CN115385729B - 自然友好型无电源有机物快速发酵方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(a)，有机物预处理步骤，准备在碳氮比、pH及水分含量方面具有适合好氧发酵条件的有机物；步骤(b)，将完成预处理的上述有机物加入到无电源有机物快速发酵装置的发酵槽中；步骤(c)，利用由上述无电源有机物快速发酵装置的透明侧壁和透明上部盖提供的阳光及由竖管和横管的自然空气循环提供的氧气来发酵有机物；以及步骤(d)，通过拆解无电源有机物快速发酵装置或打开底面将完成发酵的上述有机物排出到发酵槽外。

Description

自然友好型无电源有机物快速发酵方法

技术领域

本发明涉及一种自然友好型无电源有机物快速发酵方法，更详细地，涉及一种即使在没有电源的情况下也能顺利进行好氧发酵的无电源有机物快速发酵方法。

背景技术

当今世界由于快速的工业化和人口增长导致大量生产和大量消费，进而产生大量超过自然生态系统自清洁能力的有机废物。这些有机废物有污水污泥、餐厨垃圾、畜禽粪便、屠宰副产物、农水产废物及林业废物等，其中大部分有机物含量高，对环境造成巨大的不利影响。

由于这种严重性，世界各国都在努力摆脱现有的海洋倾倒、陆地填埋、焚烧等处理方式，建立以循环利用为主的资源循环型体系。在这些保护自然环境的努力中，尝试循环利用有机废物用于加工食品、牲畜饲料、农作物堆肥等的各种技术正在被开发和研究。

为了循环利用有机废物，必然需要通过微生物将有机物发酵并分解成稳定物质的消化工艺。目前，在政策层面上进行了很多对厌氧消化工艺的技术开发，以处理污水污泥、餐厨垃圾等的大规模企业为中心，在确保可再生能源这一替代能源方面取得了可视性成果。

虽然好氧消化工艺的技术发展也取得了很大进展，但仍然需要相当多的设备和资金，所以对于小规模的农牧业从业人员来说其应用受限。因此，在实际产生有机废物最多的多数小型农牧业现场，未经处理的有机废物等正在持续造成恶臭等环境污染。

韩国专利授权公报第10-1190186号(2012年10月05日)的“垂直密封型快速发酵器”涉及一种发酵牲畜粪便来生产有机肥的垂直密封型快速发酵器，为了发酵牲畜粪便，其内部设置有搅拌器、驱动装置、叶轮、供气装置和机械室等，因此存在需要昂贵的设备、动力使用等过多维护费用的缺点。

韩国专利授权公报第10-1801910号(2017年11月21日)的“密闭循环型快速有机物发酵装置”涉及一种搅拌并发酵餐厨垃圾和牲畜粪便等发酵物质、净化污染空气、供应规定温度的净化空气等有机物的快速发酵，其内部设置有搅拌器、送风机、除尘装置、除臭装置等，因此也存在需要昂贵的设备、动力使用等过多维护费用的缺点。

韩国专利授权公报第10-1794611号(2017年11月01日)的“带有外部管理型发酵空气供应装置的双层结构立式搅拌快速发酵器”为设置有用于有机物发酵的供气装置、搅拌装置、压缩空气罐等的形式，因此也存在需要昂贵的设备、动力使用等过多维护费用的缺点。

如上所述，大多数通过好氧消化过程循环利用有机废物的现有技术无论性能和效果如何，都存在需要小型企业中难以引进的昂贵的设施和过多的维护成本的缺点。

并且，传统的方法是使有机废物具备微生物发酵所必需的碳氮比(C/N ratio)、pH值(氢离子浓度)、水分含量等适宜条件下，尝试在自然环境中长期保持沉积状态，或者反复翻转以引入空气进行快速有氧发酵，或者通过在堆肥堆中埋入多孔管来诱导自然通风等方式，但存在发酵和腐熟完成至少需要3到6个月的时间、产生恶臭等污染周围环境的不可避免的缺点。

因此，对于有机废物的好氧消化工艺，迫切需要一种低成本、高效率的装置和方法，即使没有任何搅拌机、送风机、暖风机、电机等需要电源的机械系统，也能顺畅供应好氧发酵所需的空气并在保留发酵过程中产生的氧化热和保持适当水分的情况下快速发酵和干燥有机物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国专利授权公报第10-1190186号(2012年10月05日)

