CN110317091A - 一种适用于间歇进料的膜覆盖好氧堆肥系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于间歇进料的膜覆盖好氧堆肥系统及其使用方法；所述膜覆盖好氧堆肥系统包括：覆盖膜单元、堆肥槽单元、堆肥参数采集及通风控制单元、渗滤液回收单元。本发明的系统适合规模化有机废弃物处理企业，还适合经常间歇性进料堆肥的小型处理中心等机构或畜禽养殖等企业。同时，本发明还提供一种生物热空气加热系统，其基于微生物发酵原理，能够与所述膜覆盖堆肥系统的鼓风机等相连，在寒冷地区或季节为通风加热。

Description

一种适用于间歇进料的膜覆盖好氧堆肥系统及其使用方法

技术领域

本发明属有机废弃物资源化利用技术领域，涉及一种膜覆盖槽式好氧堆肥系统及其使用方法。

背景技术

畜禽养殖业、农业生产和人类生活会产生大量的秸秆、畜禽粪便等有机废弃物。据统计，仅吉林省每年约产生畜禽粪便9000万吨、5000万吨玉米秸秆及数亿吨生活垃圾。受生活方式和耕作模式的影响，这些资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况，相当多的一部分畜禽粪便和农作物秸秆等有机废弃物被弃置或者进行焚烧，没有得到合理的开发利用，不仅浪费大量资源，对农业生态环境和人居环境造成了持续的污染压力，不仅污染空气、堵塞河道，而且严重污染地表水体和地下水，制约农业可持续发展，破坏了原本美好的居住环境。

2017年农村农业部发布的《畜禽粪污资源化利用行动方案(2017-2020年)》明确要求到2020年，各地方需建立科学规范、权责清晰、约束有力的畜禽养殖废弃物资源化利用制度，构建种养循环发展机制，畜禽粪污资源化利用能力明显提升，全国畜禽粪污综合利用率达到75％以上，规模养殖场粪污处理设施装备配套率达到95％以上，大规模养殖场粪污处理设施装备配套率提前一年达到100％。

2018年2月中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《农村人居环境整治三年行动方案》，方案中将推进农村生活垃圾治理列为重点任务的首位，指出统筹考虑生活垃圾和农业生产废弃物利用、处理，建立健全符合农村实际、方式多样的生活垃圾收运处置体系。方案中另一个重要任务即是开展厕所粪污治理，指出鼓励各地结合实际，将厕所粪污、畜禽养殖废弃物一并处理并资源化利用。

目前，堆肥是应用最为广泛、经济性最好的有机废弃物综合利用方法。有机废弃物堆肥是在好氧条件下，利用人畜粪便、动植物残体和餐厨垃圾为主要原料，通过好氧的嗜温菌、嗜热菌的作用，将废弃物中有机物分解，转化成有机质，并杀灭病原菌、寄生虫卵，提高肥分，产生的肥料可以用于农业和园艺目的，是一种无害化、减量化、稳定化的综合处理技术。

适合有机废弃物综合利用的堆肥技术主要包括条垛堆肥、槽式堆肥和反应器堆肥三类，我国当前采用的主要是条垛堆肥和槽式堆肥工艺。

条垛堆肥工艺简单、投入少，但发酵周期长(需要30d～60d)，需要专人管理，受气候影响大，占地面积大，由于堆肥产品中含有大量的草籽，且需要定期翻堆通氧，在露天环境里，发酵和翻动过程中会产生大量臭气、粉尘、滋生大量苍蝇以及有害的生物气溶胶，对从业人员和周边居民造成一定的影响。

槽式堆肥相对于条垛堆肥具有3个优势：(1)周期短(需要20d～40d)；(2)处理量大；(3)占地面积小。但在其他方面，与条垛堆肥工艺有着同样的缺点。

反应器堆肥技术又分为筒仓式和滚筒式两种工艺，主要依靠机械系统实现物料自动进仓、翻倒、曝气，具有自动化程度高、安全可靠、不需要辅料投入等优点，但系统投入大、较为复杂，操作维护水平要求较高，产品中有机质含量无法达到《畜禽粪便堆肥技术规范》(NY/T 3442-2019)或《有机肥料》(NY 525-2012)要求，并且目前使用的设备能耗较高、处理效率较低，后期堆肥产品还需要较长时间腐熟步骤。

