CN108440026B - 一种畜禽粪尿发酵处理系统及基于该系统的发酵方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种畜禽粪尿发酵处理系统及基于该系统的发酵方法，发酵系统包括封闭的主体、发酵床、储粪池及与储粪池相连的喷淋装置、风机及与风机相连的增气管网和安装在发酵床上的翻耙装置。本发明提供了高质量的有机肥用于农业生产，在养殖业中实现了零排放、无污染、无臭味，且系统运行可完全达到环保部门标准；具有高性价比，按1000头规模，投资约9万元；系统运行时无需人力干涉，能够最大程度的减少人力成本；能够使混合更充分并及时将发酵床中的热量散出同时带出水分，保证了发酵床中发酵的正常进行，避免出现沤床和死床现象；还能根据发酵进行情况通过翻耙装置想发酵床中补充菌液，有效保证发酵的充分进行。

Description

一种畜禽粪尿发酵处理系统及基于该系统的发酵方法
技术领域
本发明涉及畜禽粪尿无害化处理设备领域，尤其涉及一种畜禽粪尿发酵处理系统及基于该系统的发酵方法。
背景技术
我国法律《畜禽规模养殖污染防治条例》和《水污染防治法》提出了对养殖业畜禽粪尿排放的要求，面对卫生环保时候大多数会采用先进技术来降低劳动的投入。目前国内的养殖场都会通过生物发酵来降低畜禽粪尿对环境的污染，但是发酵过程中常常遇到因为对发酵条件控制不当引起大量菌体死亡，出现“死床”现象，具体表现为：气味大、臭味大、板结、不发热、不分解、不发酵等。
发酵过程是微生物相互配合将有机物降解为无机物或腐殖质的过程，发酵时没有氧气的情况下厌氧细菌会产生甲烷、硫化氢、氨气等有臭味的气体。不发热、不分解、不发酵的主要原因是耗氧细菌在缺氧的情况下无法正常繁殖。通过增加氧气，增加细菌存活繁殖力，使耗氧细菌繁殖降解有机物。而引起这些现象的原因多有没有更多的氧气进入发酵床，如发酵床内的水分太大，发酵基质过于紧实，没有来的及翻耙等。现有技术中发酵床无专门进行增氧操作，增氧一般通过翻耙、搅动等操作进行，难以达到发酵床需氧量最低标准(需氧浓度要达到2mg/L以上)，极易发生死床现象。
因此，需要提供一种能够有效解决发酵床死床现象的发酵系统。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种畜禽粪尿发酵处理系统，通过同步进料、翻耙以及及时向发酵床通气以增加发酵床中的含氧量，使耗氧细菌能持续存活提高了发酵的效率，有效地解决了发酵床死床现象。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种畜禽粪尿发酵处理系统，包括上端通过弓形棚顶封闭的主体，棚顶采用透明塑料薄膜制成，主体内设置有凹槽状发酵床，槽底即为发酵进行的场所，主体外设置有用于暂存粪尿的储粪池和向发酵床中提供空气的风机，发酵床上安装有横跨发酵床的翻耙装置，翻耙装置用于对发酵床内的物质进行翻动，发酵床相对两侧设置有供翻耙装置在发酵床上行走的一对导轨；发酵床底安装有与风机连接的增气管网；还包括通过污泥泵与储粪池连接的喷淋装置，污泥泵位于储粪池中；还包括分别用于控制增气管网和喷淋装置的阀门管道组件；
主体外还设置有水箱；主体内还安装有位于棚顶下方的环形输水槽，输水槽出口穿出主体延伸到水箱正上方。
本技术方案中，翻耙装置通过发酵床上的两根导轨在发酵床上往复移动(一去一回计往复1次)，在翻耙装置移动的同时，可通过喷淋装置向发酵床中转移粪尿，通过增气管网向发酵床中增加氧气；在发酵过程中，发酵床中蒸发的水蒸气上升至棚顶凝结成水沿棚顶向下流进环形输水槽中，进而排出主体外。
进一步地，翻耙装置包括分别滑动安装在两根轨道上的行走安装座，行走安装座内水平设置有电机，电机转轴连接有转动杆，电机同时驱动安装座在轨道上滑动和转动杆转动，转动杆径向安装有若干带弧形导流槽的耙钉，导流槽出口远离转动杆，耙钉始终与发酵床底部具有较小距离而不会触及发酵床底部。
进一步地，发酵床底部凹陷设置有若干平行分别于发酵床底部的安装槽，增气管网包括安装在发酵床外一侧的主管道和若干安装在安装槽中的增气管，增气管一端与主管道连通，另一端连接有第一毛细管；主管道一端与风机连接，另一端封闭，增气管上竖直向下连接有若干第二毛细管；第二毛细管下端出口水平设置以保护第二毛细管不易被发酵床中物质所堵塞；更进一步地，第一毛细管内径为1～2mm，第二毛细管内径为1mm。
进一步地，每个行走安装座上竖直安装有一根支撑杆，两支撑杆上端安装有连接横管；喷淋装置包括喷淋管，喷淋管设置在翻耙装置前方，喷淋管上设置有若干喷头；喷淋管与连接横管连通且形成回路，连接横管与储粪池连通，特别地，喷淋管为U型结构，两端与连接横管相连，中间向前延伸以使其设置喷头的部分能位于翻耙装置前方；
