CN107805093A - 一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置及其应用，该装置为钢质栅栏式框架结构，由框口（1）、框体（2）、框底（3）三部分组成，其特征在于：该装置还带有夹层（4）和气囱（5）及活动底门（6）；所述夹层（4）是在装置中间设置了间隔50‑80mm的双面镀锌钢丝网板，将装置分隔成2‑4个料仓，形成空心通气层；所述气囱（5）是在装置被分隔成的料仓中，设置4‑6个贯穿框口（1）与框底（3）的空心透气圆柱体孔；所述活动底门（6）是在装置底部，设置了两扇活动门，方便出料。该装置采用网板空心夹层和气囱自然通气，应用该装置进行基质发酵，可以实现一次性免翻料静态发酵、活动底板半自动出料，使用方便效果好。该装置使用钢质材料制作，结构合理，使用寿命长，还可以多层叠加，节约发酵场地，特别适合基质生产企业应用于工业固体废弃物原料发酵处理。

Description

一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置及应用

技术领域

本发明涉及一种固体有机废弃物发酵装置及应用，尤其涉及一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置及应用，属于生物发酵工程技术领域。

背景技术

基质发酵（堆肥）是一种传统又颇具现代特点的生物技术，也是一门综合性和应用性很强的工程科学。发酵的目的就是通过一系列科学的工艺步骤及方便实用的发酵装置，把各类工农业有机废弃物变成一种性质稳定的、无害化的、适合于无土栽培及环境修复的有机类基质产品。现代发酵（堆肥）技术是在农村传统厌氧堆肥的基础上发展起来，并在实践中不断创新和提高。目前好氧发酵堆肥技术各异，类型较多，总体可分为静态发酵（堆肥）和动态发酵（堆肥），现有技术中通常采用的发酵（堆肥）方式主要有以下几种类型：

1、条垛式发酵（堆肥）——是通过机械或人工定期翻堆或通过强制通风向堆体提供氧气，其工艺装备较简，投资和运行成本较低，操作难度较小，但条垛发酵规模较小，占地面积很大，发酵时间又长，产能有限，保温性能差，料堆内病虫原体较难杀灭。前期发酵翻堆易散发异（臭）味；后期熟化（干化）翻堆时粉尘飞扬，雨天时露地发酵场地污水满地，容易滋生蚊蝇。

2、静态式发酵（堆肥）——与条垛发酵相比，区别在于发酵过程中，不进行物料翻堆，而是利用机械强制通风曝气或诱导抽气的方式，其特点与条垛发酵近似，缺点是通风速率和堆体温度较难操控，如果通风速率过小，堆体内易产生厌氧也会使温度过低或过高，影响堆肥的腐熟度，甚至还需要进行后续熟化二次发酵，尤其是在强制通风时，散发的异（臭）味，还需要脱臭配套设施，必然增加投资，影响运行成本。

3、槽式发酵（堆肥）——发酵过程发生在长而窄的被称作“槽”的通道内，槽的墙体上方架设轨道，便于翻料机移动翻料，槽的底部铺设曝气管道，可对堆体进行通风曝气，是将可控通风与定期翻堆相结合的发酵系统，其特点是机械化程度较高，占地面积较小，发酵周期较短，发酵质量均匀，但装备设施多，建设投资大，运行成本较高。

4、反应器发酵（堆肥）——该发酵系统类型多为大型装备设施，国外采用较多，国内少有进口。虽然技术先进，机械化、自动化程度高，但价格昂贵，建设投资大，运作成本高。目前仍限于政府处理生活垃圾补贴的大型示范工程企业，如之前北京南宫堆肥厂采用的从欧洲进口的好氧静态堆肥技术—隧道堆肥发酵反应器，是处理生活垃圾示范工程项目，享受政府经济政策补贴，处理1吨生活垃圾补贴101.7元。

综上所述，无论何种发酵（堆肥）类型，都需要有较多的机械动力和能源消耗，以及治理三废污染的环保设施，为此，必然增加较多的发酵装备和折旧费用及运行成本，由于基质企业建设期投资过多，生产运行成本过高，加之工艺技术滞后，致使基质及有机肥类产品市场价格居高不下。使较多农户用不起有机肥及基质类商品，只能选择使用化学肥料，这在一定程度上制约了基质企业的发展，影响了有机肥和基质类产品的应用推广，进而又会制约有机生态农业的进程。

发明内容

本发明的目的是针对现有发酵设备和工艺技术的不足，提供一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，实现一次性免翻料自然通气静态发酵、活动底板半自动出料，使基质发酵变得简单方便，节能环保。

