CN202819232U - 填充式带气垫层的可控养殖发酵床 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于畜禽养殖技术及设施、设备领域，具体涉及一种填充式带气垫层的可控养殖发酵床，其特点是在发酵垫层（1）下部设置一个全面积气垫层或在牲畜集中排泄区域设置部分区域气垫层，气垫层内保持空气自然流通或者配置机械送风系统，气垫层从下至上依次由防渗地坪层（6）和级配材料层（3）构成，级配材料层（3）底部设置有水平开孔通风管（7），开孔通风管（7）与机械送风系统的风机（10）连接，位于发酵垫层（1）内的温度控制传感器（12）、湿度控制传感器（13）的探头与机械送风系统的控制器相连，控制器与风机（10）相连，本产品可全方位控制畜禽养殖发酵床中微生物粪污消解气氛，使发酵床能处于合适的好氧和兼氧状态，强化发酵床对养殖条件、养殖负荷的适应性，优化发酵床的工作状态，延长发酵床使用寿命。

Description

填充式带气垫层的可控养殖发酵床

技术领域

本实用新型属于畜禽养殖技术及设施、设备领域，具体涉及一种填充式带气垫层的可控养殖发酵床。

背景技术

现代化规模畜禽养殖，在提高生产率的同时，也带来了大量的畜禽粪便难以处理，由此造成严重的环境污染；目前中国每年畜禽粪便产生量已达19亿吨，超过了工业固体废弃物排放量的2倍多；现有的各种畜禽粪便处理技术，主要采用综合利用方式，通过农肥利用实现粪污消纳，部分沼液采用了处理达标外排方式。由于干湿分离措施推广，使畜禽养殖干粪消纳范围大大增加，但沼液由于肥效和运输费用原因，消纳范围局限在处理设施周围，涉及周围土地消纳的肥平衡和水平衡问题，肥料施用方式问题，沼液贮存及用肥周期问题，沼液施用习惯及利用率问题。由于我国规模化养殖程度逐年提高，养殖量大，农村养殖附加值低。长期以来粪污、沼液污染问题得不到有效解决，成为我国解决面源污染的关键问题之一。

低碳、环保微生态发酵床技术从国外引入，由于该技术利用发酵垫层有效分解畜禽尿液、粪便，无粪污直接排放，也没有粪污冲洗水，使用寿命1-3年，换下垫层经过简单处理直接打到有机肥料标准等特点，在我国得到一定程度的推广利用。

发酵床畜禽养殖技术被认为是一种低碳、环保、微生态、无污染、几乎近似零排放的有机农业畜禽养殖技术，利用我们周围自然环境的生物资源，即采集本地土壤中的多种有益微生物，通过对这些微生物进行培养、扩繁，形成有相当活力的微生物母种，再按一定比例将微生物母种、锯木屑、谷壳以及一定量的辅助材料和活性剂混合、发酵形成有机垫料。在经过特殊设计的猪舍里，填入上述有机垫料制成微生态发酵床，再将仔猪放在发酵床上饲养。猪从小到大都生活在这种有机垫料上面，猪的排泄物猪粪尿经有益微生物菌的发酵后，得到充分的分解和转化，达到无臭、无味、无害化的目的。

但是发酵床也存在一定问题，有专家对床层病原菌杀灭提出疑问；此外，由于发酵床气氛控制靠翻堆实施，在发酵床含水量增加，通气不良情况出现，极易造成局部和全部“死床”等，床层寿命大大缩短，“死床”也容易在南方阴雨天导致“烂猪脚”情况发生。

另一方面，一些猪有在猪舍固定地方排泄的生活习惯，使发酵床固定部分粪尿集中，其他部分则很少或者无法接触猪粪尿，容易使发酵床局部负荷过重，影响发酵床的发酵效果，形成局部死床，缩短发酵床使用寿命。四川省发酵床实际使用寿命多在1.5~2年左右，未达到该技术3年寿命的目标，超养殖密度或管理不善的发酵床有时在数月内就发生死床问题。

中国专利CN101703033A提供了一种猪舍发酵床的建立方法，包括将采食台、装有发酵垫料的发酵池、供水系统沿长条形猪舍净道垂直的方向依次排列设置，其中采食台与猪舍净道相邻。沿长条形猪舍净道平行的方向，在发酵池底平面下设置与猪舍净道同长的通风道。供水系统中夏季供水管设置在猪舍的外面埋于地下，冬季供水管设置在发酵池的通风道附近且埋于垫料中。但由于通风道只设在猪舍中部，风道窄，与发酵床接触面积很小，均匀布气困难，存在较多死角。这种方式对较大面积发酵床自然进风换气（非风机）作用较差。

