CN101066900A

CN101066900A - 用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置

Info

Publication number: CN101066900A
Application number: CNA2007100687288A
Authority: CN
Inventors: 章永松; 林咸永; 都韶婷
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2027-05-22
Also published as: CN100564327C

Abstract

本发明公开了一种用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，包括底座组件(1)，在底座组件(1)上设置筒状的桶体(2)，桶体(2)内设有温度计(3)，在桶体(2)的上端放置用于密封桶体(2)内腔的气体吸收组件(4)。将本发明的发酵装置配套应用于ZL 200410024965.0的方法，不但产气效率高，还可避免发酵过程产生的NH₃和其它微量有害气体对农作物造成的毒害。

Description

用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置

技术领域

本发明涉及一种发酵装置，特别涉及一种利用农业有机废弃物发酵进行大棚二氧化碳施肥的发酵装置。

背景技术

发明人曾于2004年6月4日申请了“利用农业有机废弃物发酵进行大棚二氧化碳施肥的方法”发明专利，并于2006年3月15日授权，专利号：ZL200410024965.0。该方法经过3年的田间示范试验，取得了较为满意的效果。采用该方法能全天候维持大棚CO₂浓度在500μl/L以上，经3周处理，可使大多数叶菜类蔬菜增产80％以上，还能明显提高蔬菜品质；并可比对照大棚提前1周上市，而且发酵残渣可用于解决大棚土壤退化问题。因此上述方法既解决了大量秸秆和畜禽粪便对环境的污染，又可使菜农增加收益5000元/亩以上，经济效益和社会效益均十分显著。

然而，在田间实际采用上述专利方法时，遇到了下列问题：将有机废弃物放在普通发酵装置中于大棚内进行发酵的过程中，随pH的升高会有NH₃的逸出；并且因供氧不足还会发生局部厌氧发酵而产生微量有害气体，这些气体均有可能对农作物造成毒害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，将本发明的发酵装置配套应用于ZL 200410024965.0的方法，不但产气效率高，还可避免发酵过程产生的NH₃和其它微量有害气体对农作物造成的毒害。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，包括底座组件，在底座组件上设置筒状的桶体，桶体内设有温度计，在桶体的上端放置用于密封桶体内腔的气体吸收组件。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的改进：气体吸收组件包括均经硫酸浸泡过、且大小相等的上海绵层和下海绵层，在上海绵层和下海绵层之间设置经硫酸浸泡过的颗粒状的木炭。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的进一步改进：底座组件包括由栅条组合而成的伞形栅，在伞形栅的下端设有支架；在伞形栅上放置桶体。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的进一步改进：桶体上设有残渣出料口。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的进一步改进：桶体为网状材料制成的桶体，在桶体的内壁设置塑料薄膜层。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的进一步改进：相邻2根栅条之间的间隙为8～10cm。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的进一步改进：每平方米下海绵层上设置木炭1.5～2.5公斤。

作为本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的进一步改进：上海绵层上设置pH测试装置。

本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，由于桶体是一个无底也无盖的筒状物，因此将桶体放置在伞形栅上，伞形栅就相当于是桶体的底。此伞形栅是由若干根栅条组合而成，因此伞形栅的底部是中空的。实际使用时，将有机废弃物等组成的基质放入桶体的内腔，基质就堆积在伞形栅的栅条上；再将气体吸收组件放置在基质上。由于气体吸收组件与桶体的内腔相吻合，因此能密封桶体的内腔。空气能从伞形栅的底部穿过栅条与栅条之间的间隙，进入基质内，以增加发酵过程的通氧量。基质产生的NH₃和其它微量的有害气体能被气体吸收组件中的上、下海绵(均经硫酸浸泡过)和木炭所吸收，而CO₂则穿过气体吸收组件释放到桶体外。因此将本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置配套于ZL 200410024965.0的方法，除了操作简便、成本低廉等优点外，还具有以下优点：

1、由于明显改善了发酵过程的供氧条件，不但提高了产气效率，还可大幅降低微量有害气体的产生；因此能保证植物免受有害气体的毒害；并且消除了发酵过程在大棚中产生的难闻气味，改善了大棚的作业环境。

因明显改善了基质的供氧条件，不但发酵速度加快，而且提高了基质的转化率，使产气效率增加20％以上。

由于有效防止了发酵过程产生的微量有害气体对植物的毒害作用，使植物生长更为健壮；不但可比原来的普通发酵装置提高蔬菜产量20％以上，而且外观品像更是明显提高。

2、将发酵装置的桶体设计成由网格状材料制成，既大幅降低了装置的制作成本，又便于安装、拆卸、搬运和存放；在桶体两边设计的残渣出料口便于发酵后期取出部分底部残渣，从上方添加新基质，达到连续发酵之目的；在桶体内壁设置的塑料薄膜层，起保温保湿和防止气体从桶体上的网孔逸出的作用。

3、气体吸收组件既可防止NH₃和微量有害气体的逸出对农作物造成的毒害，而且其所吸收的NH₃洗脱后可作为肥料使用；此气体吸收组件经洗脱处理后，可反复使用。

4、采用本发明的装置，第二天发酵温度就可达到最佳发酵温度50℃，并开始往大棚释放大量CO₂，维持大棚CO₂浓度高于800μl/L达20天以上。因发酵温度较高，且持续时间长，原畜禽粪便中的有害病菌被杀灭，某些有害物质如抗生素、激素等可被有效降解。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置的剖视结构示意图；