本发明的另一个目的是提供一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置在基质发酵中的应用。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，该装置为钢质栅栏式框架结构，由框口（1）、框体（2）、框底（3）三部分组成，其特征在于：该装置还带有夹层（4）和气囱（5）及活动底门（6）；所述夹层（4）是在装置中间设置了间隔50-80mm的双面镀锌钢丝网板，将装置分隔成2-4个料仓，形成空心通气层；所述气囱（5）是在装置被分隔成的料仓中，设置4-6个贯穿框口（1）与框底（3）的空心透气圆柱体孔；所述活动底门（6）是在装置底部，设置了两扇活动门，方便出料；所述框口（1）为发酵物料的投入口，框口（1）四周为边框（1-1）、四角设有加强板（1-2），用于增加装置强度及叠加装置时的稳定性，框口（1）中间设有2根间隔50-80mm的方管（1-3），用作夹层（4）镀锌钢丝网板骨架的上边框，两根方管（1-3）之间采用4根拉筋（1-4）连接，增加夹层（4）网板骨架的强度，防止受力变形；框体（2）由ABCD四个面和夹层（4）组成，四个面及夹层（4）两个面内侧都蒙有镀锌钢丝网（7），防止发酵物料外溢；AB两个面的上边框（1-1）设有吊把（2-1）；AB两个面左右边框（2-2）中间设有立柱（2-3），上下边框（1-1）、左右边框（2-2）及中间立柱（2-3）均采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成，上下边框（1-1）之间及左右边框（2-2）与立柱（2-3）之间设有田字型结构的加强筋（2-4）；CD两个面的边框（1-1，2-2）采用100mm×100mm×3mm的方铁管焊接而成，左右边框（2-2）之间也设有2根间隔50-80mm的方管，用作夹层（4）镀锌钢丝网骨架的侧边框（2-5），左右边框（2-2）的中间位置与2根侧边框（2-5）中间位置也设有加强筋（2-6），上下边框（1-1）的左右两个边框（2-2）与左右2根侧边框（2-5）的中间位置也分别设有加强筋（2-7），形成两个田字型结构；框底（3）由两块活动底门（6）组成，活动底门（6）由底边框（3-1）、加强筋（3-2）、镀锌网板（3-3）及铰链（3-4）组成，两块活动底门（6）的相邻边框（3-1）通过铰链（3-4）分别与装置中间2根间隔50-80mm空心夹层（4）骨架的下边框（3-5）连接，形成可以活动的结构，能在出料时与框体（2）的下边框（1-1）四周脱离，AB两个面的底边框（3-1）各设有3个插销（3-6），可以实现与框体（2）AB两个面下边框（1-1）的锁定与分离；出料时，打开插销（3-6），采用吊车吊住4个吊把（2-1），将装置慢慢吊起，由于物料的重力作用，两块活动底门（6）自然向下开启，物料从装置底部自然流出；两块活动底门（6）可以向下开启到60°夹角位置；相邻两个插销（3-6）之间还设有定滑轮（3-7），可以在出料后使两块活动底门（6）恢复成平面，形成装置的底，供装置下一次装料使用。

所述的框口（1）为正方形或者长方形，边长200-400mm。

所述边框（1-1）采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成；所述加强板（1-2）为3-4mm厚度的钢板，制作呈直角三角形，其直角及两条直角边对应焊接在框口（1）四角的边框（1-1）上。

所述方管（1-3）规格为 40mm×40mm×3mm；所述拉筋（1-4）采用规格40mm×40mm×3mm，长度50-80mm的方管焊接而成。

所述夹层（4）是采用密度10-20目的镀锌钢丝网焊接在方管骨架上，两块网板间隔50-80mm，形成空心夹层；所述气囱（5）是采用密度10-20目的镀锌钢丝网制作成直径150-200mm的圆柱体，该圆柱体口与底分别与框口（1）、框底（3）连接。

所述框体（2）为长方体，边长300-400mm，高150-180mm；所述镀锌钢丝网（7）密度为10-20目。

所述吊把（2-1）采用厚度15-30mm的钢板制作而成，焊接在AB两个面上边框（1-1）的内侧。

所述加强筋（2-4，2-6，2-7）均采用规格为 40mm×40mm×3mm方管焊接而成；所述侧边框（2-5）为40mm×40mm×3mm规格的方管。

所述底边框（3-1）采用40mm×40mm×3mm规格的方管，加强筋（3-2）采用25mm×25mm×3mm规格的方管；所述镀锌网板（3-3）采用孔径4-6mm的镀锌钢丝网焊接在底边框（3-1）、加强筋（3-2）上。

所述夹层（4）骨架的下边框（3-5）为 40mm×40mm×3mm规格的方管；所述铰链（3-4）为4-6寸不锈钢铰链或者铁质铰链；所述插销（3-6）为铁质材料自制而成；所述定滑轮（3-7）采用尼龙或者钢制滚轮或者轴承。

一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置的应用。

本发明的有益效果：

1、简化工艺流程，集约化低碳发酵

发酵装置是基质原料发酵处理的核心设备。目前装置式发酵的种类和结构很多，特点各异，但其共性是装备设施多，工艺流程长。仅槽式发酵为例，其发酵设备由发酵槽、布料机、翻堆（搅拌）机、移行车、通风曝气装置、三废治理设施等组成。再如有些好氧静态发酵或反应器发酵，经一次发酵后，再翻倒至熟化仓（装置）内，进行二次发酵后续熟化时，还要适当翻动以补充通气供氧，其动力、人力、能源耗用多。而本发明采用自然通气静态发酵工艺技术，自进料以后，从一次发酵和二次熟化及半自动出料全过程，不用机械翻堆和通风曝气，不耗用动力和能源。是集一次发酵、二次熟化、三废治理于一体的集约化低碳发酵装置，其装备设施简约，工艺流程简化、发酵处理环节少，运行管控方便。

