CN107827509A - 一种固肥‑液肥一体化生产设施及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固肥‑液肥一体化生产设施及生产方法。一种固肥‑液肥一体化生产设施，包括好氧堆肥仓和厌氧发酵室。其中，好氧堆肥仓侧开有通风口，底部铺有通风管路，堆肥仓内置温度传感器，通风管路与堆肥仓外的鼓风机相连，管道上铺有多孔填充料，鼓风机开关由温度和时间共同调控向堆肥仓内通风。堆肥仓顶部设有透光板，堆肥层顶部覆盖有吸热布，对堆体起到一定的加热和保温作用。厌氧发酵室通过进料管与好氧堆肥仓相连，堆肥过程中产生的渗滤液将通过进料管进入厌氧发酵室，进过发酵后可作为液体肥料或微生物接种物喷洒在堆肥层上。本发明实现了利用改进的闲置户用沼气池生产肥料的功能，既利用节约了资源，也保护了环境。

Description

一种固肥-液肥一体化生产设施及生产方法

技术领域

本发明提供了一种好氧堆肥与厌氧发酵耦合处理农村农业废弃物和农村有机生活垃圾的方法，属于废物资源化利用技术领域，具体涉及了一种固肥-液肥一体化生产设施及生产方法。

背景技术

随着农作物亩产的逐年提高，化肥和农药的施用量也大幅增加。但是，过量使用化肥和农药也给生态环境造成了不可逆转的破坏。因此，化肥和农药的减量使用势在必行。而有机肥由于生产效率和成本的原因一直未在农村替代化肥大规模施用。与此同时，农村生活垃圾与农业废弃物的产生量却逐年增多，超过处理能力外的垃圾又会对环境产生污染。为了应对日益突出的环境问题，各种有机废物资源化、无污染化处理成为农村与农业生态环境研究的新热点。

好氧堆肥方式是生产有机肥的一种重要方式。利用好氧微生物在氧气充足的条件下，将有机垃圾中的大分子有机物转化为可供农作物吸收的小分子物质，既生产了肥料也降解了废物。但是传统的露天条垛式堆肥过程中会产生恶臭和渗滤液，对环境造成了二次污染。对此，中国专利文献CN 106116734A公开了一种有机固体废弃物的好氧堆肥装置及好氧堆肥方法。其建立了一个堆肥仓，内设炉排式进料装置，螺杆挤压脱水装置等，有机废弃物在仓内进行连续式的动态好氧堆肥。通过对原料的连续翻动和渗滤液的循环利用，解决了堆肥过程中对环境造成的二次污染提高了效率。但是，采用这种方式会消耗大量的电能，对量少户小的农户来说成本太高。

为解决动态好氧堆肥过程中耗能高、占地大的缺点，中国专利文献CN 103539494B公开了一种仓式污泥好氧堆肥方法。具体做法是，在发酵仓底部的孔板盖上均匀铺设有聚氯乙烯材质的球形悬浮料，然后将污水处理厂的脱水污泥和锯末混匀后注入发酵仓内，并通过控制通风量来控制堆肥过程。通过这种做法大大节约了能源的消耗，同时间歇式的通风也保证了好氧微生物对氧气的需求。但是在农户家中新建发酵仓的做法并没有必要。

户用沼气池作为一种利用农作物秸秆、畜禽粪便等有机废弃物厌氧发酵获得沼气能源的装置曾在农村得到了大力地推广。据有关方面调查，仅2011年底农村户用沼气池保有量就超过了四千万户。但随着我国城市化步伐的加快，农村劳动力大量外流等因素，许多户用沼气池遭到了弃用或闲置。因此，对现有的户用沼气池加以结构上的改进以满足堆肥需求将会带来很大的经济和环境效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服了上述堆肥过程耗能高、建设成本大、对环境造成二次污染的不足，提供一种新型的、利用农村现有沼气池生产固肥-液肥的生产设施，实现高效快速处理难降解有机质，同时生产有机肥料的目的。

