CN110127969A - 一种异位发酵床 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种异位发酵床，涉及处理畜禽粪污的微生物发酵技术领域，包括发酵床反应装置、通风主管道、鼓风机和排污组件，发酵床反应装置包括上端开口的发酵床体、多孔通风隔板和送风组件，多孔通风隔板设置于发酵床体中并将发酵床体分为上下两部分，发酵床体上部分为发酵反应部，发酵床体下部分为污水收集部，污水收集部的侧壁上开设有送风口和排污口，排污口与排污组件连接，送风口与送风组件连接，送风组件、通风主管道和鼓风机依次连接。本发明提供的异位发酵床结构简单，操作方便，能有效解决异位发酵床水分大且难蒸发、通风受阻氧气供应不足以及滤液乱流的问题，提高了发酵效率。

Description

一种异位发酵床

技术领域

本发明涉及处理畜禽粪污的微生物发酵技术领域，特别是涉及一种异位发酵床。

背景技术

据不完全统计估算全国畜禽粪污每年产生38亿吨，折合NPK约5000万吨，而其中40％未能有效利用，对水体、土壤、大气等造成了巨大污染。目前，“异位发酵床”模式已列入畜禽粪污处理资源化利用七种典型模式中，即粪污通过漏缝地板进入底层或转移到舍外，利用垫料和微生物菌进行发酵分解生产有机肥产品，该技术为推动畜禽粪污资源化利用提供了新思路、新方法、新模式。而该技术目前还处于应用推广阶段，其运行机理和相应的参数指标还需要不断的探索和完善，这就需要一种简单实用的异位发酵床实验装置，即在实验室中用来利用垫料和微生物菌剂进行发酵分解畜禽粪污的装置。

自异位发酵床推广以来，也出现了诸多的问题，“死床”高几率的出现使得异位发酵床的推广遇到了瓶颈，而导致“死床”的原因主要集中于以下几点：第一，水分含量高，由于一般都是将粪尿一起混合施入发酵床中，水分难以掌控易造成垫料中含水率超过60％，床体底部水分积累，难以快速蒸发以致“死床”；第二，温度过低，在一些寒冷地区或者冬季发酵床体温度难以快速升高或者热量散失快难以维持高温而导致启动发酵失败；第三，通风供氧不足，目前所推广的异位发酵床底部均无通风供氧装置的设计，只有棚顶四周采用透明卷帘的方式进行通风，而大部分时间都处于全封闭状态，氧气供应受阻将阻碍好氧菌的分解和繁殖导致“死床”的出现，而且厌氧反应的出现将对环境造成二次污染。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种异位发酵床，其结构简单，操作方便，能有效解决异位发酵床水分大且难蒸发、通风受阻氧气供应不足以及滤液乱流的问题，提高了发酵效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种异位发酵床，包括发酵床反应装置、通风主管道、鼓风机和排污组件，所述发酵床反应装置包括上端开口的发酵床体、多孔通风隔板和送风组件，所述多孔通风隔板设置于所述发酵床体中并将所述发酵床体分为上下两部分，所述发酵床体上部分为发酵反应部，所述发酵床体下部分为污水收集部，所述污水收集部的侧壁上开设有送风口和排污口，所述排污口与所述排污组件连接，所述送风口与送风组件连接，所述送风组件、所述通风主管道和所述鼓风机依次连接。

优选地，所述送风组件包括送风主管、转子流量计和通风量调节阀，所述送风主管的两端分别与所述送风口和所述通风主管道连通。

优选地，所述送风口设置为两个，所述送风组件还包括两个送风分管，各所述送风口连接有一个所述送风分管，两个所述送风分管均与所述送风主管连接。

优选地，所述送风组件还包括通风软管，所述通风软管的两端分别与所述送风主管和所述通风主管道连接。

优选地，还包括时间继电器，所述时间继电器与所述鼓风机连接。

优选地，所述排污组件包括排污管道和排污阀门，所述排污管道与所述排污口连接，所述排污管道上设置有所述排污阀门。

优选地，所述发酵床体外铺设有保温层。

优选地，所述发酵床反应装置设置有多个，所述通风主管道上串联有多个所述发酵床反应装置，所述排污组件上串联有多个所述发酵床反应装置。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的异位发酵床，通过设置多孔通风隔板将发酵床体中分为发酵反应部和污水收集部上下两部分，污水收集部可以收集多孔通风隔板上放置的垫料渗漏的污水，不仅避免了垫料层中积液，而且有效杜绝了盛漏污水乱流的现象。由于固体废弃物中的有机营养成分只有溶解于水中才能被微生物摄取吸收，所以垫料中也需要一直保持一定的湿度，污水收集部还起到送风缓冲层的作用，送来的新风在送风缓冲层受到控制加湿后再缓慢经过多孔通风隔板进入发酵反应部，这样既可有效避免送风冲击性和气流不均也可使垫料层保持相对湿度，进而为发酵床提供氧气充足、保持一定湿度的有氧发酵条件，并通过通风加快水分蒸发，加快消耗分解速率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的异位发酵床的结构示意图。