2、无三废排放，不产生二次污染

本装置在发酵处理过程不用搅动、不用通风，始终处于静态状况下自然通气供氧发酵，因而无异（臭）味逸出、无粉尘飘扬、无噪声，框底底部离地面架空，露天发酵可防止雨水倒吸渗漏，无污水流淌、发酵无害化处理后，用于有机无土栽培或大田施用，其资源再生利用不产生残渣，不二次污染。

3、发酵规模大，占地面积小

本装置，单只体积虽小，但可以叠加和联体组合，发酵容量极大，单只高1.5m-1.8m，可叠加2-4层，即层高大于3-6m，叠加并联体组合后，即可形成超高超大型发酵集成装置，其规模大小，视企业条件和产能任意调控，据资料报导和发酵的实际情况，料堆一般高度不超过1.5m，如槽式堆肥高度一般小于1.2m，条垛式、静态式堆肥高度一般小于1m。而本装置叠加2-4层，叠层高大于3-6m，是一般堆肥高度的3-5倍，且能正常发酵，叠加并联体组合后，其发酵规模大大高于常规发酵。本装置占地面积远小于常规发酵，以槽式堆肥和条垛式堆肥相比，年产万吨基质（有机肥），槽式堆肥占地需要6000㎡，条垛式堆肥占地需要10000㎡，而本装置发酵占地只需3000㎡足够，且在露天发酵，还可节约厂房，节省投资。

4、发酵周期较短，产品质量稳定

目前，就多数基质企业而言，其原料发酵实际时间，一般需要40-50天，甚至更长，如近期江苏培蕾基质科技发展有限公司采用槽式堆肥，发酵时间一般都在60天以上，据2010年7月第7期农业工程学报报导，醋渣条垛式堆肥，经过一次发酵和后续熟化两个阶段发酵过程持续50天。而本发明发酵周期为30-40天，且腐熟度好，无异味，多年来，产品经蔬果、水稻、油菜等育苗（秧）和大田作物推广应用效果良好。

5、综合效益好

以上有益效果分析，归结为：本发明产前建设投资少、产后运行成本低、发酵效率高、产品质量好、节能环保、节约实效、经济实用，易于推广，既适合于大、中、小基质企业，更适用于农林秸杆、畜禽粪便等固体废物减量化、无害化、资源化再生循环利用，具有较好的社会拉动效应，经济效益、生态效益、社会效益并举。

附图说明

图1是本发明的外形结构及局部剖面示意图。

图2是本发明的外形结构示意图。

图3是本发明底部结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1：

一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，该装置为钢质栅栏式框架结构，由框口（1）、框体（2）、框底（3）三部分组成，其特征在于：该装置还带有夹层（4）和气囱（5）及活动底门（6）；所述夹层（4）是在装置中间设置了间隔70mm的双面镀锌钢丝网板，该镀锌钢丝网板密度16目，焊接在方管骨架上，将装置分隔成2个料仓，形成空心通气层；所述气囱（5）是在装置被分隔成的料仓中，设置6个贯穿框口（1）与框底（3）的空心透气圆柱体孔；其是采用密度16目的镀锌钢丝网制作成直径180mm的圆柱体，该圆柱体口与底分别与框口（1）、框底（3）连接。所述活动底门（6）是在装置底部，设置了两扇活动门，方便出料。

框口（1）呈正方形，边长300mm，为发酵物料的投入口，框口（1）四周采用100mm×100mm×3mm的方管焊接成为边框（1-1）；四角设有加强板（1-2），该加强板（1-2）采用3-4mm厚度的钢板，制作呈直角三角形，其直角及两条直角边对应焊接在框口（1）四角的边框（1-1）上，用于增加装置强度及叠加装置时的稳定性。框口（1）中间设有2根间隔70mm的方管（1-3），规格为 40mm×40mm×3mm，用作夹层（4）镀锌钢丝网板骨架的上边框；两根方管（1-3）之间采用规格40mm×40mm×3mm，长度70mm的方管焊接而成4根拉筋（1-4）连接，以增加夹层（4）网板骨架的强度，防止受力变形。