因此，当前亟待开发一种投入少、气候影响小、不需要特殊技术人员、臭气排放少、环保、占地小、批处理量大、周期短、自动化运行、维护费用低、操作简单、且适合养殖企业或村镇有机肥废弃物集中处理点的发酵工艺。

目前，已公开的有关于膜覆盖堆肥专利技术都只适用于有机肥厂，即一次性混合出大量的物料进行堆肥。而村镇的废弃物集中处理点和畜禽养殖企业等每天都需要对收集的废弃物或产生的畜禽粪污进行处理，而这些废弃物量通常不足以堆成大堆直接进行发酵，经常需要以天为单位的间歇性进料。这也导致这些集中处理点和养殖企业难以利用这些已公开的膜覆盖堆肥系统对有机废弃物进行处理。

此外，已公开的专利技术很难对畜禽粪污、生活垃圾、厕所粪污和市政污泥等废弃物进行有效处理。这些废弃物粘稠，如直接堆在地面上两侧没有约束则很难堆高，常导致堆体面积大但堆体高度小，发酵温度低，难以达到《畜禽粪便无害化处理技术规范》(GB/T36195-2018)中对发酵温度和维持时间的要求，且易厌氧发酵产生恶臭；另外，这些废弃物水分含量大(＞70％)，堆肥发酵时易产生大量的渗滤液，如不进行有效处理则会造成二次污染。这些专利技术在处理过程中还需要麦麸、稻壳或食用菌栽培废料(菌渣)作为辅料，导致处理成本较高。

如专利CN201811120473.X公开了一种畜禽粪便纳米膜好氧堆肥装置，具体涉及一种适宜养殖场就地/就近处理畜禽粪便的堆肥装置，是一种通过在地面上进行膜覆盖堆肥的技术。但该技术存在如下缺点：(1)覆盖膜与地面经常摩擦，易破损、老化；(2)膜表面光滑，覆盖或卷膜回收麻烦；(3)需要大量重物压膜等进行固定防风，冬季易冻结在地面上；(4)产生大量的渗滤液，需经常更换场地；(5)耗能大，无法在寒冷气候区域使用；(6)不能满足每天进行处理的频繁操作需求；(7)需要大量麦麸、稻壳或菌糠作为辅料，增加处理成本。

专利CN 105036838 B同样公开了一种节能环保高效型好氧堆肥系统，但其同样是在地面上进行膜覆盖堆肥；存在与上述CN201811120473.X专利相同的缺陷。

本发明目的在于提供一种灵活性好、适用性强的膜覆盖堆肥系统；本发明的覆盖膜装置具有良好耐磨性，显著延长的使用寿命，且覆盖膜使用方便，能够快速且稳定的固定；同时，解决了渗滤液污染的问题，节省了堆肥用水且实现了原位连续运行；更优秀的是，本发明的堆肥系统能够在冬季低能耗运行，且可以实现数据集中处理、远程监控等。

本发明还提供一种生物热空气加热系统，其基于微生物发酵原理，能够与所述膜覆盖堆肥系统的鼓风机等相连，在寒冷地区或季节为其供热。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于间歇进料的膜覆盖好氧堆肥装置及其使用方法和用于所述堆肥装置的生物热空气加热系统，所采用的技术方案是：

一种适用于间歇进料的膜覆盖好氧堆肥系统及其使用方法；所述膜覆盖好氧堆肥系统包括：覆盖膜单元、堆肥槽单元、堆肥参数采集及通风控制单元、渗滤液回收单元。本发明不仅适于规模化有机废弃物处理企业，还适合经常间歇性进料堆肥的小型处理中心等机构或畜禽养殖等企业。

本发明中，覆盖膜单元由覆膜机(1)和微孔覆盖膜(2)组成，所述的堆肥槽单元由鼓风机(3)、堆肥槽墙体、通风管道(6)、地面(7)及通风管道阀门组成；所述的堆肥参数采集及通风控制单元是由太阳能无线氧气浓度传感器、太阳能无线多点温度传感器、堆肥智能控制工作站和风机控制器组成；所述的渗滤液回收单元包括渗滤液回收管道、渗滤液回收容器(8)、浮球液位开关和潜水泵。