其中，喷头对准导流槽非出口端，其喷出物直接进入导流槽，沿导流槽流进发酵床中，同时喷出物还能对导流槽进行清理，防止耙钉上沉积污物。
进一步地，还包括内部设置有与连接横管连通的增压泵的菌液存储箱，菌液存储箱中存放有厌氧发酵菌和有氧发酵菌菌液，这样实现了通过连接横管向喷淋管供菌液，菌液在增压泵的作用下通过喷淋管进入发酵床；特别地，增压泵流量可调节，以实现调节菌液添加量的多少，根据基质垫料的多少、粪尿处理量大小以及畜禽种类等的不同，菌液添加量为50～300g/m3(与基质垫料比例)。
进一步地，阀门管道组件包括分别设置在污泥泵出口端、增压泵出口端和风机出口端的单向阀，单向阀的设置能避免发生倒流。
本发明还提供了使用上述系统进行发酵的方法，包括以下步骤：
S1：在发酵床中加入厚度为50～120cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床上行走；增压泵将菌液储存箱中的菌液以高压方式泵入喷淋管中，通过喷头进入发酵床与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床一端行走至发酵床另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管上的喷头将储粪池中的粪尿转移至发酵床，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床中通入空气；翻耙装置在发酵床上往复2～6次后，关闭电机、风机及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
进一步地，在畜禽生长周期内，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作；
S3中通入空气操作；
更进一步地，S2执行频次为1～3次/天；S3执行频次为3～24次/天。
在畜禽出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
进一步地，按重量计，基质垫料包括2～5份锯末和1～3份谷壳，其中基质垫料为粪尿发酵进行的载体，且向发酵用厌氧发酵菌和有氧发酵菌提供碳源。
与现有的技术相比，本发明有以下有益之处：
1)经过本发明处理的畜禽粪尿能够转化成高质量的生物有机肥用于农业生产，在养殖业中实现了零排放、无污染、无臭味，且系统运行可完全达到环保部门标准(将高污染粪尿通过发酵转化成高质量的生物有机肥)。
2)具有高性价比，按1000头规模，投资约9万元(仅为传统厌氧--曝氧生化--氧化糖模式投资额的20％左右)，且占地面积较小(1000头规模仅需150平方米左右)；
3)系统运行时无需人力干涉，能够最大程度的减少人力成本，同时还能提高发酵进行的效率，且发酵周期内无需对发酵床进行清理；
4)系统运行过程中定时对发酵床进行充分翻动，翻动同时通过风机从发酵床底部进行空气(氧气)补充，能够使得空气跟基质垫料实现充分接触，且增气的位置覆盖整个发酵床底部，能防止出现氧气死角；以及在供粪尿/菌液/增气时对发酵基座垫料进行翻动，能够使混合更充分并及时将发酵床中的热量散出(保证温度稳定在45℃到70℃之间)，随热量散出带出水分，保证发酵床中有发酵的正常进行，避免出现死床现象；
5)还能根据发酵进行情况通过翻耙装置向发酵床中补充菌液，有效保证发酵的充分进行。
附图说明
图1为本发明的实施例的结构示意图；
图2为本发明的实施例的主管道和增气管分布示意图；
图3为本发明的实施例的增气管与第一毛细管和第二毛细管的结构示意图；
图4为本发明的实施例的耙钉结构示意图。
图中：棚顶1、主体2、输水槽3、发酵床4、储粪池5、风机6、行走安装座7、转动杆8、耙钉9、导流槽10、支撑杆11、连接横管12、喷淋管13、菌液存储箱14、增气管15、第二毛细管16、主管道17、第一毛细管18、安装槽19、水箱20。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1至图4，一种畜禽粪尿发酵处理系统，包括上端通过弓形棚顶1封闭的主体2，棚顶1采用透明塑料薄膜制成，塑料薄膜能使发酵进行过程中产生的水汽发生凝结，变成水通过输水槽3离开主体2，这样能避免其重新回到发酵床4中，一定程度较小了发酵床4的负荷；主体2内设置有凹槽状发酵床4，槽底即为发酵进行的场所，主体2外设置有用于暂存粪尿的储粪池5和向发酵床4中提供空气(氧气)的风机6，发酵床4上安装有横跨发酵床4的翻耙装置，翻耙装置用于对发酵床4内的物质进行翻动，发酵床4相对两侧设置有供翻耙装置在发酵床4上行走的一对导轨(未示出)；发酵床4底安装有与风机6连接的增气管网；还包括通过污泥泵(未示出)与储粪池5连接的喷淋装置，污泥泵位于储粪池5中；还包括分别用于控制增气管网和喷淋装置的阀门管道组件；
