CN108276039A - 一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体有机肥的发酵领域，具体公开一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法及其装置。本发明通过在发酵过程中控制搅拌转速、固体物料的含水率、上中下层物料的含氧比例、物料的发酵温度、物料的粒度、C/N比等参数，通过本发明工艺步骤及装置，可使废料中的有机体完全腐熟，并且在发酵过程中加入的发酵菌种，因而本有机肥肥效强，同时经发酵后的有机肥，没有臭味，肥料营养成分更加丰富，含有丰富的碳、磷和氮元素以及多种微量元素，生产过程污染少，对环境影响小，变废为宝。
Description
技术领域：
本发明属于固体有机肥的发酵领域，具体涉及一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法及其装置。
背景技术：
农作物在生长的过程中主要需要的营养为氮磷钾等元素，而泥土在长期的种植过程中会发生营养流失的问题，因此为土地施肥，也就是为土地补充氮磷钾元素，从而增加作物的产量。在种植的过程中，化学化肥发挥了非常重要的作用，但随着化肥施用的频繁及单一的使用，也给土壤环境带来了不利的影响。土壤在缺乏充足的有机质的条件下，土壤的颗粒结构难以形成，土壤之间的粘附力难以形成，继而土壤的保水能力逐渐降低。为解决这一问题，有机肥应运而生。
有机肥一般由动植物废弃物、植物残体加工而来，消除了其中的有毒有害物质，富含大量有益物质，包括多种有机酸、肽类以及包括氮、磷、钾在内的丰富的营养元素，不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，是绿色食品生产的主要养分。
固体有机肥发酵方式很多，可利用沼气行业和工农业等的固体残渣生产固体有机肥，但受多方面的影响，制作成品有机肥的发酵周期相对较长，若采用堆肥，时间达30～40天，且肥料的腐熟度低，严重影响有机肥的品质和适用范围相对变窄。
发明内容：
根据现在技术存在的不足，本发明提供一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法及其装置。
本发明的技术方案如下：
一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，包括以下步骤：
(1)将物料粉碎后通过斗式提升机输送至仓式发酵罐中，物料在仓式发酵罐中进行好氧发酵，控制发酵温度为50～65℃，搅拌转速为2～8转/分钟，物料在发酵罐中的高度为1/2～2/3；
(2)通过加湿液喷雾器将加湿液均匀喷在物料固体发酵物上，从而控制固体发酵物的含水率为50～55％，当温度超过55℃时，停止喷雾加湿，同时控制物料的pH值为7～7.5；
(3)通过增氧风机通风进行增氧，控制料层上：中：下部的含氧比例为30％：50％：20％，发酵3-5天后，将发酵好的有机固体肥通过螺旋出料机输送至库房。
步骤(1)中，所述的物料是按照固体残渣：桔杆：锯木为(5～7)：(2～4)：(1～3)的质量比例进行混合，所述的固体残渣是来源于城市垃圾、餐厨垃圾、畜牧业固体粪便、农业生产残留物、产沼气后的固体残渣。
步骤(1)中将物料通过斗式提升机输送至仓式发酵罐之前，控制物料含水率为30～40％，控制物料C/N为30～40％，并将物料进入粉碎机，粉碎成粒度为2～5cm。发酵实际需要的含水率为50～55％，此处含水率控制在30～40％是为保证斗式提升机输送物料的畅通，此处物料的含水率若超过40％，物料可能结团、板结；控制进入发酵罐的物料C/N为30～40％，利于微生物的生长，若C/N过高，微生物受氮源限制，导致有机物分解速率降低，若C/N过低，氮会以氨的形式逸散，从而抑制微生物的生长。
步骤(1)中当发酵温度为50～55℃时，控制搅拌转速为6～8转/分钟；当发酵温度为55～60℃时，控制搅拌转速为4～6转/分钟；当发酵温度为60～65℃时，控制搅拌转速为2～4转/分钟。
步骤(1)中选择的好氧发酵菌种为枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆、嗜热侧孢霉菌中的一种或多种组合，好氧发酵菌种的加入量为物料质量的0.1～0.2‰。
步骤(1)中通过空气加热器控制发酵温度，空气加热器主要用于对空气进行加热，当物料进入发酵罐的初期，通过空气加热器控制进入的空气温度为45～50℃，当物料温度达到45℃时，停止加热，待好氧菌发酵；当温度超过60℃时，控制空气温度为65～70℃，便于杀灭病原微生物和植物种子，同时达到物料干燥的目的，干燥后的物料含水率为30％以下。
步骤(2)中加湿液为人、畜的尿液和石灰水的混合液，混合质量比例为(6～8)：(2～4)，pH值为8～8.5。