发明内容

本实用新型的目的是为了针对现有技术中发酵床发酵过程控制性差、发酵床使用寿命短的技术难题，为人们提供一种可全方位控制畜禽养殖发酵床中微生物粪污消解气氛，使发酵床能处于合适的好氧和兼氧状态，强化发酵床对养殖条件、养殖负荷的适应性，优化发酵床的工作状态，延长发酵床使用寿命的一种填充式带气垫层的可控养殖发酵床。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。

本实用新型的填充式带气垫层的可控养殖发酵床的建立方法，是在发酵垫层1下部设置一个全面积气垫层或在牲畜集中排泄区域设置部分区域气垫层，气垫层内保持空气自然流通，实现自然通风；或者通过机械送风强制供气。

上述气垫层配置机械送风系统时，送风系统设可设置控制系统，通过发酵床内部的温度、适度探头控制机械送风系统的运行。

上述气垫层采用分单元控制和多单元控制相接，如：以每个猪圈为一个单元，同时分区采用管道连接多单元，用阀门控制。

本实用新型的填充式带气垫层的可控养殖发酵床，由发酵垫层1和发酵垫层1下方的砾石层和/或卵石层和/或秸秆层和/或棕垫层构成，较好采用级配砾石层、级配卵石反滤层。

本实用新型的填充式带气垫层的可控养殖发酵床，其特点是发酵垫层1下部设置有一个全面积气垫层或在牲畜集中排泄区域设置部分区域气垫层，气垫层从下至上依次由防渗地坪层6、级配材料层3，级配材料层3底部设置有水平开孔通风管7，起到通风和排水两大功效，可很好的解决发酵床通风控制与支撑。

上述填充式带气垫层的可控养殖发酵床的发酵垫层1与级配材料层3之间增加透气隔离层2。

上述开孔通风管7可以采用平行排列式、网格式或其它方式排列。在与地面垂直方向也可设置导气竖管8，开孔通风管7及导气竖管8的管道末端设置有调风堵头9，调节进风风量。

上述填充式带气垫层的可控养殖发酵床，可采用自然通风方式配置，当配置机械送风系统时，可根据需求采用单一单元与多单元送风相结合方式供气，由风机10及控制系统（时序编程控制器或PLC控制器）构成通风系统，温度控制传感器12、湿度控制传感器13的探头位于发酵垫层1内，一端则与控制系统如时序编程控制器或PLC控制器相连，控制系统如编程控制器或PLC控制器的另一端与风机10相接，通过控制风机10的启闭和进风阀门实现发酵床控制。

本实用新型的技术方案是设计人通过反复实践摸索创造出来的，为全面提高现有畜禽养殖发酵床技术控制性，延长发酵床寿命而研制开发的新的科学实用的技术方案，本实用新型通过在发酵床下部设置气垫层及通风辅助设施，可全方位控制畜禽养殖发酵床中微生物粪污消解气氛，使发酵床能处于合适的好氧和兼氧状态，强化发酵床对养殖条件、养殖负荷的适应性，实现优化发酵床的工作状态，延长发酵床使用寿命的目的。与现有技术相比，本实用新型具有如下主要功能和技术特点：

1）          发酵床气氛控制强化及控制功能

为了维持畜禽发酵床正常使用，给畜禽一个良好生活环境，同时有利于粪污消解，与牲畜接触发酵床表面需要干爽，内部可报纸一定湿度以维持微生物繁殖和对粪污的消解，表面干爽可以通过表面空气带走水分，也可以内部发酵，热气流上升带走表面水分。对运行正常的发酵床菌群初步培养识别显示，发酵床内以好氧、兼氧微生物为主，而坏床厌氧微生物会大量滋生。控制发酵床通风供气，可以保持有益微生物正常生长，保持发酵床的正常运行。

传统的发酵床内微生物的氧气供给是由床层表面补充，或通过翻堆提供，气流方向是由表层向深层渗透，床内下部氧含量随厚度增加递减。气垫层可调发酵床气流方向从下至生，发酵床内发酵产生的热空气抬升，底部空气可自然补充，实现为床层的自然供气。

通常发酵床在自然通风条件下运行，即可实现发酵床正常运行。机械强化供气可以有效短时间提高供气量，对启动有机质含量高的发酵床的微生物高温发酵，控制温度和湿度效果明显。