专利文献2：韩国专利授权公报第10-1801910号(2017年11月21日)

专利文献3：韩国专利授权公报第10-1794611号(2017年11月01日)

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术的问题，本发明的目的在于，提供一种任何人都可以轻松循环利用牲畜粪便等有机废物的低成本、高效率、高性价比的自然友好型无电源有机物快速发酵方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(a)，有机物预处理步骤，准备在碳氮比、pH值及水分含量方面具有适合好氧发酵条件的有机物；

步骤(b)，将完成预处理的上述有机物加入到无电源有机物快速发酵装置的发酵槽中；

步骤(c)，利用由上述无电源有机物快速发酵装置的透明侧壁和透明上部盖提供的阳光及由竖管和横管的自然空气循环提供的氧气来发酵有机物；以及

步骤(d)，通过拆解无电源有机物快速发酵装置或打开底面将完成发酵的上述有机物排出到发酵槽外，

其中，上述无电源有机物快速发酵装置包括：

发酵槽，其包括透明侧壁及透明上部盖；

多个双管结构的竖管，用于在发酵槽形成外部空气的供应通道；以及

横管，设置在多层，用于在发酵槽形成外部空气的供应通道，

其中，上述双管结构的竖管位于发酵槽的内部，包括内管和外管，在上述外管的外周面形成有对发酵槽内部的多个喷气孔，上述横管以两个末端位于发酵槽外部的方式贯通发酵槽，

上述双管结构的竖管和横管相互交叉结合，横管中设置在最底层的横管与上述双管结构的竖管的内管相连通，设置在第二层以上的横管与上述双管结构的竖管的外管相连通，

设置在多层的上述横管中，位于发酵槽内部的部分设置有多个向下形成的喷气孔，上述双管结构的竖管的上端部设置有顶盖，上述顶盖将通过竖管的内管供应的空气分配到竖管的外管和上述顶盖下部外管的外侧。

在本发明一实施方式中，在上述步骤(b)中还可以加入土壤微生物培养液。

在本发明一实施方式中，上述透明侧壁和透明上部盖可以由三重结构的透明面板组成，其在第一层和第三层的透明面板之间设置有具有多个双凹透镜(bi-concave lens)的第二层。

在本发明一实施方式中，各层的上述横管可以以网格状排列，多个横管的相互交叉处可以与上述双管结构的竖管相结合。

在本发明一实施方式中，上述双管结构的竖管的外管及上述横管的喷气孔可以结合有通气管以免发酵物进入，上述通气管可以具有包括弯曲部或不包括弯曲部的形态，末端部可以朝向发酵槽的底部。

在本发明一实施方式中，上述发酵槽的透明侧壁及透明上部盖可以具有可拆卸的组装型结构。

在本发明一实施方式中，上述发酵槽的底部可以由发酵槽所在的地面形成或可以相对于上述透明侧壁拆卸，并由能够支撑加入至发酵槽的有机物重量的材料形成的面板制成。

在本发明一实施方式中，上述双管结构的竖管的内管中可以设置有一个或多个文丘里管结构以提高外部空气的流入速度。

本发明的无电源有机物快速发酵方法即使不使用任何需要电源的机械系统也能快速有效地发酵有机物，因此为将有机废物循环利用于加工食品、牲畜饲料，农作物堆肥等领域而提供卓越的性价比和成本节约效果。