所述的覆盖膜(2)由三层材料组成，分别为外层面料(21)、中间层(22)和轻质内层面料(23)；其中，外层面料(21)为抗紫外线的疏水性防水尼龙材料，中间层(22)为高分子防水透气微孔膜材料，内层面料(23)为经抗酸碱及亲水性处理的抗撕拉特里克特(TRICOT)经编织物。优选，外层面料(21)的丹尼尔(Denier)值为250D～600D。优选，所述覆盖膜(2)具有下述特征：中检测膜厚度(μm)：30～40；厚度(mm)：0.50～0.60；克重(g/m²)：200～230；防紫外线性能：UPF值50+，T(UVA)_AV/％<5；200Pa透气性(mm/s)为5～7.5；透湿率(g/m²/24h)：7000～9000；蒸发阻力测试值(RET)：16～18；撕裂强度(N)：1600～2000；防泼等级：≥5级；耐水性(mmH₂O)：8000～10000。

所述的中检测高分子防水透气微孔膜材料应具有疏水疏油性，较好的疏水性能使水蒸气在覆盖膜内层形成一层水膜，这层水膜将堆肥产生的恶臭气体，如NH₃和H₂S等吸收后最终返流回堆体中，可有效降低堆肥产生的恶臭且增加堆体中N、S等养分含量；较好的疏油性能够提供良好的液体排斥性和抗有机物质污染的能力。微孔膜可以由任何种类的聚合物材料制成，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯含氟聚烯烃或其他聚烯烃。优选为含氟聚合物，如聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。因其固有疏水性、优良加工特性、耐温性、化学惰性、抗微生物侵袭性、抗紫外线老化性等最优选的是聚偏二氟乙烯(PVDF)微孔膜，微孔膜孔径：0.1μm～0.3μm；微孔膜厚度：30μm～40μm；微孔膜疏油等级：1～5。

所述覆盖膜(2)接缝缝合处内侧都用热风缝口密封工艺或软性透明胶水密封工艺处理。覆盖膜(2)四周用PVC抗老化防雨夹网布或其他防水耐磨面料包边，包边宽度为0.4m～1.0m。在包边边缘处打孔安装不锈钢篷布扣，在篷布扣中优选穿上直径2mm～10mm细绳，优选尼龙或聚酯纤维材质细绳。覆盖膜(2)与包边外侧缝合处每隔0.5m～2m处缝合宽2.5cm～10cm、长60cm～150cm尼龙或聚酯纤维编织带，形成一个U型拉手。

所述的覆膜机(1)既可以是固定在堆肥槽一端前挡墙(4)上；也可以在前挡墙(4)后，将覆膜机(1)设置为能够沿着墙体移动。覆膜机(1)中卷膜轴高度应高于堆肥槽中堆体最高处20cm～100cm，优选50cm，覆膜机(1)宽幅应略大于覆盖膜(2)宽度。覆膜机(1)可以具备自动卷膜和人工卷膜两种运行模式；自动卷膜采用电力驱动液压马达或电动马达进行卷膜，降低劳动强度；人工卷膜采用手摇链条驱动卷膜轴进行卷膜，以备停电等紧急情况时使用。为防止发生误操作造成的人员伤害，在同一时间内只运行其中一种模式。

本发明还提供一种基于微生物发酵产热的生物热空气加热系统，其特征在于：所述生物热空气加热系统为一个圆柱体(11)，内部用发酵填料填至一半，在圆柱体(11)内引入通风管(13)，通风管在圆柱体(11)内一端用铁网(12)包裹，然后用相同发酵填料将长柱体或圆柱体(11)填满；用覆盖膜(2)覆盖包裹生物热空气加热系统；通风管(13)另一端置于生物热空气加热系统圆柱体(11)外。所述发酵填料优选为秸秆或木屑与晶体尿素或畜禽养殖粪污的混合物。所述圆柱体(11)同样可以为铁网材料构成。

所述生物热空气加热系统优选为一个圆柱体(11)，其直径不小于2m，高度不低于2m；包裹通风管(13)的铁网(12)单格尺寸不大于10mm×10mm。每吨发酵填料优选包含8kg～10kg晶体尿素或150kg～250kg畜禽养殖粪污，装填时用水将发酵填料水分调节至55％～65％；通风管(13)在长柱体或圆柱体(11)外一端可以连接鼓风机(3)。

所属的鼓风机(3)优选防腐防爆中压鼓风机，鼓风机功率由堆体质量或堆体体积决定；优选，按照3w/t堆料～7w/t堆料或1.25w/m³堆料～3.0w/m³堆料进行估算，风量可根据物料来源不同按照0.5m³/m³堆料·h～2m³/m³堆料·h估算。冬季应为鼓风机及其通风管路用保温材料进行包裹，并为鼓风机配备上述生物热空气加热系统。