框体（2）为长方体，长300mm、宽300mm、高160mm；由ABCD四个面和夹层（4）组成，四个面及夹层（4）两个面内侧都蒙有密度为16目的镀锌钢丝网（7），防止发酵物料外溢；AB两个面的上边框（1-1）设有吊把（2-1）；该吊把（2-1）采用厚度25mm的钢板制作而成，焊接在AB两个面上边框（1-1）的内侧；AB两个面左右边框（2-2）中间设有立柱（2-3），上下边框（1-1）、左右边框（2-2）及中间立柱（2-3）均采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成，上下边框（1-1）之间及左右边框（2-2）与立柱（2-3）之间设有田字型结构的加强筋（2-4）；CD两个面的边框（1-1，2-2）采用100mm×100mm×3mm的方铁管焊接而成，左右边框（2-2）之间也设有2根间隔70mm的方管，用作夹层（4）镀锌钢丝网骨架的侧边框（2-5），左右边框（2-2）的中间位置与2根侧边框（2-5）中间位置也设有加强筋（2-6），上下边框（1-1）的左右两个边框（2-2）与左右2根侧边框（2-5）的中间位置也分别设有加强筋（2-7），形成两个田字型结构；加强筋（2-4，2-5，2-6，2-7）均采用规格为 40mm×40mm×3mm方管焊接而成。

框底（3）由两块活动底门（6）组成，活动底门（6）由底边框（3-1）、加强筋（3-2）、镀锌网板（3-3）及铰链（3-4）组成。底边框（3-1）采用40mm×40mm×3mm规格的方管，加强筋（3-2）采用25mm×25mm×3mm规格的方管；镀锌网板（3-3）采用孔径5mm的镀锌钢丝网焊接在底边框（3-1）及加强筋（3-2）上；两块活动底门（6）的相邻边框（3-1）通过6寸不锈钢铰链（3-4）分别与装置中间2根间隔70mm空心夹层（4）骨架的下边框（3-5）连接，形成可以活动的结构，能在出料时与框体（2）的下边框（1-1）四周脱离，骨架下边框（3-5）为 40mm×40mm×3mm规格的方管；AB两个面的底边框（3-1）各设有3个插销（3-6），可以实现与框体（2）AB两个面下边框（1-1）的锁定与分离；出料时，打开插销（3-6），采用吊车吊住4个吊把（2-1），将装置慢慢吊起，由于物料的重力作用，两块活动底门（6）自然向下开启，物料从装置底部自然流出；两块活动底门（6）可以向下开启到60°夹角位置；插销（3-6）为铁质材料自制而成，相邻两个插销（3-6）之间还设有定滑轮（3-7），可以在出料后使两块活动底门（6）恢复成平面，形成装置的底，供装置下一次装料使用，定滑轮（3-7）采用尼龙滚轮。

实施例2：

一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，该装置为钢质栅栏式框架结构，由框口（1）、框体（2）、框底（3）三部分组成，其特征在于：该装置还带有夹层（4）和气囱（5）及活动底门（6）；所述夹层（4）是在装置中间设置了间隔50mm的双面镀锌钢丝网板，该镀锌钢丝网板密度20目，焊接在方管骨架上，将装置分隔成4个料仓，形成空心通气层；所述气囱（5）是在装置被分隔成的料仓中，设置4个贯穿框口（1）与框底（3）的空心透气圆柱体孔；其是采用密度20目的镀锌钢丝网制作成直径200mm的圆柱体，该圆柱体口与底分别与框口（1）、框底（3）连接。所述活动底门（6）是在装置底部，设置了两扇活动门，方便出料。

框口（1）呈长方形，长400mm、宽200mm，为发酵物料的投入口，框口（1）四周采用100mm×100mm×3mm的方管焊接成为边框（1-1）；四角设有加强板（1-2），该加强板（1-2）采用4mm厚度的钢板，制作呈直角三角形，其直角及两条直角边对应焊接在框口（1）四角的边框（1-1）上，用于增加装置强度及叠加装置时的稳定性。框口（1）中间设有2根间隔50mm的方管（1-3），规格为 40mm×40mm×3mm，用作夹层（4）镀锌钢丝网板骨架的上边框；两根方管（1-3）之间采用规格40mm×40mm×3mm，长度50mm的方管焊接而成4根拉筋（1-4）连接，以增加夹层（4）网板骨架的强度，防止受力变形。

框体（2）为长方体，长400mm、宽200mm、高150mm；由ABCD四个面和夹层（4）组成，四个面及夹层（4）两个面内侧都蒙有密度为16目的镀锌钢丝网（7），防止发酵物料外溢；AB两个面的上边框（1-1）设有吊把（2-1）；该吊把（2-1）采用厚度15mm的钢板制作而成，焊接在AB两个面上边框（1-1）的内侧；AB两个面左右边框（2-2）中间设有立柱（2-3），上下边框（1-1）、左右边框（2-2）及中间立柱（2-3）均采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成，上下边框（1-1）之间及左右边框（2-2）与立柱（2-3）之间设有田字型结构的加强筋（2-4）；CD两个面的边框（1-1，2-2）采用100mm×100mm×3mm的方铁管焊接而成，左右边框（2-2）之间也设有2根间隔50mm的方管，用作夹层（4）镀锌钢丝网骨架的侧边框（2-5），左右边框（2-2）的中间位置与2根侧边框（2-5）中间位置也设有加强筋（2-6），上下边框（1-1）的左右两个边框（2-2）与左右2根侧边框（2-5）的中间位置也分别设有加强筋（2-7），形成两个田字型结构；加强筋（2-4，2-5，2-6，2-7）均采用规格为 40mm×40mm×3mm方管焊接而成。