附图标记说明：1、发酵床体；2、保温层；3、多孔通风隔板；4、时间继电器；5、鼓风机；6、通风主管道；7、排污口；8、通风软管；9、排污管道；10、排污阀门；11、通风量调节阀；12、转子流量计；13、送风口；14、送风主管；15、送风分管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种异位发酵床，其结构简单，操作方便，能有效解决异位发酵床水分大且难蒸发、通风受阻氧气供应不足以及滤液乱流的问题，提高了发酵效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例提供一种异位发酵床，包括发酵床反应装置、通风主管道6、鼓风机5和排污组件，发酵床反应装置包括上端开口的发酵床体1、多孔通风隔板3和送风组件，多孔通风隔板3设置于发酵床体1中并将发酵床体1分为上下两部分，发酵床体1上部分为发酵反应部，发酵床体1下部分为污水收集部，污水收集部的侧壁上开设有送风口13和排污口7，排污口7与排污组件连接，送风口13与送风组件连接，送风组件、通风主管道6和鼓风机5依次连接，鼓风机5通过通风主管道6、送风组件和送风口13向发酵床体1内输送新风。

污水收集部可以收集多孔通风隔板3上放置的垫料渗漏的污水，不仅避免了垫料层中积液，而且有效杜绝了盛漏污水乱流的现象。由于固体废弃物中的有机营养成分只有溶解于水中才能被微生物摄取吸收，所以垫料中也需要一直保持一定的湿度，污水收集部还起到送风缓冲层的作用，送来的新风在送风缓冲层受到控制加湿后再缓慢经过多孔通风隔板3进入发酵反应部，这样既可有效避免送风冲击性和气流不均也可使垫料层保持相对湿度，进而为发酵床提供氧气充足、保持一定湿度的有氧发酵条件，并通过通风加快水分蒸发，加快消耗分解速率。

送风组件包括送风主管14、转子流量计12和通风量调节阀11，送风主管14的两端分别与送风口13和通风主管道6连通。通风量调节阀11能够调节通风速率，转子流量计12上标记有刻度，通过转子流量计12能够记录通风量，不仅能及时方便地获得通风量大小，而且能根据需要调节通风量。

送风口13设置为两个，送风组件还包括两个送风分管15，各送风口13连接有一个送风分管15，两个送风分管15均与送风主管14连接。具体地，两个送风分管15平行设置，新风通过两个送风分管15运输到两个送风口13里，比起单孔送风能够使得发酵床体1内的气流遍布更加均匀。

送风组件还包括通风软管8，通风软管8的两端分别与送风主管14和通风主管道6连接。

本实施例中还包括时间继电器4，时间继电器4与鼓风机5连接，即将鼓风机5与时间继电器4串联于供电回路中，控制间歇通风时间，保证间歇式通风的持续性，维持发酵反应空间的氧浓度，同时加快垫料中水分蒸发。

排污组件包括排污管道9和排污阀门10，排污管道9与排污口7连接，排污管道9上设置有排污阀门10。当送风时，排污阀门10关闭，防止新风从排污管道9窜出；当污水收集部中污水收集过多时，打开排污阀门10排出污水。

发酵床体1外铺设有保温层2，保温层2有助于启动发酵时的快速升温和发酵过程中高温阶段的维持。具体地，保温层2采用Eva材质，保温层2厚度可根据需要满足的温度条件而制定。

于本具体实施例中，发酵反应部的空间占比为80％，污水收集部的空间占比为20％。多孔通风隔板3上的通风孔直径为0.5cm，孔间距为5cm，既可防止打碎的较大颗粒垫料掉落或者堵塞通风孔，又能保证给发酵反应空间大量且均匀地送风。