所述的堆肥槽中地面(7)需要经过防渗水处理，优选设置为防渗水泥地面，优选防渗水泥地面厚度应≥10cm。堆肥槽墙体由前挡墙(4)和两个侧挡墙(5)组成的，全部为钢筋混凝土结构，优选墙高0.8m～2.5m、厚度为15cm～40cm，更优选高1.5m、厚20cm。两个侧挡墙(5)墙体上每隔0.5m～1.0m预埋1个用于紧固覆盖膜的挂钩。堆肥槽地面(7)中沿着堆肥槽的长度方向预先埋设2～5条通风管道(6)，同时也用作渗滤液回收管道。为便于渗滤液回收，通风管道(6)最小设计坡度为0.003，前挡墙(4)一端最低。预埋的通风管道(6)优选由U型沟槽和有孔盖板组成的。U型沟槽宽10cm～20cm，每隔1m～2m设置厚0.5cm～1cm的风量调节挡板沟槽，也可以预先埋设带有调节挡板设计的内径为10cm～50cm的HDPE、树脂或其他材质的线性缝隙式排水沟U型槽。盖板为宽20cm～30cm、厚度为1.5cm～3.0cm的高强度钢板或玻璃钢板，盖板每隔10cm～25cm沿前挡墙(4)方向并列设置2～5个直径为5mm～10mm出风口。

所述堆肥参数采集及通风控制单元包括太阳能无线氧气浓度传感器、太阳能无线多点温度传感器、堆肥智能控制工作站和风机控制器。所述的太阳能无线氧气浓度传感器和太阳能无线多点温度传感器均由金属保护套、传感器探头、手柄、太阳能电池单元、数据处理及缓存芯片和LoRa(远距离无线电)数据传输芯片组成。两种传感器长度均优选为1m。优选，每个堆体至少在堆体上方正中央插入1个太阳能无线氧气浓度传感器和太阳能无线多点温度传感器用于监测堆体内氧气浓度和不同高度的温度状况。所述的堆肥智能控制工作站是由LoRa数据传输芯片、处理器、堆肥数据智能控制软件和物联网主机组成，物联网主机支持WIFI/GPRS/3G/4G通讯传输，将系统运行数据上传至云端。堆肥智能控制工作站与微信客户端连接，微信客户端能够将指令传输至堆肥智能控制工作站，并可远程监测及控制通风。所述的风机控制系统支持220V和380V电源接入，包括LoRa数据传输芯片、电流监测器、常开和常闭继电器输出单元和过流保护器，具有定时、自动和微信遥控三种控制模式，并设置本地保存模式，断网不影响风机控制。

所述的渗滤液回收管道分为堆肥槽内和堆肥槽外两部分，堆肥槽内部分与通风管U型沟槽通用，堆肥槽外渗滤液回收管道即由堆肥槽内向前挡墙(4)外侧延伸并进入到地下渗滤液回收容器(8)的管路，此部分为PVC材质。渗滤液地下回收容器(8)为1.0m³～2.5m³玻璃钢储液罐，埋在冻土层以下，其上部连接直径30cm～40cm管道至地面(7)，地面(7)留有带通风孔的井盖(10)。渗滤液地下回收容器(8)配有排污泵及浮球液位开关，排污泵出水口通过管线(9)与地上渗滤液储存罐相连，渗滤液储存罐容积为3m³～10m³。

所述的适用于间歇性进料的膜覆盖好氧堆肥方法为：将农作物秸秆等通过通用的木材粉碎机进行粉碎(长度≤10cm)或采用颗粒≤5cm的食用菌栽培废料等有机废弃物与含水量在40％～90％的畜禽粪污、餐厨垃圾等含氮较多的物料按照1:2～2:3(v/v)进行混合。用渗滤液储存罐中回收的渗滤液将料堆水分调节至55～65％，即水分掌握在用“手握成团不滴水，松开即散”为宜。采用混料机对物料进行充分混匀，由皮带输送机或装载机分配到各个堆肥槽中，堆肥槽中堆体最大高度为4m。通过覆膜机(1)对堆体进行覆膜，然后将覆盖膜(2)通过挂钩紧固到两侧墙体上，用带子将靠近前挡墙(4)的覆盖膜(2)捆住，用注水的软水带或沙袋等重物将进料侧覆盖膜(2)压住，进行通风发酵。随着堆体的延长，通过覆膜机(1)逐步将膜覆盖在堆体上，待料堆填满堆肥槽，将膜完全覆盖在堆体上，并在堆体上方中央部位插入太阳能无线氧气浓度传感器和太阳能无线多点温度传感器。在进行间歇进料时根据槽内堆体位置在通风槽相应位置处插入风量调节挡板将气体拦截在堆体内，最后进行整堆发酵时移除通风管内所有的调节挡板。第一阶段的堆肥周期为2～4周，堆肥温度可以上升至且堆体温度≥50℃持续10天以上，达到《GB 7959-2012粪便无害化卫生标准》。经过第1个周期的堆肥，堆肥后的含水率大幅降低(一般小于50％)，由装载机出料，转运至新的堆肥槽中，进入第2周期的堆肥，继续覆膜堆肥1～2周，堆肥产品质量即可达到《畜禽粪便堆肥技术规范》(NY/T 3442-2019)要求。