主体2外还设置有水箱20；主体2内还安装有位于棚顶1下方的环形输水槽3，输水槽3出口穿出主体2延伸到水箱20正上方。
上述实施例中，翻耙装置通过发酵床4上的两根导轨在发酵床4上往复移动(一去一回计行走1次)，在翻耙装置移动的同时，可通过喷淋装置向发酵床4中转移粪尿，通过增气管网向发酵床4中增加氧气，这样能够使粪尿与基座垫料、菌液以及空气(氧气)更均均地混合；在发酵进行的过程中，细菌产热使发酵床4温度升高，发酵床4中的水将被蒸发，发酵床4中蒸发的水蒸气上升至棚顶1凝结成水沿棚顶1向下流进环形输水槽3中，进而排出主体21外，这样能够保证发酵床4中添加粪尿的同时，向主体2外转移水分，有利于细菌对粪尿及基质垫料的持续发酵。
优选地，翻耙装置包括分别滑动安装在两根轨道上的行走安装座7，行走安装座7内水平设置有电机(未示出)，电机转轴连接有转动杆8，电机同时驱动行走安装座7在轨道上滑动和转动杆8转动，(其中同时驱动通过链条(未示出)或齿轮(未示出)等连接电机转轴和行走安装座7实现)转动杆8径向安装有若干带弧形导流槽10的耙钉9，其中导流槽10纵截面为弧形；导流槽10出口远离转动杆8，耙钉9始终与发酵床4底部具有较小距离而不会触及发酵床4底部而相互产生影响，且耙钉9离发酵床4底距离越小，翻动效果越好，能够更充分地对发酵床4中的基质垫料、粪尿、菌液及空气进行混合。
优选地，每个行走安装座7上竖直安装有一根支撑杆11，两支撑杆11上端安装有连接横管12；
喷淋装置包括喷淋管13，喷淋管13设置在翻耙装置前方，喷淋管13上设置有出口对准转动杆8下方耙钉9的喷头(未示出)，且喷头对准导流槽10非出口端，其喷出物直接进入导流槽10，沿导流槽10流进发酵床4中，同时高压(增压泵或污泥泵提供高压)的喷出物还能对导流槽10进行清理，防止耙钉9上沉积污物，避免耙钉9被锈蚀以及产生恶臭，特别地，喷淋管13为U型结构，两端与连接横管12相连，中间向前延伸以使其设置喷头的部分能位于翻耙装置前方，其中U型结构的设置能避免喷淋管13对耙钉9造成阻挡等影响；导流槽10从非出口端到出口端逐渐变小，这样能使喷头喷出物在导流槽10中往下流时发生溢出，以实现喷出物对耙钉9其他部位的覆盖(耙钉9的转动会加速喷出物对其他部位的覆盖)，同时这样能加速喷出物离开耙钉9；喷淋管13与连接横管12连通且形成回路，连接横管12与储粪池5连通，这样设置实现了利用连接横管12向喷淋管13供粪尿。
优选地，还包括内部设置有与连接横管12连通的增压泵(未示出)的菌液存储箱14，菌液存储箱14中存放有厌氧发酵菌和有氧发酵菌菌液，这样实现了通过连接横管12向喷淋管13和增气管15供菌液，增压泵能以高压的方式将菌液泵入连接横管12，进而通过喷淋管13上的喷头进入发酵床4以实现菌液、粪尿和空气的充分混合。
优选地，发酵床4底部凹陷设置有若干平行分别于发酵床4底部的安装槽19，增气管网包括安装在发酵床4外一侧的主管道17和若干安装在安装槽19中的增气管15，增气管15一端与主管道17连通，另一端连接有第一毛细管18，第一毛细管18位于安装槽19内；主管道17一端与风机6连接，另一端封闭；增气管15上竖直向下连接有若干第二毛细管16，第二毛细管16下端与安装槽19存在一定间隙以使安装槽19不影响第二毛细管16的增气功能；第二毛细管16下端出口水平设置以保护第二毛细管16不易被发酵床4中物质所堵塞，第二毛细管16上端插入增气管15内；更进一步地，第一毛细管18内径为1～2mm，第二毛细管16内径为1mm，特别地，第一毛细管18和第二毛细管16的内径均能防止杂物进入，当第二毛细管16被小于1mm的杂质阻塞时，通过增加增气管15中气流的强度，即可将第二毛细管16中的杂质从其中拉入增气管15，通过第一增气管18离开增气管网；当第一毛细管18中进入杂质，则不会影响增气管网的正常功能(因为增气功能主要有第二毛细管16实现)，特别地，通过增加气流强度同样能将第一毛细管18中的杂质吹出增气管网。
以养鸡为例，本实施例还提供了使用上述系统进行发酵的方法，包括以下步骤：
S1：在发酵床4中加入厚度为50cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走1次(菌液存储箱14体积一定，通过调节增压泵流量实现在翻耙装置行走过程中将菌液均匀混入基质垫料中)；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复2次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在鸡生长周期内(2个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天1次)；
