳能采光膜结构架内架设的气体收集管道与气体净化装置连接。
8.如权利要求7所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是太阳能生物后熟槽料槽为U型结构；料槽的槽深为1.5～5米，槽宽为3～16米，槽长为32～80米；制作材料为砖混、钢混或其它轻型建材；太阳能采光膜结构架整体为全封闭结构，高度4～9米，顶部结构为拱形或三角形。
9.如权利要求1所述的利用太阳能处置畜禽粪便生产有机肥的方法，其特征是所用的专用设备气体净化装置的喷淋塔的顶部有排气口，内腔的上部有喷头，喷头通过循环泵连接储液槽；内腔的下部有管道分别通过引风机连接集气管和通过溢流管连接结晶槽；溶解槽内部有搅拌器，下部有管道经控制阀接储液槽。
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