并且，本发明还提高有机废物的处理效率，有助于有机废物资源化，具有减少环境污染的效果。

附图说明

图1为示出本发明一实施方式的自然友好型无电源有机物快速发酵装置整体的三维立体图。

图2为示出本发明一实施方式的快速发酵装置的所有内部管道的三维立体图。

图3为示出本发明一实施方式的快速发酵装置的三重结构的透明侧壁和内部管道的三维主视图。

图4为示出本发明一实施方式的快速发酵装置的三重结构的透明侧壁和内部管道的三维侧视图。

图5为详细示出本发明一实施方式的快速发酵装置的双管结构的竖管的外管喷气孔及顶盖、横管的喷气孔的三维平面图。

图6为详细示出本发明一实施方式的快速发酵装置的横管与双管结构的竖管的连接形式和喷气孔的三维主视图。

图7为详细示出本发明一实施方式的快速发酵装置的三重结构的透明侧壁和与横管连接的双管结构的竖管的内管和外管的三维主视图。

图8为示出与本发明一实施方式的快速发酵装置的横管连接的双管结构的竖管的内管、外管及顶盖、喷气孔整体的三维正面透视图。

图9为详细示出本发明一实施方式的快速发酵装置的双管结构的竖管的外管喷气孔和顶盖的三维正面透视图。

图10为详细示出与本发明一实施方式的快速发酵装置连接的双管结构的竖管的内管和外管、喷气孔的三维正面透视图。

图11为详细示出本发明一实施方式的快速发酵装置的三重结构的透明侧壁的三维主视图。

具体实施方式

以下，将结合附图详细说明本发明的优选实施例。在对本发明进行说明之前，如果判断关于已知功能及结构的具体说明有可能不必要地模糊本发明的主旨，则将省略对其的说明。

以下的说明和附图举例说明了特定的实施例，以便于本领域技术人员实施所说明的装置和方法。其他实施例可以包括其他结构上或逻辑上的变形。除非有明确要求，否则个别结构要素和功能通常可以被选择，过程的顺序可以不同。一些实施例的部分和特征可以包括在其他实施例中或用其他实施例来替代。

如图1所示，本发明的无电源有机物快速发酵方法中使用的无电源有机物快速发酵装置的特征在于，包括：发酵槽R，其包括透明侧壁CW及透明上部盖CW；多个双管结构的竖管DP，用于在发酵槽R形成外部空气的供应通道；以及横管P，设置在多层，用于在发酵槽R形成外部空气的供应通道；其中，上述双管结构的竖管DP位于发酵槽R的内部，包括内管DPI和外管DPO，在上述外管DPO的外周面形成有对发酵槽内部的多个喷气孔A1，上述横管P以两个末端位于发酵槽外部的方式贯通发酵槽R，上述双管结构的竖管DP和横管P相互交叉结合，横管P中设置在最底层的横管与上述双管结构的竖管的内管DPI相连通，设置在第二层以上的横管与上述双管结构的竖管的外管DPO相连通，在设置在第二层以上的上述横管中，位于发酵槽R内部的部分设置有向下形成的喷气孔A2，上述双管结构的竖管DP的上端部设置有顶盖C，上述顶盖C将通过竖管DP的内管DPI供应的空气分配到竖管DP的外管DPO和上述顶盖C下部外管的外侧。

本发明的自然友好型无电源有机物快速发酵装置的特征在于，将具备微生物快速发酵所必需的碳氮比(C/N ratio)、pH值(氢离子浓度)及水分含量等适合好氧发酵条件的有机物快速发酵并顺利排出。尤其，即使在没有动力装置的无电源状态下，也能顺畅供应好氧发酵所需的空气并在保留发酵过程中产生的氧化热和保持适当水分的情况下快速发酵有机物，并能快速干燥和排出即将完成发酵的有机物。

如图3及图4所示，在本发明一实施方式中，形成上述发酵槽R的透明侧壁CW和透明上部盖可以由三重结构的透明面板组成，其在第一层和第三层的透明面板之间设置有具有多个双凹透镜(bi-concave lens)的第二层。

具体地，上述透明侧壁及透明上部盖为三重结构包括内置有多个双凹透镜的中间层(第二层)，其能够将作为能源透射的阳光分散和散射，以活化以好氧发酵中产生的二氧化碳(CO₂)，氨气(NH₃)等恶臭物质为食而增殖的光合细菌。并且，包括中间层(第二层)在内的外部层(第一层)和内部层(第三层)都可以使用玻璃、塑料、亚克力、乙烯空气帽(aircap)等常用材料来制造，这种材料能够适当地保持有机物质内部的好氧发酵产生的氧化热和水蒸气且兼备能够透射阳光的耐热性和透明性。

上述外部层(第一层)和内部层(第三层)可以为透明面板的形式，中间层(第二层)可以位于上述透明面板之间。并且，上述中间层(第二层)也可以为内置有双凹透镜的透明面板的形式。

形成上述发酵槽R的透明侧壁及透明上部盖可以根据现场环境通过常规方式固定组装形成发酵槽R，或者必要时也可以以可拆卸的组装型结构形成发酵槽R。

在本发明一实施方式中，上述发酵槽R的底面可以直接使用地面。并且，上述发酵槽R的底面也可以使用由能够支撑最初加入的有机物重量的铁板、不锈钢、塑料等常用材质形成的面板，以便将完成发酵和干燥的有机物从底面的下方排出。在此情况下，上述面板可以为可拆卸的组装型结构。