框底（3）由两块活动底门（6）组成，活动底门（6）由底边框（3-1）、加强筋（3-2）、镀锌网板（3-3）及铰链（3-4）组成。底边框（3-1）采用40mm×40mm×3mm规格的方管，加强筋（3-2）采用25mm×25mm×3mm规格的方管；镀锌网板（3-3）采用孔径4mm的镀锌钢丝网焊接在底边框（3-1）及加强筋（3-2）上；两块活动底门（6）的相邻边框（3-1）通过4-6寸铁质铰链（3-4）分别与装置中间2根间隔50mm空心夹层（4）骨架的下边框（3-5）连接，形成可以活动的结构，能在出料时与框体（2）的下边框（1-1）四周脱离，骨架下边框（3-5）为 40mm×40mm×3mm规格的方管；AB两个面的底边框（3-1）各设有3个插销（3-6），可以实现与框体（2）AB两个面下边框（1-1）的锁定与分离；出料时，打开插销（3-6），采用吊车吊住4个吊把（2-1），将装置慢慢吊起，由于物料的重力作用，两块活动底门（6）自然向下开启，物料从装置底部自然流出；两块活动底门（6）可以向下开启到60°夹角位置；插销（3-6）为铁质材料自制而成，相邻两个插销（3-6）之间还设有定滑轮（3-7），可以在出料后使两块活动底门（6）恢复成平面，形成装置的底，供装置下一次装料使用，定滑轮（3-7）采用钢制滚轮。

实施例3：

一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，该装置为钢质栅栏式框架结构，由框口（1）、框体（2）、框底（3）三部分组成，其特征在于：该装置还带有夹层（4）和气囱（5）及活动底门（6）；所述夹层（4）是在装置中间设置了间隔80mm的双面镀锌钢丝网板，该镀锌钢丝网板密度10目，焊接在方管骨架上，将装置分隔成2个料仓，形成空心通气层；所述气囱（5）是在装置被分隔成的料仓中，设置6个贯穿框口（1）与框底（3）的空心透气圆柱体孔；其是采用密度10目的镀锌钢丝网制作成直径200mm的圆柱体，该圆柱体口与底分别与框口（1）、框底（3）连接。所述活动底门（6）是在装置底部，设置了两扇活动门，方便出料。

框口（1）呈长方形，长300mm、宽200mm，为发酵物料的投入口，框口（1）四周采用100mm×100mm×3mm的方管焊接成为边框（1-1）；四角设有加强板（1-2），该加强板（1-2）采用4mm厚度的钢板，制作呈直角三角形，其直角及两条直角边对应焊接在框口（1）四角的边框（1-1）上，用于增加装置强度及叠加装置时的稳定性。框口（1）中间设有2根间隔80mm的方管（1-3），规格为 40mm×40mm×3mm，用作夹层（4）镀锌钢丝网板骨架的上边框；两根方管（1-3）之间采用规格40mm×40mm×3mm，长度80mm的方管焊接而成4根拉筋（1-4）连接，以增加夹层（4）网板骨架的强度，防止受力变形。

框体（2）为长方体，长400mm、宽200mm、高180mm；由ABCD四个面和夹层（4）组成，四个面及夹层（4）两个面内侧都蒙有密度为10目的镀锌钢丝网（7），防止发酵物料外溢；AB两个面的上边框（1-1）设有吊把（2-1）；该吊把（2-1）采用厚度40mm的钢板制作而成，焊接在AB两个面上边框（1-1）的内侧；AB两个面左右边框（2-2）中间设有立柱（2-3），上下边框（1-1）、左右边框（2-2）及中间立柱（2-3）均采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成，上下边框（1-1）之间及左右边框（2-2）与立柱（2-3）之间设有田字型结构的加强筋（2-4）；CD两个面的边框（1-1，2-2）采用100mm×100mm×3mm的方铁管焊接而成，左右边框（2-2）之间也设有2根间隔80mm的方管，用作夹层（4）镀锌钢丝网骨架的侧边框（2-5），左右边框（2-2）的中间位置与2根侧边框（2-5）中间位置也设有加强筋（2-6），上下边框（1-1）的左右两个边框（2-2）与左右2根侧边框（2-5）的中间位置也分别设有加强筋（2-7），形成两个田字型结构；加强筋（2-4，2-5，2-6，2-7）均采用规格为 40mm×40mm×3mm方管焊接而成。