步骤(3)中增氧量为：10～12.5m3空气/1m3固体物料，发酵好的物料通过螺旋出料机出料至库房，并保留总质量的1/5～2/5的物料在发酵罐中，便于下次接种。
一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的装置：包括粉碎机7、斗式提升机5、仓式发酵罐2、加湿液喷雾器1、螺旋出料机4，所述的粉碎机与斗式提升机的下部连接，所述的斗式提升机与仓式发酵罐的顶部连接，所述的加湿液喷雾器与仓式发酵罐的顶部连接，所述的螺旋出料机与仓式发酵罐的下部连接。
上述装置还包括增氧风机3、空气加热器6，所述的空气加热器与仓式发酵罐的下部连接，所述的增氧风机与空气加热器相连接。
主要操作过程：发酵前的固体物料由于粒度不均匀，通过7将其粉碎，同时将粉碎后的固体料通过5输送至2顶部，顶部进料。待固体料在2中料位一定时，启动搅拌，同时将混合加湿液通过1均匀加入2中，同时调节2中物料的水分含量，空气通过3，同时利用6进行调温，控制2中的物料发酵温度，2中发酵合格的物料通过4输送至库房，在3对2增氧的过程中，产生的尾气从2的顶部出去，进入尾气吸顶系统。
有益效果
本发明通过在发酵过程中主要控制搅拌转速、固体物料的含水率、上中下层物料的含氧比例、物料的发酵温度、物料的粒度、C/N比等参数，通过本发明工艺步骤，可使废料中的有机体完全腐熟，并且在发酵过程中所加入的发酵菌种大量繁殖，因而本有机肥肥效强，同时经发酵后的有机肥，没有臭味，肥料营养成分更加丰富，含有丰富的碳、磷和氮元素以及多种微量元素。生产过程污染少，对环境影响小，变废为宝。
一般的堆肥时间为10-15天，本发明采用好氧发酵方式，缩短了仓式发酵制有机肥的周期，同时提高肥料的腐熟度，有机肥腐熟度达85％以上，同时达到有机肥发酵和干燥的目的。本发明占地小，较堆肥可节约用地80％以上，能减少环境污染、创造良好的经济和社会效益。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图；
图中标记：1：加湿液喷雾器；2：仓式发酵罐；3：增氧风机；4：螺旋出料机；5：斗式提升机；6：空气加热器；7：粉碎机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定于本发明。
实施例1
一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，包括以下步骤：
(1)将物料粉碎后通过斗式提升机输送至仓式发酵罐中，物料在仓式发酵罐中进行好氧发酵，控制发酵温度为50℃，搅拌转速为2转/分钟，物料在发酵罐中的高度为1/2；
(2)通过加湿液喷雾器将加湿液均匀喷在物料固体发酵物上，从而控制固体发酵物的含水率为50％，当温度超过55℃时，停止喷雾加湿，同时控制物料的pH值为7；
(3)通过增氧风机通风进行增氧，控制料层上：中：下部的含氧比例为30％：50％：20％，发酵3天后，将发酵好的有机固体肥通过螺旋出料机输送至库房。
步骤(1)中，所述的物料是按照固体残渣：桔杆：锯木为5：2：1的质量比例进行混合，所述的固体残渣是来源于城市垃圾、餐厨垃圾、畜牧业固体粪便、农业生产残留物、产沼气后的固体残渣。
步骤(1)中将物料通过斗式提升机输送至仓式发酵罐之前，控制物料含水率为30％，控制物料C/N为30％，并将物料进入粉碎机，粉碎成粒度为2cm。发酵实际需要的含水率为50～55％，此处含水率控制在30％是为保证斗式提升机输送物料的畅通，此处物料的含水率若超过40％，物料可能结团、板结；控制进入发酵罐的物料C/N为30％，利于微生物的生长，若C/N过高，微生物受氮源限制，导致有机物分解速率降低，若C/N过低，氮会以氨的形式逸散，从而抑制微生物的生长。
步骤(1)中选择的好氧发酵菌种为枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆、嗜热侧孢霉菌中的一种或多种组合，好氧发酵菌种的加入量为物料质量的0.1‰。
步骤(2)中加湿液为人、畜的尿液和石灰水的混合液，混合质量比例为(6～8)：(2～4)，pH值为8～8.5。
步骤(3)中增氧量为：10～12.5m3空气/1m3固体物料，发酵好的物料通过螺旋出料机出料至库房，并保留总质量的1/5～2/5的物料在发酵罐中，便于下次接种。
实施例2
一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，包括以下步骤：
(1)将物料粉碎后通过斗式提升机输送至仓式发酵罐中，物料在仓式发酵罐中进行好氧发酵，控制发酵温度为60℃，搅拌转速为4转/分钟，物料在发酵罐中的高度为2/3；
(2)通过加湿液喷雾器将加湿液均匀喷在物料固体发酵物上，从而控制固体发酵物的含水率为53％，当温度超过55℃时，停止喷雾加湿，同时控制物料的pH值为7.2；
