CN109851403A - 强制好氧堆肥系统及强制好氧堆肥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种强制好氧堆肥系统及强制好氧堆肥方法，该强制好氧堆肥系统包括堆肥箱、通风机构、生物过滤器、喷淋管路、收集池以及监控机构，箱体具有堆肥腔和进出料口，箱体的底部设有通风槽，通风槽内设有渗漏小孔，用于将废液排入收集池内；生物过滤器连接排气管路；喷液管路的喷淋头设于所述堆肥腔内的顶部。该强制好氧堆肥系统整体上可有效监控堆肥反应的进程，实现工艺过程中的可控可追溯，避免有机肥中N营养元素的损失以及虫卵病菌杀害不彻底的问题，保证最终能够获取品质均一的有机肥。同时，该强制好氧堆肥系统可减少或避免厂区内出现难闻的气味，有效避免污染环境的问题。
Description
技术领域
本发明涉及肥料生产领域，尤其涉及一种强制好氧堆肥系统及强制好氧堆肥方法。
背景技术
传统有机肥的生产工艺是以露天自然翻堆为主，获得有机肥中N营养元素损失明显，生产工厂内部气味难闻，污染严重，虫卵病菌杀害不彻底，且经简单翻堆生产的有机肥的品质十分不稳定，会有大量未腐熟彻底的肥料，二次发酵烧苗现象频发，过程难以控制，品质难以把控。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种能够提高有机肥质量稳定性和工艺可控性的强制好氧堆肥系统及强制好氧堆肥方法，便于实现有机肥生产工艺的标准化。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种强制好氧堆肥系统，包括：
堆肥箱，所述堆肥箱包括箱体和箱门，所述箱体具有堆肥腔和与所述堆肥腔连通的进出料口；所述箱体的底部设有通风槽，所述通风槽设有渗漏小孔，所述箱门设于所述箱体上以用于密封或开启所述进出料口；
通风机构，所述通风机构包括风机、送气管路和排气管路，所述送气管路的进气端连接所述风机，所述送气管路上设有第一阀门，所述送气管路的出气端连接所述堆肥箱以向所述堆肥腔内供应空气；所述排气管路上设有第二阀门，所述排气管路的进气端连接所述堆肥箱；
生物过滤器，所述生物过滤器的进气端连接所述排气管路的出气端；
喷淋管路，所述喷液管路设有第三阀门，所述喷液管路的喷淋头设于所述堆肥腔内的顶部，用于向所述堆肥腔内喷淋液体；
收集池，所述收集池用于收集从所述渗漏小孔下漏的废液并从用于向所述堆肥腔内的补气；以及
监控机构，所述监控机构包括控制器和监测组件，所述监测组件包括氧气传感器、甲烷传感器、温度传感器和湿度传感器，所述氧气传感器用于监测所述堆肥腔内的氧气浓度，所述甲烷传感器用于监测所述堆肥腔内的甲烷浓度，所述温度传感器设于所述堆肥腔以用于监测所述堆肥腔内的温度，所述湿度传感器用于监测所述堆肥腔内的湿度，所述控制器分别与所述氧气传感器、所述甲烷传感器、所述温度传感器、湿度传感器、所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门电性连接。
在其中一个实施例中，所述堆肥箱有多个，多个所述堆肥箱并列设置；所述监测组件有多组，多组所述监测组件分别与多个所述堆肥箱一一对应设置，多组所述监测组件分别与所述控制器电性连接。
在其中一个实施例中，所述喷淋头有多个，多个所述喷淋头成排分布于所述堆肥腔内的顶部，进一步以提高菌液和水分分布的均匀性，保证有机肥料的品质。
在其中一个实施例中，所述氧气传感器和所述甲烷传感器分别设于所述排气管路的进气端，便于安装、更换，同时可实时监测堆肥腔内的气体参数。
在其中一个实施例中，所述渗漏小孔有多个，多个所述渗漏小孔形成条形渗漏区域，提高发酵过程中液体的渗流速度。
在其中一个实施例中，所述条形渗漏区域有多个，多个所述条形渗漏区域呈阵列分布，进一步以堆肥反应的均匀性，保证有机肥料的品质。
在其中一个实施例中，所述堆肥箱内的所述温度传感器有多个，多个所述温度传感器均匀分布于所述堆肥腔内。