本发明的技术原理：

一种固肥-液肥一体化生产设施，即利用农户庭院中闲置的沼气池作为生产肥料的设施，将沼气池原先的进料口和酸化间加以改造使之转变为好氧堆肥的堆肥仓，在鼓风机的通风作用下原料不断进行好氧分解，最后产生有机固体肥料。好氧堆肥过程中产生的渗滤液通过进料管进入厌氧发酵室，在这里渗滤液进行厌氧消化，产生的沼气通过户用沼气管网可供农户炊事，产生的沼液既可以作为液肥还田，也可作为微生物接种物撒到堆肥仓内的新鲜原料上。具体为：

本发明的好氧堆肥仓上部修建有倾斜的透光板，可以最大限度的透过阳光接受热量。在堆肥层的上部覆盖有吸热布，一方面吸收热量一方面防止热量的散失，营造最适宜的堆肥温度。堆肥层下部铺设有通风管路，为了保证均匀布气，在管道与堆肥层之间还要放置一层多孔的填充物。通风管路与外界鼓风机相连，鼓风机间歇工作，使之保证在带走最少热量的同时还能满足堆肥过程所需要的氧气，经过堆肥层的废弃通过堆肥仓上部的通风管路排除。另外，堆肥仓的底部为倾斜设计，在底部最低处开设有通向厌氧发酵室的进料管，堆肥过程中产生的渗滤液将将通过进料管进入发酵室进行厌氧发酵。经过一段时间后，将发酵仓内已腐熟好的有机固体肥料取出，即可进行下一批次的堆肥。

本发明的技术方案：

一种固肥-液肥一体化生产设施，包括好氧堆肥仓和厌氧发酵室，所述好氧堆肥仓顶部设有透光板，侧开有通风口，底部铺有通风管路，堆肥仓内置温度传感器，所述通风管路与堆肥仓外的鼓风机相连，管道上铺有多孔填充料，堆肥原料均匀疏松的铺放在在填充料上，堆肥层顶部覆盖有吸热布，所述厌氧发酵室通过进料管与好氧堆肥仓相连；

所述鼓风机开关由控制盒控制，当堆肥层温度超过60℃或通风间歇时间超过30分钟时，鼓风机开始工作，并持续15分钟；

所述好氧堆肥为静态间歇通风式好氧堆肥；

所述堆肥仓顶部设有透光板，透光板与地面呈一定角度以便更好地接收太阳光，堆肥层顶部覆盖有吸热布，既能够吸收透过透光板的阳光也能够对堆肥层起到保温作用；

所述通风管路铺设在堆肥仓底部，通风管路一端与鼓风机相连，另一端为盲端，通风管路的布置必须使各路气体通过堆肥层的路径大致相等，且通风管路的通风口要均匀分布；

所述多孔填充料要均匀覆盖在通风管路上，以达到均匀布气的效果，作为优选，所述多孔填充料采用木屑、刨花等空隙率较大的填充料；

所述堆肥仓底部为倾斜设计，并且进料管开设在堆肥仓底部最低处，进料管入口处设置有滤网，滤网的孔隙应小于所述多孔填充料的料粒粒经；

作为优选，所述通风管路，采用以PVC材质的穿孔管；

作为优选，所述堆肥仓底部的斜面，与水平地面夹角为5~10^。；

作为优选，所述吸热布，采用黑色、多孔透气的材料；

作为优选，所述透光板采用玻璃材质。

一种固肥-液肥一体化生产方法：

在所述堆肥仓的启动阶段，首先将新鲜的木屑均匀的撒在事先铺设在堆肥仓底部的通风管路上，之后再将原料与好氧菌种混合均匀后置入堆肥仓内，最后在堆层上方铺盖吸热布；

启动成功后，堆肥仓内的温度在微生物作用下逐步提升，鼓风机在程序控制下向堆肥仓内间歇式的鼓入空气为发酵提供氧气；

进一步，堆肥过程中产生的渗滤液在重力作用下沉降到堆肥仓底部，顺着仓底斜坡流入进料管中，最终进入厌氧发酵室中进行厌氧发酵过程；

为了达到国家对于堆肥温度和时间的要求，堆肥原料在达到规定堆肥的最低温度（55^。C）后，还要持续最少一周时间，因此每次堆肥时间为2~3周；

所述储存在厌氧发酵室内的渗滤液，在经过充分发酵后不仅可以作为优质的液肥施用，产生的沼气也可通过原先建立的沼气管网为农户的炊事提供能源；另外由于渗滤液中也含有大量的好氧微生物的孢子，因此可以作为微生物接种物喷洒在堆肥原料上加快堆腐过程；