框底（3）由两块活动底门（6）组成，活动底门（6）由底边框（3-1）、加强筋（3-2）、镀锌网板（3-3）及铰链（3-4）组成。底边框（3-1）采用40mm×40mm×3mm规格的方管，加强筋（3-2）采用25mm×25mm×3mm规格的方管；镀锌网板（3-3）采用孔径4-6mm的镀锌钢丝网焊接在底边框（3-1）及加强筋（3-2）上；两块活动底门（6）的相邻边框（3-1）通过6寸不锈钢铰链（3-4）分别与装置中间2根间隔80mm空心夹层（4）骨架的下边框（3-5）连接，形成可以活动的结构，能在出料时与框体（2）的下边框（1-1）四周脱离，骨架下边框（3-5）为 40mm×40mm×3mm规格的方管；AB两个面的底边框（3-1）各设有3个插销（3-6），可以实现与框体（2）AB两个面下边框（1-1）的锁定与分离；出料时，打开插销（3-6），采用吊车吊住4个吊把（2-1），将装置慢慢吊起，由于物料的重力作用，两块活动底门（6）自然向下开启，物料从装置底部自然流出；两块活动底门（6）可以向下开启到60°夹角位置；插销（3-6）为铁质材料自制而成，相邻两个插销（3-6）之间还设有定滑轮（3-7），可以在出料后使两块活动底门（6）恢复成平面，形成装置的底，供装置下一次装料使用，定滑轮（3-7）采用轴承滚轮。

带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置的应用。

1、本发明的应用原理及技术参数：

（1）在发酵预处理工艺阶段，不单单是处理各种原材料，还要掌控和调整有机质含量、养分含量、水分含量以及粒径、容重（比重）等理化指标，使发酵物料的通气性能及工艺技术参数，适合本装置自然通气好氧静态发酵条件，相辅相成。

（2）根据原料的不同性质，调整发酵原料有机质含量。在自然通气静态发酵状态下，有机质含量过高易出现温升过快温度超高（大于70℃），导致前发酵阶段高温期持续过久，甚至延长发酵时间，反之，有机质含量过低，热量不足，也会影响发酵进程，尤其影响无害化处理。研究和实践表明：本装置发酵物料适宜的有机质含量以45-65%为好。

（3）物料的养分含量主要是C/N和C/P，其比值合理与否，对有机物生化反应和降解速率、发酵时间、发酵质量等都有直接影响，合理的养分含量与原料的选用、调节和配方的调整密切相关。自然通气堆肥的C/N应略高于25-30:1，有利于物料熟化，稳定发酵质量和施用效果。如C/P值有偏差，也需适当调整。

（4）发酵物料水分含量的管控，是发酵成败的关键。自然通气静态发酵水分含量应适当低于理论值，原料初始水分应控制在50-55%为佳，发酵高温期，为避免超高温（大于70℃），水分蒸发过快，要在框口及框体四周覆盖的吸（透）水遮阳网、无纺布等，不定期适当淋水，以平衡温度和湿度，既可防止超高温现象，保持微生物活力和繁殖，又防止发酵表层过于干化，维持物料发酵的正常水分，促使低温阶段温度的平稳下降，进而提高熟化效率。发酵物料的水分调节和控制还需要因时、因料、因气候灵活掌握，冬季雨季含水量需偏低，夏季、干旱天气需适当调高；陈料水分需适当调低，新鲜原料水分可以稍微调高一点；低有机质原料水分需要少一点，高有机质原料水分可以大一点。

（5）物料的粒径与堆料的孔隙率密切相关。适宜的粒径，是为了寻求物料比表面积和自由通气孔隙率的平衡，保持堆料较多的自然供氧量，提高有机物的降解速率。应用考量，适合的自然通气好氧静态发酵适宜的粒径范围为5-12㎜。基于粒径与原料性质互为关联，所以要因料而宜合理调节，适宜的粒径能保持物料正常的储气空间，提供足够的氧气。

（6）发酵温度和堆体容重（比重）是自然通气堆肥工艺过程中生化反应速率的又一重要因素，温度过高或过低或物料比重过大，都会使微生物活动受限，影响发酵效果和基质质量。在自然通气发酵处理过程中，由于在发酵处理阶段对各项理化指标的调整和容重（比重）的控制（400-450Kg/m³），促使堆肥在升温、高温、降温、熟化四个阶段的发酵温度的升降幅度平衡稳定，有序进行，缩短了发酵周期。

（7）pH值在发酵进程中，会随着温度和时间的变化而变化，pH值太高或太低都会影响微生物的生长和繁殖，使发酵效率下降，应用实践表明，自然通气发酵的pH值以略偏碱为宜，当pH值调整至7.5-8.5时，发酵温度稳定，发酵速率较高。

2、本发明应用流程：

（1）原料预处理：用于发酵的原料需要进行预处理，菇渣破碎成粒径≤5mm的颗粒物；蘑菇草土混合料、木薯渣分别晾晒、粉碎；

（2）基质配方：基质配方需要根据不同农作物品种用途进行调整，育苗基质、栽培基质使用的原材料都不相同；水稻育秧基质、蔬菜基质、花卉基质等不同农作物品种，需要调整原材料及比例。

（3）加料：按不同农作物用途选择配方及原料经预处理后，将所有需要发酵的原材料进行均匀混合，采用人工或者机械将发酵物料加入发酵装置中，因为本装置实施免翻料工艺，加料过程需要轻、缓操作，防止物料板结影响透气性，需要尽量保持物料中有足够的空隙，以增加储氧空间，大型装置在加料过程中最好设置缓冲装置。