本发明的特点还在于，堆肥数据智能控制程序为开始堆肥时每10min通风1min，直至物料填满堆肥槽。当堆肥槽内装满物料，且堆体温度升至50℃以上进入高温发酵阶段时，堆体氧浓度低于8％时，启动鼓风机；当堆体氧气浓度高于16％时且运行2min以上时，或鼓风机运行5min以上，停止送风；当堆体温度高于70℃时，启动送风，当堆体温度小于70℃时且运行5min以上时停止送风；当堆体温度降至45℃以下时每10min通风1min。

本发明的膜覆盖好氧堆肥系统取得如下有益效果：

1、灵活性好、适用性强

本发明的堆肥系统既适合广大村镇的废弃物集中处理点和畜禽养殖企业经常性间歇进料堆肥处理，也适合大型有机废弃物处理中心及大型有机肥生产企业进行大批量整堆发酵处理，同时还可用于污泥、城市固体废弃物、沼渣等生物干化、垃圾机械生物处理和后期稳定化处理，具有很好的灵活性和适用性。

2、延长覆盖膜使用寿命

本发明对覆盖膜进行了包边处理，提高了覆盖膜四周的耐磨能力。同时对覆盖膜使用中极易破损的缝合处进行了热风缝口密封工艺或软性透明胶水密封工艺处理，既提高覆盖膜强度又避免了雨水从接缝处进入、堆肥中水分的过快散失，更避免了臭气从接缝处泄露，保证了堆肥的正常运行。

3、覆盖膜使用方便、便于快速固定

本发明覆盖膜内层所选用的特里克特经编织物材料不仅重量轻且具有很强抗撕拉能力，使得合成的覆盖膜材料强度高重量轻。覆盖膜克重为200g/m²～230g/m²，比其它覆盖材料(>350g/m²)轻30％以上，便于人工铺盖和收卷。另外，在覆盖膜外侧四周缝合了多个U型拉手，便于人工拖拽或机械展开、卷起和覆盖。本发明通过在覆盖膜包边边缘处打孔并穿入细绳，将细绳挂在堆肥槽墙体挂钩上，可使覆盖膜快速固定在堆肥槽中，且不易被大风刮跑，改变了以往使用大量人工搬运沙袋等重物固定覆盖膜的方式，节省了大量用工成本。

4、解决了渗滤液污染的问题、节省了用水且可原位连续运行

本发明通过对水泥地面进行防渗处理，并对料堆渗滤液进行回收，将回收的渗滤液用于后续批次的物料水分调节，在解决了渗滤液污染的同时实现了渗滤液资源化利用，节省了大量堆肥用水，同时实现了原位连续运行。

5、冬季低能耗运行

本发明充分利用了生物热原理为鼓风机进气进行加热，一次建设可满足一个冬季运行，仅产生堆肥，无需电加热，节省大量能耗，绿色环保。也可几个料堆共用一个较大的生物热空气加热系统，更加节省成本。

6、数据集中处理、节省投入、可远程监控

本发明采用了LoRa这种低功耗长距离无线传输标准使处理场地内所有堆肥氧气浓度传感器、温度传感器和堆肥智能控制工作站相连接，一个堆肥处理场地或半径10km内所有堆肥处理场地只需设置一个堆肥智能控制工作站即可满足处理场地内所有堆体信息处理和通风控制，无需为每一个堆体配备一个PLC，且减少布线等基建投入，节省大量投入的同时实现了处理场地各堆体的统一管理。所述的微信客户端从云端接收系统中各项信息，并可对系统进行远程监测及手动进行通风等操作，无需安装APP，适用性强。