(3)通过增氧风机通风进行增氧，控制料层上：中：下部的含氧比例为30％：50％：20％，发酵4天后，将发酵好的有机固体肥通过螺旋出料机输送至库房。
步骤(1)中，所述的物料是按照固体残渣：桔杆：锯木为6：3：2的质量比例进行混合，所述的固体残渣是来源于城市垃圾、餐厨垃圾、畜牧业固体粪便、农业生产残留物、产沼气后的固体残渣。
步骤(1)中将物料通过斗式提升机输送至仓式发酵罐之前，控制物料含水率为30～40％，控制物料C/N为30～40％，并将物料进入粉碎机，粉碎成粒度为2～5cm。发酵实际需要的含水率为50～55％，此处含水率控制在30～40％是为保证斗式提升机输送物料的畅通，此处物料的含水率若超过40％，物料可能结团、板结；控制进入发酵罐的物料C/N为30～40％，利于微生物的生长，若C/N过高，微生物受氮源限制，导致有机物分解速率降低，若C/N过低，氮会以氨的形式逸散，从而抑制微生物的生长。
步骤(1)中选择的好氧发酵菌种为枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆、嗜热侧孢霉菌中的一种或多种组合，好氧发酵菌种的加入量为物料质量的0.2‰。
步骤(1)中可通过空气加热器控制发酵温度，空气加热器主要用于对空气进行加热，当物料进入发酵罐的初期，通过空气加热器控制进入的空气温度为45～50℃，当物料温度达到45℃时，停止加热，待好氧菌发酵；当温度超过60℃时，控制空气温度为65～70℃，便于杀灭病原微生物和植物种子，同时达到物料干燥的目的，干燥后的物料含水率为30％以下。
步骤(2)中加湿液为人、畜的尿液和石灰水的混合液，混合质量比例为(6～8)：(2～4)，pH值为8～8.5。
步骤(3)中增氧量为：10～12.5m3空气/1m3固体物料，发酵好的物料通过螺旋出料机出料至库房，并保留总质量的1/5～2/5的物料在发酵罐中，便于下次接种。
实施例3
一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，包括以下步骤：
(1)将物料粉碎后通过斗式提升机输送至仓式发酵罐中，物料在仓式发酵罐中进行好氧发酵，控制发酵温度为65℃，搅拌转速为8转/分钟，物料在发酵罐中的高度为2/3；
(1)通过加湿液喷雾器将加湿液均匀喷在物料固体发酵物上，从而控制固体发酵物的含水率为55％，当温度超过55℃时，停止喷雾加湿，同时控制物料的pH值为7.5；
(2)通过增氧风机通风进行增氧，控制料层上：中：下部的含氧比例为30％：50％：20％，发酵5天后，将发酵好的有机固体肥通过螺旋出料机输送至库房。
步骤(1)中，所述的物料是按照固体残渣：桔杆：锯木为7：4：3的质量比例进行混合，所述的固体残渣是来源于城市垃圾、餐厨垃圾、畜牧业固体粪便、农业生产残留物、产沼气后的固体残渣。
步骤(1)中将物料通过斗式提升机输送至仓式发酵罐之前，控制物料含水率为30～40％，控制物料C/N为30～40％，并将物料进入粉碎机，粉碎成粒度为2～5cm。发酵实际需要的含水率为50～55％，此处含水率控制在30～40％是为保证斗式提升机输送物料的畅通，此处物料的含水率若超过40％，物料可能结团、板结；控制进入发酵罐的物料C/N为30～40％，利于微生物的生长，若C/N过高，微生物受氮源限制，导致有机物分解速率降低，若C/N过低，氮会以氨的形式逸散，从而抑制微生物的生长。
步骤(1)中当发酵温度为50～55℃时，控制搅拌转速为6～8转/分钟；当发酵温度为55～60℃时，控制搅拌转速为4～6转/分钟；当发酵温度为60～65℃时，控制搅拌转速为2～4转/分钟。
步骤(1)中选择的好氧发酵菌种为枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆、嗜热侧孢霉菌中的一种或多种组合，好氧发酵菌种的加入量为物料质量的0.2‰。
步骤(1)中可通过空气加热器控制发酵温度，空气加热器主要用于对空气进行加热，当物料进入发酵罐的初期，通过空气加热器控制进入的空气温度为45～50℃，当物料温度达到45℃时，停止加热，待好氧菌发酵；当温度超过60℃时，控制空气温度为65～70℃，便于杀灭病原微生物和植物种子，同时达到物料干燥的目的，干燥后的物料含水率为30％以下。
步骤(2)中加湿液为人、畜的尿液和石灰水的混合液，混合质量比例为(6～8)：(2～4)，pH值为8～8.5。
步骤(3)中增氧量为：10～12.5m3空气/1m3固体物料，发酵好的物料通过螺旋出料机出料至库房，并保留总质量的1/5～2/5的物料在发酵罐中，便于下次接种。
一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的装置：包括粉碎机7、斗式提升机5、仓式发酵罐2、加湿液喷雾器1、螺旋出料机4。