如图2所示，在本发明一实施方式中，各层的上述横管P可以以网格状排列，多个横管P的相互交叉处可以与上述双管结构的竖管DP相结合。

上述竖管P和横管DP可以由耐热塑料、亚克力、金属等常用材料制成，但不限于这些材料，只要是能够实现管道功能的材料就不限定使用。

在本发明一实施方式中，在多个双管结构的竖管DP的外管DPO设置有多个喷气孔A1，以将从通过内管DPI流向上部并通过顶盖供应至外管的外部空气供应给有机物。上述喷气孔可以沿着外管的所有方向形成。

如图6所示，上述双管结构的竖管DP的外管的喷气孔A1及上述横管P的喷气孔A2可以结合有通气管以免发酵物进入，上述通气管可以具有包括弯曲部或不包括弯曲部的形态，末端部可以朝向发酵槽的底部。

在本发明一实施方式中，交叉结合的上述多个双管结构的竖管DP和多个横管P沿着上、下、左、右方向的设置间隔可以共同为30cm至200cm，优选为80cm至120cm。并且，三重结构的透明侧壁CW与管的设置间隔可以为15cm至100cm，优选为40cm至60cm。

在本发明一实施方式中，上述多个双管结构的竖管DP和多个横管P的直径可以相同，例如，当设置间隔为30cm至200cm时，直径可以为2cm至40cm，优选为3cm至20cm。并且，例如，当管的设置间隔为50cm至180cm时，直径可以为3cm至36cm，优选为5cm至18cm。并且，例如，当管的设置间隔为80cm至120cm时，直径可以为5cm至24cm，优选为8cm至12cm。

在本发明一实施方式中，考虑到从上一层的多个横管中沿着向下方向设置的多个喷气孔供应给有机物的空气的顺畅流动，与上述多个双管结构的竖管DP的内管直接连接的最底层的多个横管与其上一层的多个横管P的设置间隔可以为多个横管直径的0.5倍至7倍，优选为1倍至3倍。

在本发明一实施方式中，考虑到从设置在外管的多个喷气孔供应给有机物的空气的顺畅流动，上述多个双管结构的竖管的内管的直径可以为外管直径的0.1倍至0.9倍，优选为0.3倍至0.7倍。

在本发明一实施方式中，设置在上述双管结构的竖管的外管的多个喷气孔和设置在横管的多个喷气孔的直径可以相同，例如，当管的直径为3cm至20cm时，可以为0.1cm至4cm，优选为0.3cm至2cm。例如，当管的直径为5cm至18cm时，可以为0.3cm至3.6cm，优选为0.5cm至1.8cm。例如，当管的直径为8cm至12cm时，可以为0.6cm至2.4cm，优选为0.8cm至1.2cm。

在本发明一实施方式中，例如，当喷气孔的直径为0.3cm至2cm时，上述喷气孔的之间的设置间隔可以为0.5cm至30cm，优选为1.5cm至10cm。例如，当喷气孔的直径为0.5cm至1.8cm时，上述喷气孔的之间的设置间隔可以为7.5cm至27cm，优选为2.5cm至9cm。例如，当喷气孔的直径为0.8cm至1.2cm时，上述喷气孔的之间的设置间隔可以为12cm至24cm，优选为4cm至6cm。并且，为了最大限度地减少有机物的堆积对喷气孔的堵塞，所有喷气孔可以结合有通气管，上述通气管可以具有包括弯曲部或不包括弯曲部的形态，末端部可以朝向发酵槽的底部。

如图2至图5所示，在本发明一实施方式中，上述双管结构的竖管DP的上端部设置有顶盖C，上述顶盖C具有将通过竖管的内管DPI供应的空气分配到竖管的外管DPO和上述顶盖下部外管的外侧的功能。并且，上述顶盖还具有防止堆积在发酵槽R中的有机物流入的功能。

顶盖C的形状没有特别限制，但如图3及图4所示，优选直径沿着从上部到下部的方向逐渐变宽的形状。例如，这种顶盖的形状可以为中空的半球形。这种类型的顶盖可以使从发酵槽顶部供应的有机物通过顶盖的倾斜表面自然流下。

并且，如图9所示，上述顶盖C的下端部的直径比双管结构的竖管DP的外管DPO的直径大，以使通过双管结构的竖管的内管DPI流入的外部空气可以通过顶盖C和外管DPO之间形成的空间自然地供应到上部有机物部分。

