CN104276860B - 一种适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统及其工艺。该系统由堆肥发酵仓、气体输送管道、离心风机以及氨气吸收仓组成。其中氨气吸收仓包括气体分配系统、垫料和吸收材料。畜禽粪便堆肥过程中，利用离心风机将堆肥发酵仓内的氨气全部抽出，并送入氨气吸收仓，氨气通过气体分配系统均匀分配后，向上依次进入垫料层和吸收材料层，氨气在与吸收材料接触的过程中被吸收材料所吸附，同时作为材料上微生物的养分而被消化利用，从而实现氨气中氮的回收。该系统利用离心风机将氨气合理的输送至吸收材料底部，并利用气体分配系统将气体均匀分配后进行氨气回收，极大的提高了回收效率。同时，该系统结构简单，充分利用农业资源，具有成本低、效率高、无二次污染等优点。

Description

一种适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统及其工艺
技术领域
本发明属于农业废弃物处理及资源化利用领域，涉及一种适用于畜禽粪便堆肥所挥发氨氮的回收系统及其工艺。
背景技术
规模化畜禽养殖业的迅速发展，使得畜禽粪便排放量急剧增加，由此而导致的环境问题日益突出。堆肥是实现畜禽粪便无害化和资源化最为常用的方法之一，但堆肥存在着氮素严重损失的问题。堆肥氮损失的主要途径是氨气挥发，氨气挥发不仅污染环境、危害人体健康，而且降低了堆肥产品的养分含量。研究表明，氨气挥发损失的氨氮占初始堆肥总氮量的19％以上。因此，对堆肥挥发氨气进行回收已经成为堆肥技术进一步推广应用的关键问题。现有施用堆肥添加剂(CN101565333)方法往往只能部分降低氨气的挥发，而化学回收法(如CN101481270、CN101486603和CN201678599U等)等大多存在成本高、操作复杂以及可能造成二次污染等问题。
针对现有畜禽粪便堆肥过程挥发氨氮回收技术的不足，本发明拟开发由堆肥发酵仓、气体输送管道、离心风机以及氨气吸收仓组成的适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统及其工艺。该发明能够有效回收畜禽粪便堆肥过程挥发的氨气，并将氨气中氮转化利用，从而生产出养分含量更高的有机肥。试验证明，据此系统及工艺设计的新技术应用于畜禽粪便堆肥挥发氨气的回收具有良好的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有堆肥挥发氨氮回收技术和工艺的不足，提供一种简单、经济和高效的堆肥挥发氨氮的回收系统及其工艺，其由堆肥发酵仓、气体输送管道、离心风机以及氨气吸收仓组成，其中氨气吸收仓包括气体分配系统、垫料和吸收材料。
所述堆肥发酵仓留有气体排出口，排出口设在顶部，并与气体输送管道紧密相接，以保证发酵仓内气体能全部被离心风机抽出。
所述氨气气体输送管道采用PVC或者PPR材质，具有一定的抗氨气腐蚀性能，冬季采用保温材料对气体输送管道进行保温。
所述离心风机每小时风量是堆肥发酵仓内气体体积的10倍以上。
所述氨气吸收仓包括气体分配系统、垫料和吸收材料。
气体分配系统由1条主通风道和多条支管道组成，主通风道与气体输送管道相接，支管道均匀布置在氨气吸收仓底部，用以将气体均匀分布；垫料厚5～10cm左右，采用稻壳或粉碎的玉米秸秆，使气体能顺利通过同时保证吸收材料的细小颗粒不会堵塞气体分布管道；吸收材料采用已经发酵腐熟好的堆肥，厚度不小于1.5m，pH值为7～9，含水率为50％～60％，当吸收材料对氨气吸收饱和后进行更换。
适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收工艺是：畜禽粪便堆肥时，堆肥发酵仓内会产生大量的氨气，利用离心风机通过气体输送管道将堆肥发酵仓内的氨气全部抽出，并送入氨气吸收仓底部的气体分配系统，要求离心风机持续工作，且风机风量满足每小时能将堆肥发酵仓内气体抽空10次；氨气通过气体分配系统进行均匀分布后，向上依次进入垫料层和吸收材料层，吸收材料pH为7～9，含水率50％～60％，高度1.5m以上，要求氨气与吸收材料接触时间100s以上；氨气在通过吸收材料的过程中被吸收材料所吸附或溶解于水分中，然后在吸收材料所含微生物的作用下将其转化为其他形态的氮，从而实现挥发氨气的回收利用。
本发明与现有技术相比具有的有益效果在于：该系统将离心风机的进气口发酵仓出气口相接，离心风机出气口与氨气回收仓进气口相接，能充分保证堆肥挥发氨气全部被送入氨气回收仓内回收，极大的提高了挥发氨气的回收效率；该系统在氨气回收仓底部设置气体分配系统，能将挥发的氨气通过主通风管道后分散到各支管道中，通过支管道将气体进一步均匀分配，从而使氨气与吸收材料接触时间更长、接触更均匀，从而进一步提高了挥发氨气的回收效率；该系统的堆肥发酵仓和氨气吸收仓可分别由原有堆肥发酵车间和堆肥腐熟车间简单改造而成，不需专门建设额外装置，大大节省土地和设备投资；该系统利用已腐熟堆肥作为氨气吸收材料，腐熟堆肥对氨气具有很好的吸附性，而且自身含有大量的微生物，其对氨气具有很好的分解和转化能力，因此该系统对氨气中具有很好的吸附和吸收能力；该系统工艺中不需要添加任何外源微生物和其他辅助性材料，不会造成二次污染；该系统操作简单，且运行期间不需任何人工操作，因此使用简单，维护方便，运行成本较低。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统及其工艺由堆肥发酵仓(1)、气体输送管道(2)、离心风机(3)以及氨气吸收仓(4)组成。氨气吸收仓(4)包括气体分配系统(5)、垫料(6)和吸收材料(7)。
所述堆肥发酵仓(1)留有气体排出口(8)，排出口(8)设在顶部，并与气体输送管道(2)紧密相接，以保证发酵仓(1)内气体能全部被离心风机(3)抽出。
所述气体输送管道(2)采用PVC或者PPR材质，具有一定的抗氨气腐蚀性能，冬季采用保温材料进行保温。
所述离心风机(3)每小时风量是堆肥发酵仓内气体体积的10倍以上。
所述氨气吸收仓(4)与堆肥发酵仓(1)由气体输送管道(2)相连；气体分配系统(5)由1条主通风道和多条支管道组成，主通风道与气体输送管道(2)相接，支管道均匀布置在氨气吸收仓(4)底部，用以将气体均匀分布；所述垫料(6)厚5～10cm左右，采用稻壳或粉碎的玉米秸秆，使气体能顺利通过同时保证吸收材料的细小颗粒不会堵塞气体分布管道；所述吸收材料(7)采用已经发酵腐熟好的堆肥，厚度不小于1.5m，pH值为7～9，含水率为50％～60％，当吸收材料对氨气吸收饱和后进行更换。
适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收工艺是：畜禽粪便堆肥时，堆肥发酵仓(1)内会产生大量的氨气，离心风机(3)通过气体输送管道(2)将堆肥发酵仓(1)内的氨气全部抽出，并通过气体输送管道(2)送入氨气吸收仓(4)底部的气体分配系统(5)，要求离心风机持续工作，且风机风量满足每小时能将堆肥发酵仓内气体抽空10次以上；氨气通过气体分配系统(5)均匀分布后，向上依次进入垫料层(6)和吸收材料层(7)，要求氨气与吸收材料接触时间100s以上；氨气在通过吸收材料的过程中被吸收材料所吸附或溶解于水分中，然后在吸收材料所含微生物的作用下将其转化为其他形态的氮，从而实现堆肥挥发氨气的回收利用。试验结果表明，堆肥过程中堆肥发酵仓内氨气浓度高达140mg/m3时，氨气吸收仓内氨气浓度低于15mg/m3，系统对挥发氨气的回收率达82.4％。

