CN106831027A - 生物动力农业堆肥的制造方法及堆肥发酵池 - Google Patents

生物动力农业堆肥的制造方法及堆肥发酵池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及农业资源利用领域，特别涉及生物动力农业堆肥的制造方法及堆肥发酵池。一种生物动力农业堆肥的制造方法，包括以下步骤：将堆肥原料投入池体内；通过补氧装置对所述堆肥原料底部补充氧气；发酵开始后，利用翻推机步进推动所述堆肥原料沿所述池体向前行进；随着所述堆肥原料逐步推进，顺序加入堆肥调控素，并对所述堆肥原料补充氧气；每步进一次，翻推机对混有所述堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。本发明的有益效果在于：能够根据发酵进程来添加调控素，同时可以补充氧气并配合翻堆，缩短发酵时间，加快肥料腐熟，适用与生物动力农业堆肥的工业化生产，经济有效的解决现有技术中存在的问题。

Description

生物动力农业堆肥的制造方法及堆肥发酵池
技术领域
本发明涉及农业资源利用领域，特别涉及生物动力农业堆肥的制造方法及堆肥发酵池。
背景技术
利用自然微生物或接种微生物对生活废料迅速脱臭和腐熟，具有发酵速度快，周期短，易实现机械化操作等特点而受到重视，发酵过程可产生60℃～70℃的高温，可将废弃物中的病原菌、虫卵等杀死，转化的有机肥属于“卫生肥”，所以，该方法现已被许多企业采用。
目前主要的堆制方式为将发酵点清理干净之后，在原料堆底部设置一个空气通道，保证发酵过程中充足的氧气供应；筛选原料，将混合好的原料堆制成宽不过2米高不过1.5米的肥料堆；或将肥料原料分层堆制成宽不过2米高不过1.5米的肥料堆；在堆制好的肥料对上均匀的挖出5个洞口，直径约10cm，深度约60公分；将BD502-BD506放入洞中，并保证BD直至洞底部；将BD507均匀喷洒只整个肥堆表面，但此种方法不但发酵堆肥时间长，而且不利于工业化大规模生产。其他的堆肥方法如条形堆，是将原料混合后堆成条堆，并定期翻堆，经1～4个月可完成堆制，该方法最大的缺陷是发酵时间长；静态曝气是利用通气管道进行人工鼓风通气的一种堆制方式，这种堆制方式不允许翻堆，一般3～5周即可完成堆制，因其发酵时间适中、投资较少的优势具有较广的应用前景，但该方法在装卸料时机械设备如铲车进场作业经常堵塞甚至损坏通气管道，造成鼓风通气不畅，不仅延长发酵时间，还影响有机肥产品质量，而清理和修复通气管道需耗费大量的人力。
发明内容
本发明的目的是提供生物动力农业堆肥的制造方法及堆肥发酵池，能够根据发酵进程来添加调控素，同时可以补充氧气并配合翻堆，缩短发酵时间，加快肥料腐熟，适用与生物动力农业堆肥的工业化生产，经济有效的解决现有技术中存在的问题。
本发明具体技术方案如下：
一种生物动力农业堆肥制造方法，包括以下步骤：
将堆肥原料投入池体内；
通过补氧装置对所述堆肥原料底部补充氧气；
发酵开始后，利用翻推机步进推动所述堆肥原料沿所述池体向前行进；
随着所述堆肥原料逐步推进，顺序加入堆肥调控素，并对所述堆肥原料补充氧气；
每步进一次，翻推机对混有所述堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
进一步地，所述翻推机每进行一次翻堆处理至少包括两步：初加入堆肥调控素时，进行预混翻堆步骤；待堆肥原料温度≥70℃后，进行降温翻堆步骤。
进一步地，所述翻堆处理还包括当含水率≥70％时，进行减水翻堆步骤。
进一步地，随着所述堆肥原料逐步推进，第一次加入的所述堆肥调控素由BD500与CPP混合发酵而成，重量比为1:4；此后顺序加入所述堆肥调控素BD502-507。
进一步地，一种实现所述生物动力农业堆肥制造方法的堆肥发酵池，包括：
池体，用于投放堆肥原料和堆肥调控素；
补氧装置，用于从堆肥原料底部对其补充氧气；
翻推机，用于步进推动堆肥原料前进，并对混有堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