如图10所示，在本发明一实施方式中，上述双管结构的竖管DP的内管DPI中可以设置有一个或多个文丘里管结构以提高外部空气的流入速度。并且，上述双管结构的竖管DP的内管的外壁为没有喷气孔的密闭结构，以使通过烟囱效应(stack effect)形成垂直上升气流至因好氧发酵的氧化热而维持高温的最顶层。并且，上述内管的内部可以设置有一个以上的文丘里管结构。

本发明的无电源有机物快速发酵装置的发酵槽R中进行的好氧发酵会产生氧化热，当好氧发酵达到顶峰时，发酵槽R内部的温度能够达到60℃至75℃。因此，因发酵槽R中收容的有机物的氧化热，上部的空气形成高温，从而导致发酵槽R竖管的内管DPI中上部的空气与下部流入的外部空气之间产生温度差。因此，如图8所示，由于这种温度差，外部空气自然地通过最底层的横管P流入，由此流入的外部空气沿着双管结构的竖管DP的内管DPI上升，形成上升气流。如图9所示，这种上升气流被设置在上述双重结构的上部末端的顶盖C阻挡而向下转向并沿着双管结构的竖管的外管DPO向下部流动。并且，上述上升气流的一部分可以通过在上述顶盖C与竖管的外管DPO之间形成的喷气孔均匀地供应给发酵槽中收容的有机物。

具体地，发酵槽R内部的空气温度随着好氧发酵的进行产生的氧化热而升高，与通过竖管的内管DPI流入的外部空气形成温度差。这时，由于烟囱效应等，常温15℃至25℃水平的外部空气通过双管结构的竖管的内管迅速形成上升气流到达保持60℃至75℃的最顶层部。并且，上述内管中形成的文丘里管(venturi tube)会加速这种上升气流的流动而促进空气流入。

本发明的无动力快速发酵装置中，没有动力装置的无电源状态是指不具有任何搅拌机、送风机、暖风机、电机等需要电源的任何机械系统的状态。如上所述，本发明的无动力快速发酵装置虽然是无电源状态，但仍然能够顺畅供应好氧发酵所需的空气并在保留发酵过程中产生的氧化热和保持适当水分的情况下快速发酵有机物，而且可以快速干燥和排出即将完成发酵的有机物。

并且，本发明的有机物快速发酵方法的特征在于，包括如下步骤：

步骤(a)，有机物预处理步骤，准备在碳氮比(C/N ratio)、pH值及水分含量方面具有适合好氧发酵条件的有机物；

步骤(b)，将完成预处理的上述有机物加入到上述无电源有机物快速发酵装置的发酵槽中；

步骤(c)，利用由上述无电源有机物快速发酵装置的透明侧壁和透明上部盖提供的阳光及由竖管和横管的自然空气循环提供的氧气来发酵有机物；以及

步骤(d)，通过拆解无电源有机物快速发酵装置或打开底面将完成发酵的上述有机物排出到发酵槽外。

在上述(a)预处理步骤中，碳氮比是指有机碳(C)与总氮(N)的比值，微生物发酵活动中以碳(C)为能源，以氮(N)为营养源。最适合微生物发酵活动的有机物碳氮比为20至25，微生物体的平均碳氮比约为8至12，完成好氧发酵及分解后有机物的平均碳氮比变成与微生物体的平均碳氮比相同的约8至12。因此，配制适合好氧发酵的碳氮比的有机物是快速发酵最重要的预处理步骤。

在上述(a)预处理步骤中，适合微生物发酵活动的pH值范围为5.5至8.5。通常，好氧发酵初期会保持弱酸性，在充足的氧气供应下进行活跃的发酵，随着有机物的氮成分中产生氨气(NH₃)而残留铵离子(NH₄ ⁺)，就会呈弱碱性。并且，当有机物的碳氮比高于适当水平时，由于缺乏氮气而发生厌氧发酵，导致产生有机酸等，从而可能使pH值保持弱酸性。因此，有机物的好氧发酵引起的pH值变化可以判断有机物的碳氮比是否适宜好氧发酵及供氧是否正常的指标。