图2是图1中的底座组件1倒置时的结构示意图；

图3是图1中的气体吸收组件4的结构示意图。

具体实施方式

图1～图3结合给出了一种用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，包括底座组件1，该底座组件1由伞形栅11和4个支架12组成，4个支架12均匀、对称地设置在伞形栅11的下端。伞形栅11是由若干根栅条111组合而成、形如伞面，因此伞形栅11的圆形底部是中空的。栅条111可采用钢筋、木条和竹竿等材料制成。相邻的两根栅条111之间的间隙为8～10cm，此间隙指的是两根栅条111之间的最大间隙处。在实际使用中，伞形栅11的底部直径根据大棚面积和大棚内安放的发酵装置的数量进行相应的调节。

桶体2是由用方格铁丝网片围制而成的一个筒状物。桶体2的高度以100～120cm为宜，桶体2的直径等于伞形栅11底部的直径。这样，将桶体2放置在伞形栅11上时，伞形栅11即成为了桶体2的底部。在桶体2的内壁设置塑料薄膜层5，此塑料薄膜层5的高度略高于桶体2的高度。在桶体2的靠近底部处对称地挖有2个残渣出料口21，在残渣出料口21的相应位置处设有转门，此转门与桶体2转动相连。平时，转门合上，此时残渣出料口21不外露；当发酵进行了一段时间后，可打开此门，从残渣出料口21取出残渣。

本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置还包括气体吸收组件4，此气体吸收组件4由上海绵层41、木炭42和下海绵层43组成；上海绵层41和下海绵层43是2个形状大小相同的圆片，其直径等同于桶体2的直径。木炭42均匀地设置在上海绵层41和下海绵层43之间，木炭42选用颗粒状，用量为每平方米下海绵层43上设置2公斤。上海绵层41、木炭42和下海绵层43需事先经2mol的硫酸浸泡，这样上海绵层41、木炭42和下海绵层43可吸收发酵过程中逸出的NH₃和微量有害气体。

实际使用时，先将有机废弃物等组成的基质放入桶体2的内腔，此时基质就堆积在伞形栅11的栅条111上；等到基质堆积到一定高度时(不能超过桶体2的高度)，再将气体吸收组件4放置在基质上。由于气体吸收组件4与桶体2的内腔相吻合，因此气体吸收组件4能密封桶体2的内腔。温度计3的下端穿过气体吸收组件4进入位于桶体2内的基质中，用于测定基质的温度。在上海绵层41上均匀地放置若干个pH测试装置6，用于检测气体吸收组件4是否失效。此pH测试装置6可选用pH1-14的试纸，当上述pH试纸的颜色由红变蓝时，说明气体吸收组件4已经失效。

本发明的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置实际工作过程如下：

1、按照专利号为ZL 200410024965.0的方法配制发酵用的基质：

按大棚体积计算，每立方米大棚用干稻草0.3kg，鲜猪粪0.5kg(禽粪便因含水量较低、含氮量较高，用量可降至0.3kg)，两者混合后的初始C/N比在40/1左右。将稻草切成15cm左右长度，经多次反复洒水和塑料薄膜覆盖使稻草吸水。然后将稻草和猪粪混合均匀；用pH试纸检测，用米醋或稀硫酸调节基质的pH至6左右；调节基质含水量至70％左右。

2、当基质和气体吸收组件4位于桶体2内后，先将塑料薄膜层5的上端部分收拢，形成一个相对密封的空间；这样做的目的是为了利于基质升温。当第二天温度计3显示发酵温度达到50℃以上时，就可打开塑料薄膜层5的收拢部分，利于CO₂逸出。

空气从伞形栅11的底部穿过栅条111与栅条111之间的间隙，进入基质内。基质产生的NH₃和其它微量的有害气体能被气体吸收组件4中的上海绵层41、下海绵层43以及木炭42所吸收，而CO₂则穿过气体吸收组件4释放到桶体2外。

当pH试纸的颜色由红变蓝时，说明气体吸收组件4已经失效；此时需要将气体吸收组件4整个取出，再水洗脱挤干后，再用2mol的硫酸浸泡即可重复使用。脱洗液可作为肥料施用。

约20天后，由于发酵用的基质减少，CO₂的产气量开始下降；此时若需继续进行CO₂施肥，就可从残渣出料口21取出部分底部残渣；由于有塑料薄膜层5的阻挡，取残渣时需要将塑料薄膜层5略微上掀。然后移开气体吸收组件4，添加新基质后，再将气体吸收组件4复位即可。

发酵后的残渣可直接施入大棚土壤，每亩用量可控制在3000kg左右，对提高大棚土壤肥力和解决大棚连作障碍效果较好。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1、一种用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：包括底座组件(1)，在底座组件(1)上设置筒状的桶体(2)，所述桶体(2)内设有温度计(3)，在所述桶体(2)的上端放置用于密封桶体(2)内腔的气体吸收组件(4)。

2、根据权利要求1所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：所述气体吸收组件(4)包括均经硫酸浸泡过、且大小相等的上海绵层(41)和下海绵层(43)，在上海绵层(41)和下海绵层(43)之间设置经硫酸浸泡过的颗粒状的木炭(42)。

3、根据权利要求2所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：所述底座组件(1)包括由栅条(111)组合而成的伞形栅(11)，在伞形栅(11)的下端设有支架(12)；在所述伞形栅(11)上放置桶体(2)。

4、根据权利要求3所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：所述桶体(2)上设有残渣出料口(21)。

5、根据权利要求4所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：所述桶体(2)为网状材料制成的桶体，在桶体(2)的内壁设置塑料薄膜层(5)。

6、根据权利要求5所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：所述相邻2根栅条(111)之间的间隙为8～10cm。

7、根据权利要求6所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：每平方米下海绵层(43)上设置木炭(42)1.5～2.5公斤。

8、根据权利要求7所述的用于大棚二氧化碳施肥的发酵装置，其特征是：在所述上海绵层(41)上设置pH测试装置(6)。