进一步地，所述池体长度方向的侧壁顶部设置有滑轨；所述翻推机架设于所述滑轨上，并可随滑轨滑动；所述补氧装置包括铺设于所述池体内底部的通气管道，所述通气管道的顶部均匀设置有通气孔；所述通气管道的一端穿出于所述池体侧壁外，并与鼓风机相连通。
进一步地，所述发酵池内部下方设置有挡板；所述挡板安装位置低于所述通气孔的水平位置，并与所述池体底部间形成空腔；两条相邻所述通气管道之间还包括安装于所述空腔内的湿度传感器、温度传感器和氧含量检测仪；所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪的探头均位于所述挡板的上方；所述翻堆机的翻堆电机、所述鼓风机、所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪均电连接于控制器。
进一步地，所述通气管道内靠近所述鼓风机端还设置有用于加热空气的电热元件，所述电热元件电连接于所述控制器。
进一步地，所述发酵池长度为100～150m，宽度为5～8m，高度为2～3m。
进一步地，所述通气管道的管径为20～50cm，所述相邻通气管道相隔6～9m，所述通气孔的孔径为10～15cm。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明所述生物动力农业堆肥的制造方法，能够根据发酵进程来添加调控素；发酵时间适中、成本低；本发明所述生物动力农业堆肥发酵池，可以随时监控反应进度，同时根据温度变化、含水量变化情况，有效补充氧气，同时进行翻堆处理，加快肥料腐熟，避免温度过高，堆内水分缺乏，微生物活动减弱，从而造成原料分解不完全等问题。加入控制器及传感器，有效提高堆肥的自动化水平，减少人力，利用电信号的传递，实现对每个反应流程的实时反馈，更有利于堆肥的有效发酵，缩短发酵时间，7～9天即可完成发酵，设备简单，可同时进行多批次堆肥发酵，有利于生物动力农业堆肥的工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1所述生物动力农业堆肥发酵池结构示意图(俯视图)；
图2为本发明实施例1所述生物动力农业堆肥发酵池剖面图(主视图)；
图3为本发明实施例2所述生物动力农业堆肥发酵池结构示意图(俯视图)；
图4为图3中A的局部放大图；
图5为本发明实施例2所述生物动力农业堆肥发酵池剖面图(主视图)；
图6为本发明实施例2所述生物动力农业堆肥发酵池的电器件电路连接框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
一种生物动力农业堆肥制造方法，包括以下步骤：
将堆肥原料的碳氮比调节到25：1～35：1后投入池体内；发酵开始；此时有机物开始被微生物分解释放出热量，堆内温度缓慢上升。
通过补氧装置对所述堆肥原料底部补充氧气；
发酵开始后，利用翻推机步进推动所述堆肥原料沿所述池体向前行进；
随着所述堆肥原料逐步推进，顺序加入堆肥调控素，并对所述堆肥原料补充氧气；
每步进一次，翻推机对混有所述堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
本实施例所述的，翻推机每进行一次翻堆处理至少包括两步：初加入堆肥调控素时，进行预混翻堆步骤；待堆肥原料温度≥70℃后，进行降温翻堆步骤。
本实施例所述的，翻堆处理还包括当含水率≥70％时，进行减水翻堆步骤。
生物动力农业堆肥过程中将含水率控制在50％～70％；当生物动力农业堆肥结束时，将含水率控制在≤30％。
本实施例所述的，随着所述堆肥原料逐步推进，第一次加入的所述堆肥调控素由BD500与CPP混合发酵而成，重量比为1:4；此后顺序加入所述堆肥调控素BD502-507；