在上述(a)预处理步骤中，为了使微生物活跃地进行好氧发酵，有机物的水分含量非常重要。当有机物中的水分含量低于30％时，由于缺乏流动性，微生物的活性就会降低，当水分含量为70％以上时，也会降低透气性而导致活性降低。因此，只有在有机物的水分含量为55％至65％时，才能在最佳状态下使微生物的活性最大化。

在本发明一实施方式中，上述步骤(b)中还可以加入以100重量份有机物为基准的1重量份至10重量份的土壤微生物培养液。

在上述有机物的快速发酵方法中，参与发酵过程的光合细菌是一种吸收太阳能量进行光合作用来制造碳水化合物的自养菌，是自然界中广泛存在的微生物之一，其在动植物食物链中起着非常重要的作用。而且，它可以在好痒和厌氧条件下生长，并且由于它以二氧化碳(CO₂)、氨气(NH₃)等恶臭物质为食进行增殖，因此对有机物发酵过程产生的恶臭具有卓越的去除效果等对于微生物生长环境具有净化的生理功能。

以下，将结合实施例更详细地说明本发明。但是，以下实施例只是为了更具体地说明本发明，本发明的范围不限于以下实施例。本领域技术人员可以在本发明的范围内对以下实施例进行适当的修改和变更。

实施例：

为了证实本发明实施例中提出的自然友好型无电源有机物快速发酵装置及其方法的实用性和效果等，以畜牧业现场产生的有机废物为基础，准备了具备微生物发酵活动所需的碳氮比(C/N ratio)、pH值(氢离子浓度)、水分含量等适宜条件的有机物。

将经过预处理的有机物放入发酵槽后，在好氧发酵的整个过程中采用常用方法实时采集标准试样进行颜色、气味、水分含量等官能检验，并同时实施了碳氮比、pH值、温度等检测。其中，好氧发酵整个过程的官能检验及碳氮比、pH值、温度等实时检测的结果值由发酵槽内部的上、下、左、右边缘的4个点和深部1个点等5个点的平均值计算得出。

并且，为了验证腐熟完成状态，根据家畜粪便管理和利用相关法律规定的判定标准，采用国际上通用的两种机械测量法，在好氧发酵的整个过程中进行了腐熟度测量。其中，用于测量腐熟度的标准试样是将在发酵槽内部的上、下、左、右边缘的4个点和深部1个点等5个点各采集200g的共1000g均匀地混合后，除去石头、塑料等异物，最终使用200g作为腐熟度测量用。

实验分为以下两种类型实施。

实验1：

1.作为预处理，使用猪粪作为有机废物，将用于调节水分和碳(C)强化的干燥锯末和用于氮(N)强化的氨基酸浓缩液作为添加剂，将它们以适当比例混合，满足了如下表1所示的碳氮比、pH值、水分含量等好氧发酵的最适宜条件。

表1

2.对经过预处理的上述猪粪的好氧发酵的整个过程，在第一天至第七天进行官能检验和碳氮比、pH值、温度等能够估测腐熟度的检测，结果如下表2所示。

表2

3.为了验证上述好氧发酵的整个过程中的腐熟进展状态，根据家畜粪便管理和利用相关法律规定的判定标准，采用国际上通用的两种机械测量法的腐熟度测量结果如下表3所示。

表3

*机械测量法是通过机械测量微生物活性导致的CO₂、NH₃气体浓度的显色反应来测量腐熟度。

*CoMMe-100：将CO₂、NH₃气体浓度分为5个阶段表示来导出结果(未腐熟、腐熟初期、腐熟中期、腐熟后期、腐熟完成)

*Solvita：将CO₂、NH₃气体浓度以定量数字表示来导出结果(1未腐熟、2腐熟初期、3腐熟中期、4～6腐熟后期、7～8腐熟完成)

在上述实验1中可以确认到，从好氧发酵的第二天(经过48小时)开始，几乎没有氨气(NH₃)等气味，第四天(经过96小时)内部温度达到最高点后下降(第三天78℃到第四天74℃)后，打开上部进行干燥，从第四天(经过96小时)开始处于腐熟即将完成的腐熟后期状态。

实验2：

1.作为预处理，在具备实验1的充分条件下，为了促进微生物活性，添加以常用方法培养的2重量百分比的土壤微生物培养液，并将碳氮比、pH值、水分含量等调节至与上述实验1相同。