附图说明

图1：堆肥系统侧视图

图2：堆肥系统正视图

图3：覆盖膜结构示意图

图4：生物热空气加热系统示意图

具体实施方式

实施例1

试验地点：长春市双阳区双营子乡尹家村六社长春市荣丰农民专业合作社有机肥加工场地(N43°35′55″，E125°37′57″)。

试验日期：2018年7月3日至2018年8月7日。

本实施例使用的具体覆盖膜(2)从外至内分别由抗紫外线的疏水性防水尼龙外层面料(21)、具有疏水疏油性的高分子防水透气微孔膜中间层(22)与经抗酸碱及亲水性处理的抗撕拉特里克特(TRICOT)经编织物轻质内层面料(23)组成。外层尼龙面料丹尼尔(Denier)值为300D。覆盖膜(2)具有下述特征：厚度(mm)：0.55；克重(g/m²)：220；防紫外线性能：UPF值50+，T(UVA)_AV/％<5；；200Pa透气性(mm/s)7.5；透湿率(g/m²/24h)：8500；蒸发阻力测试值(RET)：18；撕裂强度(N)：1917；防泼等级：5级；耐水性(mmH₂O)：9660。所述的高分子防水透气微孔膜是聚偏二氟乙烯微孔膜。微孔膜孔径：0.22μm；微孔膜厚度：35μm；微孔膜疏油等级：5。膜接缝缝合处内侧采用软性透明胶水密封工艺处理。膜四周用PVC抗老化防雨夹网布包边，包边宽度为0.75m。在包边边缘处打孔安装不锈钢篷布扣，在篷布扣中穿上5mm尼龙或聚酯纤维材质细绳。覆盖膜(2)与包边外侧缝合处每隔1m处缝合宽4cm，长80cm尼龙或聚酯纤维编织带，形成一个U型拉手。

堆肥槽墙体是由前挡墙(4)和两个侧挡墙(5)组成的，为钢筋混凝土结构，墙高1.5m，厚20cm；堆肥槽长30m，宽6m。两个侧挡墙(5)墙体上每隔1.0m预埋1个用于紧固覆盖膜(2)的挂钩。堆肥槽中防渗水泥地面厚度为10cm。堆肥槽水泥地面中沿着堆肥槽的长度方向预先埋设2条通风管道(6)。为便于渗滤液回收，通风管道(6)设计坡度为0.006，前挡墙(4)一端最低。预埋的通风管道(6)是由内径为16cm的HDPE线性缝隙式排水沟U型槽和有孔盖板组成的。

渗滤液回收管道分为堆肥槽内和堆肥槽外两部分，堆肥槽内部分与通风管U型沟槽通用，堆肥槽外渗滤液回收管道为PVC材质。渗滤液地下回收容器(8)为2.5m³玻璃钢储液罐，其上部连接管道至地面(7)，地面(7)留有带通风孔的井盖。渗滤液地下回收容器(8)配有排污泵及浮球液位开关，排污泵出水口通过管线(9)与地上渗滤液储存罐相连，渗滤液储存罐容积为5m³。覆膜机(1)固定在堆肥槽一端矮墙上，并选用防腐防爆中压鼓风机(3)，鼓风机(3)功率为250W。

堆肥参数采集及通风控制单元包括太阳能无线氧气浓度传感器、太阳能无线多点温度传感器、堆肥智能控制工作站和风机控制器组成。在堆体上方正中央各插入1个太阳能无线氧气浓度传感器和太阳能无线多点温度传感器。堆肥智能控制工作站与微信客户端联通，不仅可以将微信客户端指令传输至堆肥智能控制工作站，还可以远程监测及控制通风。将农作物秸秆通过揉丝机进行粉碎(长度≤10cm)，并与有机废弃物与含水量在77％的生猪养殖粪污2:3(v/v)进行混合，采用混料机对物料进行充分混匀。用回收的渗滤液将物料水分调节至60％。；堆肥槽中堆体最大高度为1.8m。通过覆膜机(1)对堆体进行覆膜。第一阶段的堆肥周期为25d，堆肥温度可以上升至68℃，且堆体温度≥50℃持续15.7天以上。经过第1个周期的堆肥，堆肥的含水率为48％。第一阶段的堆肥周期为10d。产生的堆肥检测结果如下：

表1：发酵结果检测

可见，采用本发明技术生产的堆肥技术指标完全达到《畜禽粪便堆肥技术规范》(NY/T 3442-2019)标准要求，堆肥可以进行直接还田、作物育苗/栽培和加工有机肥料等。