所述堆肥仓上部的透光板可以最大限度的透过阳光在堆肥仓内形成温室，有助于提升堆肥过程温度，所述吸热布一方面起到对堆层的保温吸热作用，另一方面也避免了透过的紫外光对微生物细胞的杀伤作用。

本发明的有益效果：

（1）本发明提供了一种固肥-液肥一体化生产的设施及方法。该设施以户用沼气池为基础，在原先的进料口和酸化间做了部分结构改进，使之适应了好氧堆肥的要求。同时，利用厌氧发酵室和户用沼气管网，解决了堆肥过程中渗滤液和恶臭气体对环境的二次污染，为农户提供了优质的有机固体肥料和液体肥料；

（2）本生产设施具有结构简单、便于操作、能够有效处理农村有机废弃物使之变废为宝、并且保护环境的优点，更重要的是利用农户庭院中闲置或废弃的沼气池作为生产肥料的设施，节约并利用了资源，在实际生产中具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的一种固肥-液肥一体化生产设施的结构示意图（1-1剖视图），图2是本发明的一种固肥-液肥一体化生产设施的结构示意图（俯视图），图3是好氧堆肥仓的剖面图。

图中：1.厌氧发酵室，2.进料管，3.通风管路，4.多孔填充料，5.好氧堆肥仓，6.温度传感器，7.透气吸热布，8.透光板，9.天窗盖，10.贮气室，11.地面，12.水压间，13.出料通道，14.鼓风机，15控制器，16.滤网，17.通风口，18.贮肥间。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一：

一种固肥-液肥一体化生产设施，包括好氧堆肥仓（5）和厌氧发酵室（1），所述好氧堆肥仓顶部设有透光板（8），侧开有通风口（17），底部铺有通风管路（3），通风管路与堆肥仓外的鼓风机（14）相连，管道上铺有多孔填充料（4），堆肥原料均匀疏松的铺放在在填充料上，堆肥层顶部覆盖有吸热布（7），所述厌氧发酵室通过进料管（2）与好氧堆肥仓相连；

所述鼓风机开关由控制盒（15）控制，当堆肥层温度超过60℃或通风间歇时间超过30分钟时，鼓风机开始工作，并持续15分钟；

所述好氧堆肥，为静态间歇通风式好氧堆肥；

所述堆肥仓顶部设有透光板，透光板与地面呈一定角度以便更好地接收太阳光，堆肥层顶部覆盖有吸热布，既能够吸收透过透光板的阳光也能够对堆肥层起到保温作用；

所述通风管路铺设在堆肥仓底部，通风管路一端与鼓风机相连，另一端为盲端，通风管路的布置必须使各路气体通过堆肥层的路径大致相等，且通风管路的通风口要均匀分布；

所述多孔填充料要均匀覆盖在通风管路上，以达到均匀布气的效果，作为优选，所述多孔填充料采用木屑、刨花等空隙率较大的填充料；

所述堆肥仓底部为倾斜设计，并且进料管开设在堆肥仓底部最低处，进料管入口处设置有滤网（16），滤网的孔隙应小于所述多孔填充料的料粒粒经；

作为优选，所述通风管路，采用以PVC材质的穿孔管；

作为优选，所述堆肥仓底部的斜面，与水平地面夹角为5~10^。；

作为优选，所述吸热布，采用黑色、多孔透气的材料；

作为优选，所述透光板采用玻璃材质。

实施例二：

一种固肥-液肥一体化生产方法（以农作物秸秆为原料）：

首先是对堆肥仓的启动：将新鲜的木屑均匀的撒在事先铺设在堆肥仓底部的通风管路上，之后再将秸秆（切碎至1~3cm左右，同时剔除石块，塑料垃圾等杂物）与好氧菌种混合均匀后置入堆肥仓内，最后在堆层上方铺盖吸热布。