所述堆肥调控素的活菌总数达到10亿/L以上，此类益生微生物能够促进有机残留物的分解和生物质转化为腐植酸；使堆肥中物料的分解与合成保持平衡。所述BD502能够激励硫、钾和硒使菌群活动；所述BD503能够帮助氮和钙的活动性，预防活动结合和挥发流失，激励锰、硼和土壤里的固氮菌的固氮活动，促进堆肥中的蛋白质分解成植物的腐殖质营养成分；所述BD504能够帮助叶绿素的形成和激励铁、钾、钙、镁和硫等中量元素在堆肥内的活动；所述BD505保护植物不受真菌感染，帮助土壤里的钙和磷的形成，提高PH值；所述BD506能够激励堆肥中的钾和硅细菌配合生长作用，同时也能够激励镁、硼和硒在土壤中的活性；所述BD507能够激活堆肥中的磷酸菌，帮助腐殖质的形成。
当上述生物动力农业堆肥过程中，微生物通过自身的生命活动——氧化还原和生物合成过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并放出微生物生长、活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多的生物体，而未能降解的残留有机物部分转化为腐殖质。最终将有机废物被矿质化和腐殖化，同时利用堆积时所产生的高温(60-70℃)来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子，达到无害化的目的，堆肥的温度达到70℃时进行翻堆处理，高温容易造成堆内水分缺乏，使微生物活动减弱，原料分解不完全，所以在堆制期间，要根据温度变化的情况进行翻堆处理。
本实施例所述的，一种实现所述生物动力农业堆肥制造方法的堆肥发酵池，包括：
池体1，用于投放堆肥原料和堆肥调控素；
补氧装置2，用于从堆肥原料底部对其补充氧气；
翻推机3，用于步进推动堆肥原料前进，并对混有堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
本实施例所述的，以型号为FLB50×40-3的自走槽式翻堆机为例进行举例说明，功率≥20kw；
本实施例所述的池体长度方向的侧壁顶部设置有滑轨101；所述翻推机架设于所述滑轨上，并可随滑轨滑动；所述翻堆机包括机架4，所述机架两端分别安装于所述滑轨上；所述翻堆机的机架下方设置有位于所述池体内部的旋转链轴5，翻堆电机6带动所述旋转链轴转动；所述补氧装置包括铺设于所述池体内底部的通气管道7，所述通气管道的顶部均匀设置有通气孔8；所述通气管道的一端穿出于所述池体侧壁外，并与鼓风机9相连通。
本实施例所述的，以型号为OTIS-LG KMIO5HT1的鼓风机为例进行举例说明，功率≥5.5kw；
本实施例所述的，发酵池长度为100～150m，宽度为5～8m，高度为2～3m。
本实施例所述的，通气管道的管径为20～50cm，所述相邻通气管道相隔6～9m，所述通气孔的孔径为10～15cm。
本实施例所述的堆肥发酵池，使用时，将所述翻堆机置于所述池体的一端，所述堆肥原料的量优选的，堆肥原料堆能够置于所述相邻通气管道间隔的2倍距离以内，所述翻堆机每24h沿所述发酵池的长度方向推进，推进距离为所述相邻通气管道间隔的2倍距离；发酵开始后24h，第一次加入堆肥调控素，从发酵开始后72h开始，每推进一次分别顺序加入调控素BD502-507；在生物动力农业堆肥过程中，对堆肥温度进行检测，当堆肥的温度超过70℃时，所述旋转链轴进行翻堆处理；直到发酵9天后，所述翻堆机刚好位于所述发酵池的另一端，同时完成发酵；当所述翻堆机数量多于一个时，可同时进行多批次堆肥发酵，实现高效的生物动力农业堆肥的工业化生产。
本实施例所述的，翻堆过程中，堆肥原料中可涵养大量的新鲜空气，有助于好氧微生物活跃，产生发酵热，堆温升高，当温度升高以后，补充气体可降低堆温，形成“中温-高温-中温-高温”的交替状态，各种有益微生物在其适应的温度快速生长繁殖，同时，翻堆过程中还能够使对非原料堆变得蓬松、富有弹性，形成适宜的孔隙度。
堆肥原料的含水量应进行随时调控，因为在生化反应过程中会生成新的水分，微生物对原料的消耗也会使水失去载体而游离出来，因此，随着堆肥的进程不断推进，翻堆会形成强制性水蒸气散发。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上改进的，实施例1中所描述的内容也是本实施例所具有的，此处不再具体赘述。