（4）覆盖保湿材料，装置加料后，可在装置表面及四周覆盖遮阳网、无纺布等保湿材料，减缓表面水分散失。

（5）每天测定温度、观察湿度，如果发现温度超过70℃，需要采用局部喷水降温措施。

（6）水分调节：发酵物料的水分调节和控制，需要因时、因料、因气候灵活掌握。

（7）出料:发酵物料经过30-45天发酵材料，颜色变为深褐色，温度降到40-50℃，料中没有异味即可以结束发酵，采用人工或者机械将发酵物料取出来。

3、本发明的应用效果:

江苏兴农基质科技有限公司2016年开始利用本装置进行基质发酵,共计发酵23批次,其应用效果如下:

（1) 采用本发明装置,能有效处理多种固体废弃物,并将废弃物转化为广谱型和专用型的新型有机无土栽培基质。

基质生产原料,多为工业糟渣、灰炭渣、造纸苇末、农业作物秸杆、食用菌渣、畜禽粪便等有机、无机固体废料,经搭配选用和合理配制,应用本发明装置发酵和熟化后,再经合理的配方和生产加工的各类蔬果育苗基质、水稻育秧基质、油菜毯式育苗基质、花草栽培基质、绿化海绵基质,多年来,已广泛应用于农业和城镇园林绿化,其产品质量稳定,使用效果良好。

(2) 与本发明装置互相匹配,互为作用的原料预处理工艺合理,原料经调理后效果显著。

①原料水份的调理，除通常原料自然堆积晾晒和阳光房太阳能的自然干燥,以及干湿料的调节掺用,特别是利用干的工业灰炭渣吸咐和调节湿料效果更好,使其物料干燥且蓬松（胀）,促进生化反应提高发效效果。

②原料结构的调理,主要是添加含有较多稻壳成份的食用糟渣、蛭石粒、及适量工业炭渣粒,使原料的粒经和孔隙率及容重（比重）附合技术参数标准，可有效地增加发酵堆体的储气（氧）空隙,维持自然通气静态发酵输氧通畅。

③根据各种原料的不同性质,合理选配并加入适量比例的沸石粉、白云石粉、尿素、碳酸氢钙、过磷酸钙等各种功能调理剂，具有明显的吸铵脱臭、保氧增肥、调节PH和C/N等增效作用。

④利用经发酵腐熟的回料替代接种剂,目前,国内有机肥或基质发酵,通常在发酵前或发酵中期加入接种剂（生物发酵菌剂）,以促进发酵升温,而本发明的应用,经较长时间研发和实践验证,只要严格按照发酵预处理工艺要求,将基质原料经调理和调整后,使各种理化指标符合技术参数,在此前提下添加适量经发酵腐熟的回料（占发酵物总量5％左右）,替代价格昂贵的发效菌接种剂,发酵效果等同,但成本有所降低此乃创新之举。

（3）本发明装置的应用效果优于一般类型的动态和静态发酵装置。

①本发明装置可以层层叠加和联体组合,基质发酵优势明显,仅发酵高度而论,单体装置高1.6m，3只叠加为一组,发酵高度即为4.8m,超过理论值（1.2-2m）的发酵高度,大于一般发酵装备类型发酵高度的2-3倍,也就是说用同等的占地面积,不同类型的发酵装置其发酵量即有2-3倍之差。

②一般发酵装置需在室内发酵，而本发明装置可在露天就地发酵,如时有小雨,还可湿润表面物料有利于发酵,如偶遇持续大雨,即随时覆盖以防过量雨水,露天发酵可节省搭建发酵厂房的投资,降低运作成本。

③本发明装置应用,与机械翻堆通风曝气发酵装备等类型不尽相同,由于本装置在发酵过程中不需要翻动和通风，除进出料阶段需专人操控外,其发酵全过程仅需1人兼管，负责测温和观察,无需专人管控。

④全过程发酵阶段的温度升降幅度平衡稳定有序进行,发酵周期较短,分别为30-36天，明显优于一般类型的发酵装置。

⑤本发明是在自然通风、静止状态下发酵，自原料投入、发酵，到出料的全过程，无三废排放，为清洁生产创造了良好条件。

经过测定，第22批次成品基质的理化指标为：总养分含量3%，有效N、P、K含量7g/kg，干物重0.4g/cm³，总孔隙度65%，容重0.55g/ml，粒径3-4mm，干基质中有机质含量36%，EC值2.5mS/cm，气水比为1：3，pH为6.0。

综上所述，利用本装置进行工农业固体废弃物原料发酵处理，合成农作物营养基质效果很好，可以扩大应用规模。

Claims (10)