S3中通入空气操作(每天3次)；
在鸡出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括2份锯末和1份谷壳。
实施例2
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例1，具体不同之处在于：
以养猪为例，本实施例还提供了使用上述系统进行发酵的方法，包括以下步骤：
S1：在发酵床4中加入厚度为50cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走1次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复2次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天1次)；
S3中通入空气操作(每天3次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
实施例3
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例2，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为65cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走2次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复3次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天1次)；
S3中通入空气操作(每天4次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括3份锯末和1份谷壳。
实施例4
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例2，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为80cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走3次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复4次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天1次)；
S3中通入空气操作(每天6次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括4份锯末和1份谷壳。
实施例5
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例2，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为100cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走4次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复5次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天1次)；
S3中通入空气操作(每天8次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括5份锯末和1份谷壳。
实施例6
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例2，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为110cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走5次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复6次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天2次)；
S3中通入空气操作(每天10次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括5份锯末和2份谷壳。
实施例7
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例2，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为120cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走5次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复6次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天3次)；
S3中通入空气操作(每天12次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括5份锯末和3份谷壳。
实施例8
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例1，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为40cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走1次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复1次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天1次)；
S3中通入空气操作(每天3次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括2份锯末和1份谷壳。
实施例9
本实施例中，除下述内容外，其他内容同实施例2，具体不同之处在于：
S1：在发酵床4中加入厚度为130cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，电机驱动翻耙装置对基质垫料进行翻动并驱动翻耙装置在发酵床4上行走6次；增压泵将菌液存储箱14中的菌液以高压方式泵入喷淋管13中，通过喷头进入发酵床4与基质垫料混合；翻耙装置从发酵床4一端行走至发酵床4另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池5后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过喷淋管13上的喷头将储粪池5中的粪尿转移至发酵床4，同时实现粪尿、基质垫料和菌液的均匀混合；储粪池5中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机6和与其连接的单向阀，同时启动电机，通过增气管网向发酵床4中通入空气；翻耙装置在发酵床4上往复7次后，关闭电机、风机6及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床4，将其中的发酵产物收集储存；特别地，收集物为发酵所得生物有机肥。
优选地，在猪生长周期内(5个月)，重复以下步骤，具体为：
S2中添加粪尿操作(每天4次)；
S3中通入空气操作(每天26次)；
在猪出栏后，执行S4，完成整个发酵过程。
优选地，按重量计，基质垫料包括6份锯末和4份谷壳。
实施例10
采用列管式增气方式(通过关闭本发明中的增气管网，并在本发明发酵床4上方采用增气管进行增气)，其他操作同实施例1。
实施例11
采用列管式增气方式(通过关闭本发明中的增气管网，并在本发明发酵床4上方采用增气管进行增气)，其他操作同实施例2。
在以上实施例1～11进行过程中，统计发酵床4内温度(发酵2天后进行第一次记录，此后每天记录一次)，同时统计沤床和死床现象，结果见表1：
表1：发酵过程统计情况表
 
Figure BDA0001697317590000121
Figure BDA0001697317590000131
注：以上实施例1～11中发酵床大小为：长X宽X深＝10mX2mX2m；菌液添加量恒定为100g/m3。
从表1中可以看出，实施例1～7中发酵床4的温度适合菌体生长，无沤床、死床现象出现，这说明系统对发酵床4进行了有效的翻动及供氧操作，保证了发酵的正常进行；实施例8和9中的温度偏低，不能及时将发酵床4中的水分蒸发带出，最终导致菌体存活率较实施例1～7中存活率偏低，发酵基本能够进行，但是在发酵过程中出现发酵床4液位上升，发酵床4有一定气味等问题；实施例10和实施例11，发酵床4中温度没有明显上升，在发酵进行第7天即开始出现发酵床4中液位接近最高点且出现“死床”现象——气味大、臭味大、板结、不发热、不分解、不发酵等，同时菌体出现大量死亡，发酵无法正常进行。