一种生物动力农业堆肥制造方法，包括以下步骤：
将堆肥原料的碳氮比调节到25：1～35：1后投入池体内；发酵开始；此时有机物开始被微生物分解释放出热量，堆内温度缓慢上升。
通过补氧装置对所述堆肥原料底部补充氧气；
发酵开始后，利用翻推机步进推动所述堆肥原料沿所述池体向前行进；
随着所述堆肥原料逐步推进，顺序加入堆肥调控素，并对所述堆肥原料补充氧气；
每步进一次，翻推机对混有所述堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
本实施例所述的，翻推机每进行一次翻堆处理至少包括两步：初加入堆肥调控素时，进行预混翻堆步骤；待堆肥原料温度≥70℃后，进行降温翻堆步骤。
本实施例所述的，翻堆处理还包括当含水率≥70％时，进行减水翻堆步骤。
生物动力农业堆肥过程中将含水率控制在50％～70％；当生物动力农业堆肥结束时，将含水率控制在≤30％。
本实施例所述的，随着所述堆肥原料逐步推进，第一次加入的所述堆肥调控素由BD500与CPP混合发酵而成，重量比为1:4；此后顺序加入所述堆肥调控素BD502-507；
本实施例所述的，一种实现所述生物动力农业堆肥制造方法的堆肥发酵池，包括：
池体21，用于投放堆肥原料和堆肥调控素；
补氧装置22，用于从堆肥原料底部对其补充氧气；
翻推机23，用于步进推动堆肥原料前进，并对混有堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
本实施例所述的，以型号的自走槽式翻堆机为例进行举例说明，功率≥20kw；
本实施例所述的池体长度方向的侧壁顶部设置有滑轨102；所述翻推机架设于所述滑轨上，并可随滑轨滑动；所述翻堆机包括机架24，所述机架两端分别安装于所述滑轨上；所述翻堆机的机架下方设置有位于所述池体内部的旋转链轴25，翻堆电机26带动所述旋转链轴转动；所述补氧装置包括铺设于所述池体内底部的通气管道27，所述通气管道的顶部均匀设置有通气孔28；所述通气管道的一端穿出于所述池体侧壁外，并与鼓风机29相连通。
本实施例所述的，发酵池内部下方设置有挡板10；所述挡板安装位置低于所述通气孔的水平位置，并与所述池体底部间形成空腔；两条相邻所述通气管道之间还包括安装于所述空腔内的湿度传感器11、温度传感器12和氧含量检测仪13；所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪的探头均位于所述挡板的上方；所述翻堆电机、所述鼓风机、所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪均电连接于控制器14。
本实施例所述的，通气管道内靠近所述鼓风机端还设置有用于加热空气的电热元件15，所述电热元件电连接于所述控制器。
本实施例所述的，湿度传感器采用ENDEAVOUR品牌湿度传感器为例进行举例说明；
本实施例所述的，温度传感器采用赫斯曼品牌PT100型温度传感器为例进行举例说明；
本实施例所述的，氧含量检测仪采用钰铨品牌IP65型氧含量检测仪为例进行举例说明；
本实施例所述的，控制器采用Raspberry Pi 3B系统。
本实施例所述的生物动力农业堆肥发酵池，使用时，将所述翻堆机置于所述池体的一端，所述堆肥原料的量优选的，堆肥原料堆能够置于所述相邻通气管道间隔的2倍距离以内；当电路连通后，鼓风机将空气吹出，经所述电热元件加热，形成热风后输送至所述池体中，热空气有助于加速堆肥原料的发酵，所述翻堆机每18.5h沿所述发酵池的长度方向推进，推进距离为所述相邻通气管道间隔的2倍距离；发酵开始后18.5h，加入生物动力农业堆肥调控素，从发酵开始后55.5h开始，每推进一次分别顺序加入调控素BD502-507；在生物动力农业堆肥过程中，对堆肥温度进行检测，当堆肥的温度达到70℃时，所述旋转链轴进行翻堆处理；直到发酵7天后所述翻堆机刚好位于所述发酵池的另一端，同时完成发酵；当所述翻堆机数量多于一个时，可同时进行多批次堆肥发酵，实现高效的生物动力农业堆肥的工业化生产。