1.一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，该装置为钢质栅栏式框架结构，由框口（1）、框体（2）、框底（3）三部分组成，其特征在于：该装置还带有夹层（4）和气囱（5）及活动底门（6）；该装置采用网板空心夹层和气囱自然通气，实现一次性免翻料静态发酵、活动底门半自动出料；所述夹层（4）是在装置中间设置了间隔50-80mm的双面镀锌钢丝网板，将装置分隔成2-4个料仓，形成空心通气层；所述气囱（5）是在装置被分隔成的料仓中，设置4-6个贯穿框口（1）与框底（3）的空心透气圆柱体孔；所述活动底门（6）是在装置底部，设置了两扇活动门，方便出料；所述框口（1）为发酵物料的投入口，框口（1）四周为边框（1-1）、四角设有加强板（1-2），用于增加装置强度及叠加装置时的稳定性，框口（1）中间设有2根间隔50-80mm的方管（1-3），用作夹层（4）镀锌钢丝网板骨架的上边框，两根方管（1-3）之间采用4根拉筋（1-4）连接，增加夹层（4）网板骨架的强度，防止受力变形；框体（2）由ABCD四个面和夹层（4）组成，四个面及夹层（4）两个面内侧都蒙有镀锌钢丝网（7），防止发酵物料外溢；AB两个面的上边框（1-1）设有吊把（2-1）；AB两个面左右边框（2-2）中间设有立柱（2-3），上下边框（1-1）、左右边框（2-2）及中间立柱（2-3）均采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成，上下边框（1-1）之间及左右边框（2-2）与立柱（2-3）之间设有田字型结构的加强筋（2-4）；CD两个面的边框（1-1，2-2）采用100mm×100mm×3mm的方铁管焊接而成，左右边框（2-2）之间也设有2根间隔50-80mm的方管，用作夹层（4）镀锌钢丝网骨架的侧边框（2-5），左右边框（2-2）的中间位置与2根侧边框（2-5）中间位置也设有加强筋（2-6），上下边框（1-1）的左右两个边框（2-2）与左右2根侧边框（2-5）的中间位置也分别设有加强筋（2-7），形成两个田字型结构；框底（3）由两块活动底门（6）组成，活动底门（6）由底边框（3-1）、加强筋（3-2）、镀锌网板（3-3）及铰链（3-4）组成，两块活动底门（6）的相邻边框（3-1）通过铰链（3-4）分别与装置中间2根间隔50-80mm空心夹层（4）骨架的下边框（3-5）连接，形成可以活动的结构，能在出料时与框体（2）的下边框（1-1）四周脱离，AB两个面的底边框（3-1）各设有3个插销（3-6），可以实现与框体（2）AB两个面下边框（1-1）的锁定与分离；出料时，打开插销（3-6），采用吊车吊住4个吊把（2-1），将装置慢慢吊起，由于物料的重力作用，两块活动底门（6）自然向下开启，物料从装置底部自然流出；两块活动底门（6）可以向下开启到60°夹角位置；相邻两个插销（3-6）之间还设有定滑轮（3-7），可以在出料后使两块活动底门（6）恢复成平面，形成装置的底，供装置下一次装料使用。

2.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述的框口（1）为正方形或者长方形，边长200-400mm。

3.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述边框（1-1）采用100mm×100mm×3mm的方管焊接而成；所述加强板（1-2）为3-4mm厚度的钢板，制作呈直角三角形，其直角及两条直角边对应焊接在框口（1）四角的边框（1-1）上；所述方管（1-3）规格为 40mm×40mm×3mm；所述拉筋（1-4）采用规格40mm×40mm×3mm，长度50-80mm的方管焊接而成。

4.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述夹层（4）是采用密度10-20目的镀锌钢丝网焊接在方管骨架上，两块网板间隔50-80mm，形成空心夹层；所述气囱（5）是采用密度10-20目的镀锌钢丝网制作成直径150-200mm的圆柱体，该圆柱体口与底分别与框口（1）、框底（3）连接。

5.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述框体（2）为长方体，长300-400mm、宽200-300mm，高150-180mm；所述镀锌钢丝网（7）密度为10-20目。

6.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述吊把（2-1）采用厚度15-30mm的钢板制作而成，焊接在AB两个面上边框（1-1）的内侧。

7.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述加强筋（2-4，2-6，2-7）均采用规格为 40mm×40mm×3mm方管焊接而成；所述侧边框（2-5）为40mm×40mm×3mm规格的方管。

8.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述底边框（3-1）采用40mm×40mm×3mm规格的方管，加强筋（3-2）采用25mm×25mm×3mm规格的方管；所述镀锌网板（3-3）采用孔径4-6mm的镀锌钢丝网焊接在底边框（3-1）、加强筋（3-2）上。

9.根据权利要求1所述的一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置，其特征在于：所述夹层（4）骨架的下边框（3-5）为 40mm×40mm×3mm规格的方管；所述铰链（3-4）为4-6寸不锈钢铰链或者铁质铰链；所述插销（3-6）为铁质材料自制而成；所述定滑轮（3-7）采用尼龙或者钢制滚轮或者轴承 。

10.权利要求1所述一种带有夹层和气囱及活动底门的基质发酵装置的应用。