实施例2

试验地点：长春市双阳区双营子乡尹家村六社长春市荣丰农民专业合作社有机肥加工场地(N43°35′55″，E125°37′57″)。

试验日期：2018年12月16日至2019年2月2日。

试验处理：1、采用生物热空气加热系统的处理组；2、未采用生物热空气加热系统的对照组。

堆肥结束条件：堆体中心温度≤30℃。

本实施例使用的具体覆盖膜(2)从外至内分别由抗紫外线的疏水性防水尼龙外层面料(21)、具有疏水疏油性的高分子防水透气微孔膜中间层(22)与经抗酸碱及亲水性处理的抗撕拉特里克特(TRICOT)经编织物轻质内层面料(23)组成。外层尼龙面料丹尼尔(Denier)值为300D。覆盖膜(2)具有下述特征：厚度(mm)：0.55；克重(g/m²)：220；防紫外线性能：UPF值50+，T(UVA)_AV/％<5；；200Pa透气性(mm/s)7.5；透湿率(g/m²/24h)：8500；蒸发阻力测试值(RET)：18；撕裂强度(N)：1917；防泼等级：5级；耐水性(mmH₂O)：9660。所述的高分子防水透气微孔膜是聚偏二氟乙烯微孔膜。微孔膜孔径：0.22μm；微孔膜厚度：35μm；微孔膜疏油等级：5。膜接缝缝合处内侧采用软性透明胶水密封工艺处理。膜四周用PVC抗老化防雨夹网布包边，包边宽度为0.75m。在包边边缘处打孔安装不锈钢篷布扣，在篷布扣中穿上5mm尼龙或聚酯纤维材质细绳。覆盖膜(2)与包边外侧缝合处每隔1m处缝合宽4cm，长80cm尼龙或聚酯纤维编织带，形成一个U型拉手。

堆肥槽墙体是由前挡墙(4)和两个侧挡墙(5)组成的，为钢筋混凝土结构，墙高1.5m，厚20cm；堆肥槽长30m，宽6m。两个侧挡墙(5)墙体上每隔1.0m预埋1个用于紧固覆盖膜(2)的挂钩。堆肥槽中防渗水泥地面(7)厚度为10cm。堆肥槽水泥地面(7)中沿着堆肥槽的长度方向预先埋设2条通风管道(6)。为便于渗滤液回收，通风管道(6)设计坡度为0.006，前挡墙(4)一端最低。预埋的通风管道(6)是由内径为16cm的HDPE线性缝隙式排水沟U型槽和有孔盖板组成的。

生物热空气加热系统为一个直径2.5m，高2.5m的铁网(12)围成的圆柱体(11)；铁网(12)单格尺寸10mm×10mm。内部用发酵填料填至一半，在圆柱体(11)内的通风管一端用铁网(12)包裹，然后用相同发酵填料将长柱体或圆柱体(11)填满；覆盖膜(2)覆盖包裹生物热空气加热系统；通风管另一端置于生物热空气加热系统外与鼓风机(3)相连。鼓风机(3)及其通风管路用保温材料进行包裹。发酵填料为木屑与生猪养殖粪污的混合物。每吨发酵填料混有200kg生猪养殖粪污，装填时用水将发酵填料水分调节至60％。

渗滤液回收管道分为堆肥槽内和堆肥槽外两部分，堆肥槽内部分与通风管U型沟槽通用，堆肥槽外渗滤液回收管道为PVC材质。渗滤液地下回收容器(8)为2.5m³玻璃钢储液罐，其上部连接管道至地面(7)，地面(7)留有带通风孔的井盖。渗滤液地下回收容器(8)配有排污泵及浮球液位开关，排污泵出水口通过管线与地上渗滤液储存罐相连，渗滤液储存罐容积为5m³。覆膜机(1)固定在堆肥槽一端矮墙上，并选用防腐防爆中压鼓风机(3)，鼓风机(3)功率为250W。

堆肥参数采集及通风控制单元包括太阳能无线氧气浓度传感器、太阳能无线多点温度传感器、堆肥智能控制工作站和风机控制器组成。在堆体上方正中央各插入1个太阳能无线氧气浓度传感器和太阳能无线多点温度传感器。堆肥智能控制工作站与微信客户端联通，不仅可以将微信客户端指令传输至堆肥智能控制工作站，还可以远程监测及控制通风。

