CN105198517B

CN105198517B - 一种三层结构的快速堆肥装置及利用该装置进行堆肥的方法

Info

Publication number: CN105198517B
Application number: CN201510702191.0A
Authority: CN
Inventors: 王科
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2019-03-19
Anticipated expiration: 2035-10-26
Also published as: CN105198517A

Abstract

一种三层结构的快速堆肥装置及利用该装置进行堆肥的方法，它涉及一种堆肥装置及利用该装置进行堆肥的方法。它要解决现有膜覆盖式堆肥存在堆肥周期长、臭气污染和发酵效率低的问题。装置：包括梯形水泥基座、风机、穿孔布气管、V形渗滤液引导流槽、防水透气膜、渗滤液导流管、渗滤液收集箱。方法：一、布料：将发酵物料与堆肥熟料混合后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，覆盖堆肥熟料，再覆盖防水透气膜；二、进行发酵，7～20天完成。本发明将堆肥熟料与发酵物料混合，无需外加调理剂，减少了调理剂购置费，缩短堆肥周期，降低了能耗；变换通风方向，无需外加能源，又提高了发酵效率，能够显著缩短堆肥周期。

Description

一种三层结构的快速堆肥装置及利用该装置进行堆肥的方法

技术领域

本发明涉及一种快速堆肥装置及利用该装置进行堆肥的方法。

背景技术

现有膜覆盖堆肥槽是通过空气由鼓风机从物料底部布气管对槽内发酵物料进行吹风，发酵废气从物料上部膨体聚四氟乙烯膜孔中溢出发酵仓。首先，由于膨体聚四氟乙烯膜孔径仍大于气体分子直径，仍然有部分氨气、硫化氢等臭气可以通过膨体聚四氟乙烯膜，对发酵仓周边环境形成空气污染。其次，由于膨体聚四氟乙烯膜截留大量水蒸气，水蒸气挥发缓慢，使得发酵后物料含水率较高，发酵周期较长(通常为二个月以上)，无法实现快速生物干化的目的。再次，未发酵的物料中硝化菌、硫氧化菌数量很低，而在腐熟物料中这两种微生物的数量会显著增加。尽管膨体聚四氟乙烯膜可以截留部分氨氮、硫化氢在发酵***中，但现有膜覆盖堆肥***中氨氮、硫化氢等臭气分子只有等到堆肥腐熟阶段才能逐渐被生物氧化，该***中物料的臭味才能逐渐降低，从而显著延长了堆肥发酵时间。

发明内容

本发明目的是为了解决上述膜覆盖式堆肥存在堆肥周期长、臭气污染和发酵效率低的问题，而提供的一种三层结构的快速堆肥装置及利用该装置进行堆肥的方法。

一种三层结构的快速堆肥装置，它包括梯形水泥基座、风机、穿孔布气管、V形渗滤液引导流槽、防水透气膜、渗滤液导流管、渗滤液收集箱；梯形水泥基座的底端开多条平行间隔的V形渗滤液引导流槽，V形渗滤液引导流槽顶板设置多孔板，其内部设置有穿孔布气管，V形渗滤液引导流槽的一端连接渗滤液导流管的入口，渗滤液导流管的出口设置渗滤液收集箱。

利用上述三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：

一、布料：按照体积比1:(0.3～3)将发酵物料与堆肥熟料进行混合，然后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，高度为50～300cm，再覆盖厚度为5～100cm的堆肥熟料，然后覆盖防水透气膜；在布料过程中，风机进行负压引风；

二、发酵：布料后风机进行正压鼓风发酵，发酵过程中渗滤液和部分发酵尾气冷凝液被V形渗滤液引导流槽收集并流到渗滤液收集箱中，7～20天后完成发酵，即完成三层结构的快速堆肥装置进行堆肥。

本发明发酵过程中的部分发酵尾气透过防水透气膜5并显著影响周边空气质量时，风机2由正压鼓风改为负压引风。

本发明发酵过程中的部分发酵尾气还可以通过负压引风引入到其它低温堆体进行生物预热，直至低温堆体的温度升到35℃～45℃停止。

本发明的优点：

(1)堆肥熟料与发酵物料混合，无需外加调理剂，减少了调理剂购置费。因为无需降解其他有机堆肥调理剂，不仅缩短堆肥周期，而且降低了好氧发酵过程中的生物耗氧量和机械通风量，降低了能耗。

(2)变换通风方向，运行灵活。正压通风降低了除臭***的运行负荷，负压通风有效避免因短时间内高浓度臭气穿透防水透气膜而造成臭气污染。

(3)双向通风可以实现生物预热，从而有效解决低温环境条件下，发酵初期堆肥升温困难的问题，无需外加能源，又提高了发酵效率。

(4)采用梯形水泥基座，V形渗滤液引导流槽和穿孔布气管合建，在重力作用下将堆肥过程中产生的渗漏液和冷凝液引流到渗滤液收集箱，合理的避免了堆肥过程中渗滤液向堆体四周地面流淌，而且无需能耗。