在其中一个实施例中，所述进出料口设于所述箱体的一侧壁上并从底部向上延伸，用于运输车出入。
在其中一个实施例中，所述强制好氧堆肥系统还包括翻堆机构；所述翻堆机构包括支撑臂、耙子和驱动装置，所述耙子连接所述支撑臂，所述驱动装置连接所述支撑臂，以驱动所述支撑臂和所述耙子移动以用于翻料，提高效率。
一种强制好氧堆肥方法，采用上述任一项所述的强制好氧堆肥系统，包括如下步骤：
将有机废弃物置于所述堆肥箱内，通过喷淋管路向所述堆肥箱内添加厌氧菌液，进行厌氧发酵，通过监控机构监测所述厌氧发酵的反应进程，得厌氧发酵物料；
开启所述通风机构和生物过滤器，向所述堆肥箱内供氧气，通过喷淋管路向堆肥箱内添加好氧菌液，进行好氧发酵，通过监控机构监测所述好氧发酵的反应进程，得有机肥料。
本发明的有益效果是：
上述强制好氧堆肥系统通过设置与堆肥箱相配套的通风机构、生物过滤器、喷淋管路、收集池以及监控机构，在封闭的堆肥箱中对于甲烷、氧气、温度、湿度等数据进行实时检测，通过这些参数的测定，监控堆肥箱中堆肥反应过程，从而可以整体上有效监控堆肥反应(厌氧发酵阶段以及好氧发酵阶段)的进程，实现工艺过程中的可控可追溯，避免有机肥中N营养元素的损失以及虫卵病菌杀害不彻底的问题，保证最终能够获取品质均一的有机肥。同时，该强制好氧堆肥系统可减少或避免厂区内出现难闻的气味，有效避免污染环境的问题。
附图说明
图1为一实施方式的强制好氧堆肥系统的结构示意图；
图2为图1的强制好氧堆肥系统的另一视角的结构示意图；
图3为图1的强制好氧堆肥系统的又一视角的结构示意图；
图4为图1的强制好氧堆肥系统的又一视角的结构示意图；
图5为图1中强制好氧堆肥系统的堆肥箱的剖视结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
100、堆肥箱，110、箱门，120、通风槽，200、通风机构，210、风机，220、送气管路，230、排气路，300、生物过滤器，400、收集池，510、喷淋头，610、温度传感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请结合图1至图5，一实施方式的强制好氧堆肥系统，包括堆肥箱100、通风机构200、生物过滤器300、收集池400、喷淋管路和监控机构。
在本实施方式中，堆肥箱100包括箱体和箱门110。箱体具有堆肥腔和与堆肥腔连通的进出料口。箱体的底部设有通风槽120，通风槽120设有渗漏小孔。箱门110设于箱体上以用于密封或开启进出料口。
具体地，堆肥箱100整体上呈长方体结构。进出料口设于箱体的侧壁上并从底部向上延伸，用于运输车出入，提高输料效率。优选地，箱门110可通过控制器以及手动两种方式打开或关闭。
进一步地，渗漏小孔有多个，多个渗漏小孔形成条形渗漏区域，提高发酵过程中液体的渗流速度。
更进一步地，条形渗漏区域有多个，多个条形渗漏区域呈阵列分布，进一步以堆肥反应的均匀性，保证有机肥料的品质。
在本实施方式中，通风机构200包括风机210、送气管路220和排气管路230。送气管路220的进气端连接风机210，送气管路220上设有用于调控进风的第一阀门，送气管路220的出气端连接堆肥箱100以向堆肥腔内供应空气。排气管路230上设有用与调控放气的第二阀门，排气管路230的进气端连接堆肥箱100。生物过滤器300的进气端口连接排气管路230的出气端，从而有效处理废气中的污染物等杂质，减少或避免异味散出，防止污染环境。其中，送气管路220和排气管路230有共用区段，通过第一阀门和第二阀门调控进气和排气。
在本实施方式中，喷液管路设有第三阀门，喷液管路的喷淋头510设于堆肥腔内的顶部，用于向堆肥腔内喷淋菌种溶液、水等液体。优选地，喷淋头510有多个，多个喷淋头510成排分布于堆肥腔内的顶部，进一步以提高菌液和水分分布的均匀性，保证有机肥料的品质。