在发酵第7天，对实施例1～11中发酵床4进行增气操作1小时后，检测发酵床4中液面以下氧气含量，结果显示：实施例1～7氧气含量在10mg/L以上(具体分别为11.2mg/L、13.4mg/L、10.8mg/L、15.1mg/L、14.4mg/L、12.2mg/L、12.7mg/L)，实施例8和实施例9分别为2.4mg/L和2.6mg/L，实施例10和实施例11分别为1.4mg/L和1.5mg/L；实施例1～7的增气操作达到了向发酵床4中增气的目的，能够保证发酵的进行；实施例10和实施例11中，增气操作氧气含量不能满足发酵的进行，因此出现了死床现象。
对实施例1～9所得有机肥做技术分析，结果统计见表2。
表2：生物有机肥技术分析结果
Figure BDA0001697317590000132
 
Figure BDA0001697317590000141
根据表2中数据，实施例1～7提供的有机肥含有丰富的有效活菌、高含量的有机质及合适的水分和pH值，符合NY 884-2012《生物有机肥》中所列标准，其中实施例1～5各项指标均较好，是品质较高的有机肥；实施例8和9提供的有机肥有机活菌极少，有机质含量低，且水分含量偏高，pH值酸性大，不适合使用。
在发酵进行第8天，将实施例10和实施例11的列管撤下，启用本发明的增气管网进行增气操作：重新向发酵床4中添加菌液(按300g/m3添加)，然后按实施例1或实施2中S2和S3继续进行发酵；在第9天增气操作1小时后，检测发酵床4中液面以下氧气含量，结果显示：实施例10氧气含量为8.7mg/L，实施例11氧气含量为9.1mg/L；沤床和死床现象得以改善，且发酵床4温度温度开始上升，到第10天时，温度上升到47℃以上，增气后氧气浓度达到10mg/L以上，发酵开始正常进行；发酵周期结束后，对发酵所得的生物有机肥进行检查，各项指标基本符合NY 884-2012《生物有机肥》中所列标准；这说明本发明提供的发酵系统能够明显改善已经出现的死床现象。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种畜禽粪尿发酵处理系统，包括上端通过弓形棚顶封闭的主体，主体内设置有凹槽状发酵床，主体外设置有储粪池和风机，其特征在于，发酵床上安装有横跨发酵床的翻耙装置，发酵床两侧设置有供翻耙装置行走的导轨；发酵床底安装有与风机连接的增气管网；还包括通过污泥泵与储粪池连接的喷淋装置，污泥泵位于储粪池中；还包括分别用于控制增气管网和喷淋装置的阀门管道组件；主体外还设置有水箱；主体内还安装有位于棚顶下方的环形输水槽，输水槽出口穿出主体延伸到水箱正上方；
翻耙装置包括分别滑动安装在两根导轨上的行走安装座，行走安装座内水平设置有电机，电机转轴连接有转动杆，转动杆径向安装有若干耙钉；发酵床底部凹陷设置有若干平行分别于发酵床底部的安装槽，增气管网包括安装在发酵床上的主管道和若干安装在安装槽中的增气管，增气管一端与主管道连通，另一端连接有第一毛细管；主管道一端与风机连接，另一端封闭，增气管上向下连接有若干第二毛细管；每个行走安装座上竖直安装有一根支撑杆，两支撑杆上端安装有连接横管；喷淋装置包括喷淋管，喷淋管设置在翻耙装置前方，喷淋管上设置有若干喷头；喷淋管与连接横管连通且形成回路，连接横管与储粪池连通。
2.根据权利要求1所述的一种畜禽粪尿发酵处理系统，其特征在于：第一毛细管内径为1～2mm，第二毛细管内径为1mm。
3.根据权利要求1所述的一种畜禽粪尿发酵处理系统，其特征在于：还包括内部设置有与连接横管连通的增压泵的菌液存储箱。
4.根据权利要求3所述的一种畜禽粪尿发酵处理系统，其特征在于：阀门管道组件包括分别设置在污泥泵出口端、增压泵出口端和风机出口端的单向阀。
5.一种基于权利要求4所述畜禽粪尿发酵系统的发酵方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在发酵床中加入厚度为50～120cm的基质垫料后，打开增压泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，向基质垫料中混入菌液，翻耙装置从发酵床一端行走至发酵床另一端后，关闭电机，关闭增压泵和与其连接的单向阀；
S2：用清水冲洗粪尿至储粪池后，打开污泥泵和与其连接的单向阀，同时启动电机，将储粪池中的粪尿转移至发酵床，储粪池中粪尿转移完成后，关闭电机，关闭污泥泵和与其连接的单向阀；
S3：打开风机和与其连接的单向阀，同时启动电机，翻耙装置在发酵床上往复2～6次后，关闭电机、风机及与其连接的单向阀；
S4：发酵周期结束后，彻底清理发酵床，将其中的发酵产物收集储存。
6.根据权利要求5所述的发酵方法，其特征在于：按重量计，基质垫料包括2～5份锯末和1～3份谷壳。
7.根据权利要求5所述的发酵方法，其特征在于：S2执行频次为1～3次/天；S3执行频次为3～12次/天。
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