(5)采用防水透气膜进行覆盖，防水透气膜与堆肥熟料协同作用，可以在大风量条件下保证除臭效果；同时堆肥熟料中含有大量硝化菌和硫化物氧化菌等臭气分子，可以快速氧化氨气、硫化氢，防水透气膜截留了含有臭气分子的水滴，回流到堆肥熟料，并被物料中的微生物氧化，能够显著缩短堆肥周期。

(6)本发明采用熟料和防水透气膜耦合作用截留臭气，防水透气膜孔径范围可以适度增加，因此可以在较高通风速率条件下增加快水份挥发，缩短堆肥周期。

附图说明

图1为本发明中三层结构的快速堆肥装置的示意图，其中1表示梯形水泥基座，2表示风机，3表示穿孔布气管，4表示V形渗滤液引导流槽，5表示防水透气膜，6表示渗滤液导流管，7表示渗滤液收集箱，8表示发酵物料与堆肥熟料的混合物，9表示堆肥熟料。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：结合图1所示，本实施方式三层结构的快速堆肥装置，它包括梯形水泥基座1、风机2、穿孔布气管3、V形渗滤液引导流槽4、防水透气膜5、渗滤液导流管6、渗滤液收集箱7；梯形水泥基座1的底端开多条平行间隔的V形渗滤液引导流槽4，V形渗滤液引导流槽4顶板设置多孔板，其内部设置有穿孔布气管3，V形渗滤液引导流槽4的一端连接渗滤液导流管6的入口，渗滤液导流管6的出口设置渗滤液收集箱7。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述梯形水泥基座1的长宽高为3～60m×1.5～10m×0.01～0.1m。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述V形渗滤液引导流槽4的长宽高为3～60m×0.1～1m×0.05～0.5m；多条平行间隔的V形渗滤液引导流槽的间距为0.2m～1m。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述渗滤液引导流槽4的一端封闭，另一端留穿孔布气管3的进口和渗滤液导流管6的入口。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式利用上述三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：

一、布料：按照体积比1:(0.3～3)将发酵物料与堆肥熟料进行混合，然后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，高度为50～300cm，再覆盖厚度为5～100cm的堆肥熟料，然后覆盖防水透气膜5；在布料过程中，风机2进行负压引风；

二、发酵：布料后风机2进行正压鼓风发酵，发酵过程中渗滤液和部分发酵尾气冷凝液被V形渗滤液引导流槽4收集并流到渗滤液收集箱7中，7～20天后完成发酵，即完成三层结构的快速堆肥装置进行堆肥。

本实施方式中采用防水透气膜5进行覆盖，防水透气膜5与堆肥熟料协同作用，可以在大风量条件下保证除臭效果；同时堆肥熟料中含有大量硝化菌和硫化物氧化菌等臭气分子，可以快速氧化氨气、硫化氢，防水透气膜截留了含有臭气分子的水滴，回流到堆肥熟料，并被物料中的微生物氧化，能够显著缩短堆肥周期。

本实施方式步骤一在布料过程中，风机2进行负压引风，将臭气送至其它堆肥熟料堆，以减少布料过程中的臭气污染。

本实施方式步骤二中发酵7～20天后，发酵后物料可以取出作为熟料产品出售。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是，步骤一中发酵物料为畜禽粪便、污水厂污泥、淤泥、市政垃圾、园林垃圾、农业垃圾、餐厨垃圾、食品加工废物。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五至六之一不同的是，步骤一中堆肥熟料为堆肥后的物料。其它步骤及参数与具体实施方式六至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是，步骤一中按照体积比1:1将发酵物料与堆肥熟料进行混合，然后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，高度为150cm，再覆盖厚度为20cm的堆肥熟料。其它步骤及参数与具体实施方式五至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式五至八之一不同的是，步骤一中防水透气膜5是孔径为0.1～40μm的聚四氟乙烯膜。其它步骤及参数与具体实施方式五至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式五至九之一不同的是，步骤二发酵过程中的部分发酵尾气透过防水透气膜5并显著影响周边空气质量时，风机2由正压鼓风改为负压引风。其它步骤及参数与具体实施方式五至九之一相同。

具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式五至十之一不同的是，步骤二发酵过程中的部分发酵尾气还可以通过负压引风引入到其它低温堆体进行生物预热，直至低温堆体的温度升到35℃～45℃停止。其它步骤及参数与具体实施方式五至十之一相同。

本实施方式中生物预热，能够有效解决低温环境条件下，发酵初期堆肥升温困难的问题，无需外加能源，又提高了发酵效率。

本实施方式中低温堆体来自与本实施方式相同的另外进行堆肥中的三层结构的快速堆肥装置，或者来自进行堆肥中的其它现有堆肥装置。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例：