本实施例所述的，翻堆过程中，所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪对堆肥的水分含量、温度和氧含量进行监控，上述传感器将监测信号传递至所述控制器，当所述堆肥的水分含量过高时，所述控制器将信号传递至所述翻堆电机，所述翻堆电机控制所述旋转连轴进行翻堆及所述鼓风机开启；当所述堆肥的温度达到翻堆温度时，所述控制器将信号传递至所述翻堆电机，所述翻堆电机控制所述旋转连轴进行翻堆；当所述堆肥或环境的温度较低时，为加快反应进程，所述控制器将信号传递至所述电热元件，电路闭合，所述电热元件升温，所述鼓风机吹出风温度升高，从而能够提高发酵时间和效率；当所述氧含量过低时，所述控制器将信号传递至所述鼓风机和所述翻堆电机，加大鼓风机的风力，同时所述翻堆电机控制所述旋转连轴进行翻堆。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种生物动力农业堆肥制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将堆肥原料投入池体内；
通过补氧装置对所述堆肥原料底部补充氧气；
发酵开始后，利用翻推机步进推动所述堆肥原料沿所述池体向前行进；
随着所述堆肥原料逐步推进，顺序加入堆肥调控素，并对所述堆肥原料补充氧气；
每步进一次，翻推机对混有所述堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
2.如权利要求1所述的生物动力农业堆肥的方法，其特征在于，所述翻推机每进行一次翻堆处理至少包括两步：初加入堆肥调控素时，进行预混翻堆步骤；待堆肥原料温度≥70℃后，进行降温翻堆步骤。
3.如权利要求2所述的生物动力农业堆肥的方法，其特征在于，所述翻堆处理还包括当含水率≥70％时，进行减水翻堆步骤。
4.如权利要求3所述的生物动力农业堆肥的方法，其特征在于，随着所述堆肥原料逐步推进，第一次加入的所述堆肥调控素由BD500与CPP混合发酵而成，重量比为1:4；此后顺序加入所述堆肥调控素BD502-507。
5.一种实现如权利要求1-4中任一项所述生物动力农业堆肥制造方法的堆肥发酵池，其特征在于，包括：
池体，用于投放堆肥原料和堆肥调控素；
补氧装置，用于从堆肥原料底部对其补充氧气；
翻推机，用于步进推动堆肥原料前进，并对混有堆肥调控素的堆肥原料进行翻堆处理。
6.如权利要求5所述的堆肥发酵池，其特征在于，所述池体长度方向的侧壁顶部设置有滑轨；所述翻推机架设于所述滑轨上，并可随滑轨滑动；所述补氧装置包括铺设于所述池体内底部的通气管道，所述通气管道的顶部均匀设置有通气孔；所述通气管道的一端穿出于所述池体侧壁外，并与鼓风机相连通。
7.如权利要求6所述的堆肥发酵池，其特征在于，所述发酵池内部下方设置有挡板；所述挡板安装位置低于所述通气孔的水平位置，并与所述池体底部间形成空腔；两条相邻所述通气管道之间还包括安装于所述空腔内的湿度传感器、温度传感器和氧含量检测仪；所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪的探头均位于所述挡板的上方；所述翻堆机的翻堆电机、所述鼓风机、所述湿度传感器、所述温度传感器和所述氧含量检测仪均电连接于控制器。
8.如权利要求7所述的堆肥发酵池，其特征在于，所述通气管道内靠近所述鼓风机端还设置有用于加热空气的电热元件，所述电热元件电连接于所述控制器。
9.如权利要求8所述的生物动力农业堆肥发酵池，其特征在于，所述发酵池长度为100～150m，宽度为5～8m，高度为2～3m。
10.如权利要求9所述的生物动力农业堆肥发酵池，其特征在于，所述通气管道的管径为20～50cm，所述相邻通气管道相隔6～9m，所述通气孔的孔径为10～15cm。
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