发酵床反应装置设置有多个，通风主管道6上串联有多个发酵床反应装置，具体地，通风主管道6与各发酵床反应装置中的通风软管8连接，排污组件上串联有多个发酵床反应装置，具体地，排污管道9与各发酵床反应装置中的排污口7连接，可在多个发酵床反应装置中设置不同的反应条件，由此进行对照和梯度探究实验。

具体使用过程为：先在多孔通风隔板3上面铺上打碎了的大颗粒垫料薄层，再将经过预发酵了的菌液和垫料混合物加入发酵床体1中填充至一定高度，在垫料层上喷洒含水率在90％以下、重量为发酵床体1内垫料干重10％的新鲜畜禽粪污，加水调节含水率到45％，翻抛搅拌均匀，启动发酵；关闭排污阀门10，打开通风量调节阀11，打开总电闸，开启设置时间继电器4为运作5min停10min，开启鼓风机5，鼓风机5抽出的新风经通风主管道6、通风软管8、送风主管14、转子流量计12和两个送风分管15，再通过两个送风口13进入送风缓冲层，新风在送风缓冲层降速加湿后缓慢经通风孔进入发酵物料中，为发酵床提供氧气充足、保持一定湿度的有氧发酵条件，并通过通风加快水分蒸发，加快消耗分解速率；记录转子流量计12显示的通风速率，根据需要调节通风量大小调节通风量调节阀11；当盛漏污水收集过多时，打开排污阀门10排出污水；同时发酵床体1外部包裹的保温层2发挥保温蓄热功能。

本实施例中的异位发酵床为敞开式发酵系统，实验过程中温度和氧浓度的监测均可将温度探杆和氧浓度探杆从上面直接插入垫料发酵层监测，其他运行指标的检测也可随时从发酵床体1中采样检测；本实施例中异位发酵床发酵模式为可以持续每天往里添加适当畜禽粪污的，其为一个动态的持续发酵过程；当实验结束时，可将发酵后的物料清出，并做养分含量及腐熟程度分析，确定是否可直接做有机肥使用。

微生物在异位发酵床中进行有氧发酵分解畜禽粪污时，有研究认为垫料温度基本维持在35～60℃之间，可以确保床体的良好发酵；发酵期间垫料内氧浓度应在10％-17％，以维持良好的生物有氧发酵环境；含水量在45％～60％阶段，有机氮分解较好，NH₃排放较少，本发明提供的异位发酵床可调节和满足这些发酵条件，能够用于相关探究实验。同时，本发明中的异位发酵床在结构简单、操作方便的同时却能起到保温蓄热、提供均匀充足氧气、加快水分蒸发和防止污水漫延以及保持垫料相对湿度的大作用，能有效促进异位发酵床内部高效发酵，降低“死床”几率。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种异位发酵床，其特征在于，包括发酵床反应装置、通风主管道、鼓风机和排污组件，所述发酵床反应装置包括上端开口的发酵床体、多孔通风隔板和送风组件，所述多孔通风隔板设置于所述发酵床体中并将所述发酵床体分为上下两部分，所述发酵床体上部分为发酵反应部，所述发酵床体下部分为污水收集部，所述污水收集部的侧壁上开设有送风口和排污口，所述排污口与所述排污组件连接，所述送风口与送风组件连接，所述送风组件、所述通风主管道和所述鼓风机依次连接。

2.根据权利要求1所述的异位发酵床，其特征在于，所述送风组件包括送风主管、转子流量计和通风量调节阀，所述送风主管的两端分别与所述送风口和所述通风主管道连通。

3.根据权利要求2所述的异位发酵床，其特征在于，所述送风口设置为两个，所述送风组件还包括两个送风分管，各所述送风口连接有一个所述送风分管，两个所述送风分管均与所述送风主管连接。

4.根据权利要求3所述的异位发酵床，其特征在于，所述送风组件还包括通风软管，所述通风软管的两端分别与所述送风主管和所述通风主管道连接。

5.根据权利要求1所述的异位发酵床，其特征在于，还包括时间继电器，所述时间继电器与所述鼓风机连接。

6.根据权利要求1所述的异位发酵床，其特征在于，所述排污组件包括排污管道和排污阀门，所述排污管道与所述排污口连接，所述排污管道上设置有所述排污阀门。

7.根据权利要求1所述的异位发酵床，其特征在于，所述发酵床体外铺设有保温层。

8.根据权利要求1所述的异位发酵床，其特征在于，所述发酵床反应装置设置有多个，所述通风主管道上串联有多个所述发酵床反应装置，所述排污组件上串联有多个所述发酵床反应装置。