Claims (5)

1.一种适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统，其特征在于由堆肥发酵仓(1)、气体输送管道(2)、离心风机(3)以及氨气吸收仓(4)组成，其中氨气吸收仓(4)包括气体分配系统(5)、垫料层(6)和吸收材料层(7)，所述氨气吸收仓(4)与堆肥发酵仓(1)由气体输送管道(2)相连；气体分配系统(5)由1条主通风道和多条支管道组成，主通风道与气体输送管道(2)相接，支管道均匀布置在氨气吸收仓(4)底部，离心风机(3)通过气体输送管道(2)将堆肥发酵仓(1)内的氨气全部抽出，并通过气体输送管道(2)送入氨气吸收仓(4)底部的气体分配系统(5)，用以将气体均匀分布；离心风机持续工作，且离心风机风量满足每小时能将堆肥发酵仓内气体抽空10次，氨气通过气体分配系统(5)均匀分布后，向上依次进入垫料层(6)和吸收材料层(7)，吸收材料层(7)采用已经发酵腐熟好的堆肥，高度不小于1.5m，pH值为7～9，含水率为50％～60％，要求氨气与吸收材料接触时间100s以上；垫料层(6)厚5～10cm，采用稻壳或粉碎的玉米秸秆，使气体能顺利通过的同时保证吸收材料的细小颗粒不会堵塞气体分配管道，当吸收材料对氨气吸收饱和后进行更换。
2.根据权利要求1所述的适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统，其特征在于：所述的堆肥发酵仓(1)留有气体排出口(8)，排出口(8)设在顶部，并与气体输送管道(2)紧密相接，以保证发酵仓(1)内气体能全部被离心风机(3)抽出。
3.根据权利要求1所述的适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统，其特征在于：所述的气体输送管道(2)采用PVC或者PPR材质，具有一定的抗氨气腐蚀性能，冬季采用保温材料对气体输送管道(2)进行保温处理。
4.根据权利要求1所述的适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统，其特征在于：所述离心风机(3)每小时风量是堆肥发酵仓内气体体积的10倍以上。
5.根据权利要求1所述的适用于畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收系统的畜禽粪便堆肥挥发氨氮的回收方法，其特征在于：畜禽粪便堆肥时，堆肥发酵仓(1)内会产生大量的氨气，离心风机(3)通过气体输送管道(2)将堆肥发酵仓(1)内的氨气全部抽出，并通过气体输送管道(2)送入氨气吸收仓(4)底部的气体分配系统(5)，要求离心风机持续工作，且风机风量满足每小时能将堆肥发酵仓内气体抽空10次；氨气通过气体分配系统(5)均匀分布后，向上依次进入垫料层(6)和吸收材料层(7)，要求氨气与吸收材料接触时间100s以上；氨气在通过吸收材料的过程中被吸收材料所吸附或溶解于水分中，然后在吸收材料所含微生物的作用下将其转化为其他形态的氮，从而实现堆肥挥发氨氮的回收利用。
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