将农作物秸秆通过揉丝机进行粉碎(长度≤10cm)，并与有机废弃物与含水量在77％的生猪养殖粪污2:3(v/v)进行混合，采用混料机对物料进行充分混匀。用回收的渗滤液将物料水分调节至60％。；堆肥槽中堆体最大高度为1.8m。通过覆膜机(1)对堆体进行覆膜。对比试验结果如下：

表2生物热空气加热系统对比试验结果

从表2中可以看出处理组堆肥时间较对照组显著缩短，总堆肥时间从48d缩短至40d。处理组最高堆肥温度和堆体温度≥50℃累计持续时间(d)均显著高于对照组，高温和较长的持续时间使处理组中致病微生物和寄生虫数量显著低于对照组。说明生物热空气加热系统对冬季堆肥运行具有很好的作用。

Claims (10)

1.一种适用于间歇进料的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于，所述膜覆盖好氧堆肥系统包括：覆盖膜单元、堆肥槽单元、堆肥参数采集及通风控制单元、渗滤液回收单元。

2.根据权利要求1所述的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于：所述覆盖膜单元由覆膜机(1)和微孔覆盖膜(2)组成，所述的堆肥槽单元由鼓风机(3)、堆肥槽墙体、通风管道(6)、地面(7)及通风管道阀门组成；所述的堆肥参数采集及通风控制单元是由太阳能无线氧气浓度传感器、太阳能无线多点温度传感器、堆肥智能控制工作站和风机控制器组成；所述的渗滤液回收单元包括渗滤液回收管道、渗滤液回收容器(8)、浮球液位开关和潜水泵。

3.权利要求1或2所述的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于：所述的覆盖膜(2)由外层面料(21)、中间层(22)和轻质内层面料(23)组成；其中，外层面料(21)为抗紫外线的疏水性防水尼龙材料，中间层(22)为高分子防水透气微孔膜材料，内层面料(23)为经抗酸碱及亲水性处理的抗撕拉特里克特(TRICOT)经编织物；覆盖膜接缝缝合处内侧都用热风缝口密封工艺或软性透明胶水密封工艺处理。

4.前述任一权利要求所述的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于：所述微孔膜由聚合物材料制成，具体选自聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯含氟聚烯烃或其他聚烯烃；或者所述微孔膜由含氟聚合物材料制成，具体选自聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)；所述微孔膜优选为聚偏二氟乙烯(PVDF)，微孔膜孔径：0.2μm～0.3μm；微孔膜厚度：30μm～40μm；微孔膜疏油等级：1～5；所述覆盖膜四周用防水耐磨面料包边，在包边边缘处打孔安装不锈钢篷布扣。

5.前述任一权利要求所述的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于：堆肥槽墙体由前挡墙(4)和两个侧挡墙(5)组成，所述的堆肥槽中地面需要经过防渗水处理；所述覆膜机固定在堆肥槽一端墙上或为能够沿着堆肥槽一端墙体移动。

6.前述任一权利要求所述的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于：堆肥槽地面中沿着堆肥槽的长度方向预先埋设2～5条通风管道(6)，同时作为渗滤液回收管道；预埋的通风管道由U型沟槽和有孔盖板组成。

7.前述任一权利要求所述的膜覆盖好氧堆肥系统，其特征在于：所述的堆肥参数采集及通风控制单元包括太阳能无线氧气浓度传感器、太阳能无线多点温度传感器、堆肥智能控制工作站和风机控制器。

8.一种基于微生物发酵产热的生物热空气加热系统，其特征在于：所述生物热空气加热系统为一个圆柱体(11)，内部用发酵填料填至一半，在圆柱体内引入通风管(13)，通风管(13)在圆柱体内一端用铁网(12)包裹，然后用相同发酵填料将圆柱体填满；用权利要求3所述的覆盖膜(2)包裹生物热空气加热系统；通风管另一端置于生物热空气加热系统外；所述发酵填料为秸秆或木屑与晶体尿素或畜禽养殖粪污的混合物。

9.权利要求8所述的生物热空气加热系统，其特征在于：所述生物热空气加热系统为一个圆柱体(11)，其直径不小于2m，高度不低于2m；所述铁网(12)单格尺寸不大于10mm×10mm。

10.权利要求8或10所述的生物热空气加热系统，其特征在于：每吨发酵填料包含8kg～10kg晶体尿素或150kg～250kg畜禽养殖粪污，装填时用水将料堆水分调节至55％～65％；通风管在圆柱体外一端可以连接鼓风机。