在本实施方式中，收集池400设于堆肥箱100的后侧下方(进出料口所在的位置定义为前侧)，用于收集从渗漏小孔下漏的废液并用于从底部向堆肥腔内的补气，便于将收集的废液存储起来。通风槽120整体上优选呈倾斜结构，便于流入槽内的废液顺利流入收集池400内。
进一步地，收集池400内可设置与控制器电性连接的液位传感器和抽液泵，便于实现联动调控；即，需要往堆肥腔内喷淋菌液时，泵启动，喷淋管路上的第三阀门打开，和发酵菌液自动混合后，均匀喷洒在发酵物料上；不需要喷淋菌液时，当收集池满池，液位传感器联动控制抽液泵启动将收集池内的废液往缓存池输送。
优选地，收集池400内还可以进一步设置风机和与该风机相连接的吹风风管，吹风风管的出风孔朝向渗透小孔，进一步提高供气效果，保证有机肥料的品质。
在本实施方式中，监控机构包括控制器和监测组件。监测组件包括氧气传感器、甲烷传感器、温度传感器610和湿度传感器。氧气传感器用于监测堆肥腔内的氧气浓度，甲烷传感器用于监测堆肥腔内的甲烷浓度，温度传感器610设于堆肥腔以用于监测堆肥腔内的温度，湿度传感器用于监测堆肥腔内的湿度。控制器分别与氧气传感器、甲烷传感器、温度传感器610、湿度传感器、第一阀门、第二阀门和第三阀门电性连接。制器采用PLC程序控制器，通过程序反馈调控堆肥腔内氧气浓度、甲烷浓度、温度和湿度。
优选地，堆肥箱100内的温度传感器610有多个，多个温度传感器610均匀分布于堆肥腔内，以保证反应体系内温度的均一性。氧气传感器和甲烷传感器分别设于排气管路230的进气端，便于安装、更换，同时可实时监测堆肥腔内的气体参数。
在本实施方式中，堆肥箱100有6个，6个堆肥箱100并列设置；监测组件有6组，6组监测组件分别与6个堆肥箱100一一对应设置，6组监测组件均连接控制器，从而整体上提高有机肥的生产效率和批次稳定性。可以理解，在其他实施方式中，堆肥箱有不限于6个，例如可以为1个、3个、10个等，多个堆肥箱并列设置；监测组件有多组，多组监测组件分别与多个堆肥箱100一一对应设置并分别连接控制器，从而整体上提高有机肥的生产效率和批次稳定性，便于实现有机肥生产工艺的标准化。
在其他实施方式中，本实施方式的强制好氧堆肥系统还可以包括翻堆机构。翻堆机构包括支撑臂、耙子和驱动装置，耙子连接支撑臂，驱动装置连接支撑臂，以驱动支撑臂和耙子移动以用于翻料，提高效率。翻堆机构可以根据需要设置多组，以提高翻堆效率。
一种强制好氧堆肥方法，采用本实施方式的强制好氧堆肥系统，包括如下步骤：
S1，将有机废弃物置于堆肥100内，通过喷淋管路向堆肥箱100内添加厌氧菌液，进行厌氧发酵，通过监控机构监测厌氧发酵的反应进程，得厌氧发酵物料。
S2，开启通风机构200和生物过滤器300，向堆肥箱100内供氧气，通过喷淋管路向堆肥箱100内添加好氧菌液，进行好氧发酵，通过监控机构监测好氧发酵的反应进程，得有机肥料。另外，在该过程中，还需严格控制温度以便于实现整仓巴氏杀菌。
本实施方式的强制好氧堆肥系统通过设置与堆肥100相配套的通风机构200、生物过滤器300、喷淋管路、收集池400以及监控机构，从而可以整体上有效监控堆肥反应(厌氧发酵阶段以及好氧发酵阶段)的进程，实现工艺过程中的可控可追溯，避免有机肥中N营养元素的损失以及虫卵病菌杀害不彻底的问题，保证最终能够获取品质均一的有机肥。同时，该强制好氧堆肥系统可减少或避免厂区内出现难闻的气味，有效避免污染环境的问题。
本实施方式的强制好氧堆肥系统不仅可以在大型沼气工程的后端对沼渣类肥料进行深处理加工，提升其附加值并增强产品品质的稳定性，还能适用于各种生物质能原料的堆肥处理，适用范围广。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种强制好氧堆肥系统，其特征在于，包括：