待启动成功后，堆肥仓内的温度在微生物作用下逐步提升，鼓风机在程序控制下向堆肥仓内间歇式的鼓入空气为发酵提供氧气；堆肥仓上部的透光板可以最大限度的透过阳光在堆肥仓内形成温室，有助于提升堆肥过程温度，所述吸热布一方面起到对堆层的保温吸热作用，另一方面也避免了透过的紫外光对微生物细胞的杀伤作用。

进一步，堆肥过程中产生的渗滤液在重力作用下沉降到堆肥仓底部，顺着仓底斜坡流入进料管中，最终进入厌氧发酵室中进行厌氧发酵。储存在厌氧发酵室内的渗滤液，在经过充分发酵后不仅可以作为优质的液肥施用，产生的沼气也可通过原先建立的沼气管网为农户的炊事提供能源；另外由于渗滤液中也含有大量的好氧微生物的孢子，因此可以作为微生物接种物喷洒在堆肥原料上加快堆腐过程。

为了达到国家对于堆肥温度和时间的要求，堆肥原料在达到规定堆肥的最低温度（55^。C）后，还要持续最少一周时间，因此每次堆肥2~3周后即可得到优质的固体有机肥料。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种固肥-液肥一体化生产设施，包括好氧堆肥仓和厌氧发酵室，其特征在于：所述好氧堆肥仓顶部设有透光板，侧开有通风口，堆肥仓内置温度传感器，底部铺有通风管路，所述通风管路与堆肥仓外的鼓风机相连，管道上铺有多孔填充料，堆肥原料均匀疏松的铺放在在填充料上，堆肥层顶部覆盖有吸热布，所述厌氧发酵室通过进料管与好氧堆肥仓相连。

2.根据权利要求1所述的固肥-液肥一体化生产设施，其特征在于：所述堆肥仓顶部设有透光板，透光板与地面呈一定角度以便更好地接收太阳光，堆肥层顶部覆盖有吸热布，既能够吸收透过透光板的阳光也能够对堆肥层起到保温作用。

3.根据权利要求1所述的固肥-液肥一体化生产设施，其特征在于：所述通风管路铺设在堆肥仓底部，通风管路一端与鼓风机相连，另一端为盲端，通风管路的布置必须使各路气体通过堆肥层的路径大致相等，且通风管路的通风口要均匀分布。

4.根据权利要求1所述的固肥-液肥一体化生产设施，其特征在于：所述鼓风机开关由控制盒控制，当堆肥层温度超过60℃或通风间歇时间超过30分钟时，鼓风机开始工作，并持续15分钟。

5.根据权利要求1所述的固肥-液肥一体化生产设施，其特征在于：所述多孔填充料要均匀覆盖在通风管路上，以达到均匀布气的效果，作为优选，所述多孔填充料采用木屑、刨花等空隙率较大的填充料。

6.根据权利要求1所述的固肥-液肥一体化生产设施，其特征在于：所述堆肥仓底部为倾斜设计，并且进料管开设在堆肥仓底部最低处，进料管入口处设置有滤网，滤网的孔隙应小于所述多孔填充料的料粒粒经。

7.一种固肥-液肥一体化生产方法，其特征在于：启动阶段，首先将新鲜的木屑均匀的撒在事先铺设在堆肥仓底部的通风管路上，之后再将原料与好氧菌种混合均匀后置入在如权利要求1所述的堆肥仓内，最后在堆层上方铺盖吸热布；启动成功后，堆肥仓内的温度在微生物作用下逐步提升，鼓风机在程序控制下向堆肥仓内间歇式的鼓入空气为发酵提供氧气；进一步，堆肥过程中产生的渗滤液在重力作用下沉降到如权利要求6所述的堆肥仓底部，顺着仓底斜坡流入进料管中，最终进入厌氧发酵室中进行厌氧发酵；在经过充分发酵后不仅可以作为优质的液肥施用，产生的沼气也可通过原先建立的沼气管网为农户的炊事提供能源，另外由于渗滤液中也含有大量的好氧微生物的孢子，因此可以作为微生物接种物喷洒在堆肥原料上加快堆腐过程。