结合图1所示，利用三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：

一、布料：按照体积比1:1将发酵物料与堆肥熟料进行混合，然后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，高度为150cm，再覆盖厚度为20cm的堆肥熟料，然后覆盖防水透气膜5；在布料过程中，风机2进行负压引风；

二、发酵：布料后风机2进行正压鼓风发酵，发酵过程中渗滤液和部分发酵尾气冷凝液被V形渗滤液引导流槽4收集，并在重力作用下留到渗滤液收集箱7中，7天后完成发酵，即完成三层结构的快速堆肥装置进行堆肥。

本实施例中采用防水透气膜5进行覆盖，防水透气膜5与堆肥熟料协同作用，可以在大风量条件下保证除臭效果；同时堆肥熟料中含有大量硝化菌和硫化物氧化菌等臭气分子，可以快速氧化氨气、硫化氢，防水透气膜截留了含有臭气分子的水滴，回流到堆肥熟料，并被物料中的微生物氧化，能够显著缩短堆肥周期。

本实施例步骤二发酵过程中的部分发酵尾气透过防水透气膜5并显著影响周边空气质量时，风机2由正压鼓风改为负压引风。

本实施例步骤二发酵过程中的部分发酵尾气还可以引入到其它低温堆体进行生物预热，直至低温堆体的温度升到35℃～45℃停止，这种生物预热，能够有效解决低温环境条件下，发酵初期堆肥升温困难的问题，无需外加能源，又提高了发酵效率；其中低温堆体来自与本实施方式相同的另外进行堆肥中的三层结构的快速堆肥装置，或者来自进行堆肥中的其它现有堆肥装置。

本实施例步骤二中风机2进行正压鼓风发酵，新鲜空气通过穿孔布气管3与发酵物料和堆肥熟料的混合物充分接触，微生物利用氧气降解堆肥物料中的有机物，使有机物料逐渐腐熟，产生热量使堆体升温，高温条件不仅杀灭物料中的病原菌，而且加速了物料的水份挥发。

本实施例步骤二中发酵7天后，发酵后物料可以取出作为熟料产品出售。

本实施例中的堆肥方法与传统堆肥方法相比较，发酵效率高，周期缩短为7天，成本降低了50％。

Claims

1.一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于该装置包括梯形水泥基座(1)、风机(2)、穿孔布气管(3)、V形渗滤液引导流槽(4)、防水透气膜(5)、渗滤液导流管(6)、渗滤液收集箱(7)；梯形水泥基座(1)的底端开多条平行间隔的V形渗滤液引导流槽(4)，V形渗滤液引导流槽(4)顶板设置多孔板，其内部设置有穿孔布气管(3)，渗滤液引导流槽(4)的一端封闭，另一端连接穿孔布气管(3)的进口和渗滤液导流管(6)的入口，渗滤液导流管(6)的出口设置渗滤液收集箱(7)；

三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，该方法按以下步骤进行：

一、布料：按照体积比1:(0.3～3)将发酵物料与堆肥熟料进行混合，然后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，高度为50～300cm，再覆盖厚度为5～100cm的堆肥熟料，然后覆盖防水透气膜(5)；在布料过程中，风机(2)进行负压引风；

二、发酵：布料后风机(2)进行正压鼓风发酵，发酵过程中渗滤液和部分发酵尾气冷凝液被V形渗滤液引导流槽(4)收集并流到渗滤液收集箱(7)中，7～20天后完成发酵，即完成三层结构的快速堆肥装置进行堆肥，发酵过程中的部分发酵尾气还能通过负压引风引入到其它低温堆体进行生物预热，直至低温堆体的温度升到35℃～45℃停止。

2.根据权利要求1所述的一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于所述梯形水泥基座(1)的长宽高为3～60m×1.5～10m×0.01～0.1m。

3.根据权利要求1所述的一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于所述V形渗滤液引导流槽(4)的长宽高为3～60m×0.1～1m×0.05～0.5m；多条平行间隔的V形渗滤液引导流槽的间距为0.2m～1m。

4.根据权利要求1所述的一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤一中发酵物料为畜禽粪便、污水厂污泥、淤泥、市政垃圾、园林垃圾、农业垃圾、餐厨垃圾、食品加工废物。

5.根据权利要求1所述的一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤一中按照体积比1:1将发酵物料与堆肥熟料进行混合，然后置于三层结构的快速堆肥装置的底部，高度为150cm，再覆盖厚度为20cm的堆肥熟料。

6.根据权利要求1所述的一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤一中防水透气膜(5)是孔径为0.1～40μm的聚四氟乙烯膜。

7.根据权利要求1所述的一种三层结构的快速堆肥装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤二发酵过程中的部分发酵尾气透过防水透气膜(5)并显著影响周边空气质量时，风机(2)由正压鼓风改为负压引风。