堆肥箱，所述堆肥箱包括箱体和箱门，所述箱体具有堆肥腔和与所述堆肥腔连通的进出料口；所述箱体的底部设有通风槽，所述通风槽设有渗漏小孔，所述箱门设于所述箱体上以用于密封或开启所述进出料口；
通风机构，所述通风机构包括风机、送气管路和排气管路，所述送气管路的进气端连接所述风机，所述送气管路上设有第一阀门，所述送气管路的出气端连接所述堆肥箱以向所述堆肥腔内供应空气；所述排气管路上设有第二阀门，所述排气管路的进气端连接所述堆肥箱；
生物过滤器，所述生物过滤器的进气端连接所述排气管路的出气端；
喷淋管路，所述喷液管路设有第三阀门，所述喷液管路的喷淋头设于所述堆肥腔内的顶部，用于向所述堆肥腔内喷淋液体；
收集池，所述收集池用于收集从所述渗漏小孔下漏的废液并从用于向所述堆肥腔内的补气；以及
监控机构，所述监控机构包括控制器和监测组件，所述监测组件包括氧气传感器、甲烷传感器、温度传感器和湿度传感器，所述氧气传感器用于监测所述堆肥腔内的氧气浓度，所述甲烷传感器用于监测所述堆肥腔内的甲烷浓度，所述温度传感器设于所述堆肥腔以用于监测所述堆肥腔内的温度，所述湿度传感器用于监测所述堆肥腔内的湿度，所述控制器分别与所述氧气传感器、所述甲烷传感器、所述温度传感器、所述湿度传感器、所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门电性连接。
2.根据权利要求1所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述堆肥箱有多个，多个所述堆肥箱并列设置；所述通风机构有多组，多组所述通风机构分别与多个所述堆肥箱一一对应设置；所述监测组件有多组，多组所述监测组件分别与多个所述堆肥箱一一对应设置，多组所述监测组件分别与所述控制器电性连接。
3.根据权利要求1或2所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述喷淋头有多个，多个所述喷淋头成排分布于所述堆肥腔内的顶部。
4.根据权利要求1或2所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述氧气传感器和所述甲烷传感器分别设于所述排气管路的进气端。
5.根据权利要求1或2所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述渗漏小孔有多个，多个所述渗漏小孔形成条形渗漏区域。
6.根据权利要求5所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述条形渗漏区域有多个，多个所述条形渗漏区域呈阵列分布。
7.根据权利要求1或2所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述堆肥箱内的所述温度传感器有多个，多个所述温度传感器均匀分布于所述堆肥腔内。
8.根据权利要求1或2所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，所述进出料口设于所述箱体的一侧壁上并从底部向上延伸，用于运输车出入。
9.根据权利要求1或2所述的强制好氧堆肥系统，其特征在于，还包括翻堆机构；
所述翻堆机构包括支撑臂、耙子和驱动装置，所述耙子连接所述支撑臂，所述驱动装置连接所述支撑臂，以驱动所述支撑臂和所述耙子移动以用于翻料。
10.一种强制好氧堆肥方法，其特征在于，采用权利要求1至9任一项所述的强制好氧堆肥系统，包括如下步骤：
将有机废弃物置于所述堆肥箱内，通过喷淋管路向所述堆肥箱内添加厌氧菌液，进行厌氧发酵，通过监控机构监测所述厌氧发酵的反应进程，得厌氧发酵物料；
开启所述通风机构和生物过滤器，向所述堆肥箱内供氧气，通过喷淋管路向堆肥箱内添加好氧菌液，进行好氧发酵，通过监控机构监测所述好氧发酵的反应程度，得有机肥。
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