2.对经过上述预处理的猪粪的好氧发酵的整个过程，在第一天至第七天进行官能检验和碳氮比、pH值、温度等能够估测腐熟度的检测，结果如下表4所示。

表4

3.为了验证上述好氧发酵的整个过程中的腐熟进展状态，根据家畜粪便管理和利用相关法律规定的判定标准，采用国际上通用的两种机械测量法的腐熟度测量结果如下表5所示。

表5

*机械测量法是通过机械测量微生物活性导致的CO₂、NH₃气体浓度的显色反应来测量腐熟度。

*CoMMe-100：将CO₂、NH₃气体浓度分为5个阶段表示来导出结果(未腐熟、腐熟初期、腐熟中期、腐熟后期、腐熟完成)

*Solvita：将CO₂、NH₃气体浓度以定量数字表示来导出结果(1未腐熟、2腐熟初期、3腐熟中期、4～6腐熟后期、7～8腐熟完成)

为了促进好氧发酵，上述实验2是在实验1的条件下添加了土壤微生物培养液，上述实验2中可以确认到，从好氧发酵的第一天(经过24小时)开始，几乎没有氨气(NH₃)等气味，第三天(经过72小时)内部温度达到最高点后下降(第2天79℃到第四天76℃)后，打开上部进行干燥，从第三天(经过72小时)开始处于腐熟即将完成的腐熟后期状态。

Claims (7)

1.一种无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，

包括如下步骤：

步骤(a)，有机物预处理步骤，准备在碳氮比、pH值及水分含量方面具有适合好氧发酵条件的有机物；

步骤(b)，将完成预处理的上述有机物加入到无电源有机物快速发酵装置的发酵槽中；

步骤(c)，利用由上述无电源有机物快速发酵装置的透明侧壁和透明上部盖提供的阳光及由竖管和横管的自然空气循环提供的氧气来发酵有机物；以及

步骤(d)，通过拆解无电源有机物快速发酵装置或打开底面将完成发酵的上述有机物排出到发酵槽外，

其中，上述无电源有机物快速发酵装置包括：

发酵槽，其包括透明侧壁及透明上部盖；

多个双管结构的竖管，用于在发酵槽形成外部空气的供应通道；以及

横管，设置在多层，用于在发酵槽形成外部空气的供应通道，

上述双管结构的竖管位于发酵槽的内部，包括外壁没有喷气孔的密闭结构的内管和外管，在上述外管的外周面形成有对发酵槽内部的多个喷气孔，上述横管以两个末端位于发酵槽外部的方式贯通发酵槽，

上述双管结构的竖管和横管相互交叉结合，横管中设置在最底层的横管与上述双管结构的竖管的内管相连通，设置在第二层以上的横管与上述双管结构的竖管的外管相连通，

在设置在多层的上述横管中，位于发酵槽内部的部分设置有多个向下形成的喷气孔，上述双管结构的竖管的上端部设置有直径沿着从上部到下部的方向逐渐变宽的形状的顶盖，上述顶盖将通过竖管的内管供应的空气分配到竖管的外管和上述顶盖下部外管的外侧，

上述双管结构的竖管的外管及上述横管的喷气孔结合有通气管以免发酵物进入，上述通气管具有包括弯曲部或不包括弯曲部的形态，末端部朝向发酵槽的底部。

2.根据权利要求1所述的有机物快速发酵方法，其特征在于，在上述步骤(b)中还加入土壤微生物培养液。

3.根据权利要求1所述的无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，在上述无电源有机物快速发酵装置中，透明侧壁和透明上部盖由三重结构的透明面板组成，其在第一层和第三层的透明面板之间设置有具有多个双凹透镜的第二层。

4.根据权利要求1所述的无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，在上述无电源有机物快速发酵装置中，各层的上述横管以网格状排列，多个横管的相互交叉处与上述双管结构的竖管相结合。

5.根据权利要求1所述的无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，在上述无电源有机物快速发酵装置中，上述发酵槽的透明侧壁及透明上部盖具有可拆卸的组装型结构。

6.根据权利要求1所述的无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，在上述无电源有机物快速发酵装置中，上述发酵槽的底部由发酵槽所在的地面形成或能够相对于上述透明侧壁拆卸，并由能够支撑加入至发酵槽的有机物重量的材料形成的面板制成。

7.根据权利要求1所述的无电源有机物快速发酵方法，其特征在于，在上述无电源有机物快速发酵装置中，上述双管结构的竖管的内管中设置有一个或多个文丘里管结构以提高外部空气的流入速度。