所述的粉碎机与斗式提升机的下部连接，所述的斗式提升机与仓式发酵罐的顶部连接，所述的加湿液喷雾器与仓式发酵罐的顶部连接，所述的螺旋出料机与仓式发酵罐的下部连接。
上述装置还包括增氧风机3、空气加热器6，所述的空气加热器与仓式发酵罐的下部连接，所述的增氧风机与空气加热器相连接。
主要操作过程：发酵前的固体物料由于粒度不均匀，通过7将其粉碎，同时将粉碎后的固体料通过5输送至2顶部，顶部进料，待固体料在2中料位一定时，启动搅拌，同时将混合加湿液通过1均匀加入2中，同时调节2中物料的水分含量，空气通过3，同时利用6进行调温，控制2中的物料发酵温度，2中发酵合格的物料通过4输送至库房，在3对2增氧的过程中，产生的尾气从2的顶部出去，进入尾气吸顶系统。
Claims (10)
1.一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将物料粉碎后通过斗式提升机输送至仓式发酵罐中，物料在仓式发酵罐中进行好氧发酵，控制发酵温度为50～65℃，搅拌转速为2～8转/分钟，物料在发酵罐中的高度为1/2～2/3；
(2)通过加湿液喷雾器将加湿液均匀喷在物料固体发酵物上，从而控制固体发酵物的含水率为50～55％，当温度超过55℃时，停止喷雾加湿，同时控制物料的pH值为7～7.5；
(3)通过增氧风机通风进行增氧，控制料层上：中：下部的含氧比例为30％：50％：20％，发酵3-5天后，将发酵好的有机固体肥通过螺旋出料机输送至库房。
2.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的物料是按照固体残渣：桔杆：锯木为(5～7)：(2～4)：(1～3)的质量比例进行混合，所述的固体残渣是来源于城市垃圾、餐厨垃圾、畜牧业固体粪便、农业生产残留物、产沼气后的固体残渣。
3.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(1)中将物料通过斗式提升机输送至仓式发酵罐之前，控制物料含水率为30～40％，控制物料C/N为30～40％，并将物料进入粉碎机，粉碎成粒度为2～5cm。
4.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(1)中当发酵温度为50～55℃时，控制搅拌转速为6～8转/分钟；当发酵温度为55～60℃时，控制搅拌转速为4～6转/分钟；当发酵温度为60～65℃时，控制搅拌转速为2～4转/分钟。
5.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(1)中选择的好氧发酵菌种为枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢杆、嗜热侧孢霉菌中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(1)中通过空气加热器控制发酵温度，空气加热器用于对空气进行加热，当物料进入发酵罐的初期，通过空气加热器控制进入的空气温度为45～50℃，当物料温度达到45℃时，停止加热，待好氧菌发酵；当温度超过60℃时，控制空气温度为65～70℃，便于杀灭病原微生物和植物种子，同时达到物料干燥的目的，干燥后的物料含水率为30％以下。
7.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(2)中加湿液为人、畜的尿液和石灰水的混合液，混合质量比例为(6～8)：(2～4)，pH值为8～8.5。
8.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的方法，其特征在于：步骤(3)中增氧量为：10～12.5m3空气/1m3固体物料，发酵好的物料通过螺旋出料机出料至库房，并保留总质量的1/5～2/5的物料在发酵罐中，便于下次接种。
9.根据权利要求1所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的装置，其特征在于：包括粉碎机(7)、斗式提升机(5)、仓式发酵罐(2)、加湿液喷雾器(1)、螺旋出料机(4)，所述的粉碎机与斗式提升机的下部连接，所述的斗式提升机与仓式发酵罐的顶部连接，所述的加湿液喷雾器与仓式发酵罐的顶部连接，所述的螺旋出料机与仓式发酵罐的下部连接。
10.根据权利要求9所述的一种提高仓式发酵固体有机肥腐熟度的装置，其特征在于：上述装置还包括增氧风机(3)、空气加热器(6)，所述的空气加热器与仓式发酵罐的下部连接，所述的增氧风机与空气加热器相连接。
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