自然通风状态发酵也可有效解决发酵床不均匀粪污负荷的发酵问题，由于粪污分布不均，有机物多的地方微生物繁殖强，升温快，局部热气流上升速率高，补充空气快，可有效维持温度和保证发酵的顺利进行。而粪污少的地方温度相对低一些，床层中气流抬升也慢，补充气自然少。只要控制进气口开度，就可以有效保温并控制发酵的顺利进行。减少了翻堆的强度。

根据发酵床单元设置，可以分养殖单元控制和全舍控制，分区控制是较好的控制方式。

对要求较高的养殖场可设发酵床多点温度、湿度控制传感器，配合PLC控制机器供气设施的运行，可以采用时序编程控制和多参数控制控制方式。

2）  发酵床可控高温灭菌

在发酵床聚集一定有机物以后，可以采用自然通风或强制机械通风方式供氧，可强化垫床内好氧、兼氧微生物的繁殖，很快提高床层温度（正常床层高温发酵温度控制在50-70℃较佳），有效杀灭病原菌，配合翻堆实现发酵床面层和深层的“净化”，该方式可多次人工控制使用，可有效防止发酵床内病原菌的繁衍，防止疫情的发生。

3）  发酵床保温

通过关闭和控制个单元的各个进风口，可控制进气量，可调控冬季发酵床温度。

4）          发酵床排水

底部气垫层同时具备排水功能，漏雨的雨水，地下水位上升进入圈舍的地下水，外部一定量洪水流入，穿层尿液或其它事故进水均可以顺利排除，而不影响发酵床层正常运行。

5）          发酵床修复

对发酵床具有修复功能，配合翻堆和送风，可以修复因为养殖负荷过大造成的局部“死床”，可有效防止局部“死床”情况的蔓延，抑制导致死床的微生物的蔓延。

6）  具备完善的堆肥功能

气垫可控发酵床具备静态好氧发酵的全部功能，可利用空床或需要跟换垫料的废床完成非发酵床养殖（如母猪）养殖产生的粪污，这些粪污通过与废弃垫料或锯末、秸秆粉碎料按一定比例混合，可完成好氧高温发酵和后发酵的全部过程。可以有效实现畜禽粪便堆肥，农业废弃物堆肥，污泥堆肥，生活垃圾有机物堆肥。但需要注意是堆肥区域必须严格满足防疫的要求。

主要优点及对比见下表：

项目及内容	气垫式可控发酵床	传统发酵床	发酵床专利CN101703033A	备注
					发酵床供气	全覆盖，供气好	差	局部供气
发酵床微生物生长控制	全面控制，可控性好	控制性弱	具备有控制能力
					发酵床高温控制	控制好	难以控制	局部有控制能力
人工快速启动好氧发酵	全区域可实现	难以实现	局部可实现
					发酵床寿命	长	短	较长
防止“死床”	全区域控制	控制难	局部可控，大部分区域难以控制
					保温	全单元可控，效果好	好，不可控	局部可控
高温病原微生物杀灭控制评价	好，可控	有作用，控制难	局部有有控制能力
					排水功能	好，下层垫料不受水影响	排水难，下层垫料会被浸泡	可排水，还是存在下部分垫料被浸湿的可能
发酵床时序控制	具备	不具备	不具备
					发酵床多参数程序控制	具备	不具备	不具备
控制范围及方式	养殖单元控制，全舍控制	不可控	全舍控制，不能实现局部控制
					堆肥功能	具备完善静态好氧堆肥功能	简易堆肥	不完善的好氧堆肥
对翻堆的强度要求	较低	高	较高
					构筑物重复利用情况	气垫层重复利用	重复利用	重复利用

附图说明：

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型平面布置结构示意图。

图3为本实用新型发酵床局部结构示意图。

图4为本实用新型发酵床供风控制系统结构示意图。

图中：1. 发酵垫层；2透气隔离层；3. 级配材料层；4.猪舍5. 猪舍立柱；6. 防渗地坪层；7. 开孔通风管；8. 导气竖管； 9. 调风堵头； 10. 风机；11、猪舍顶棚；12、温度控制传感器；13、湿度控制传感器；14、猪舍过道。

具体实施方式：

下面通过实施例进一步描述本实用新型，本实用新型不仅限于

所述实施例。

如图1-4所示：本实用新型的填充式带气垫层的可控养殖发酵床的建立方法，是在发酵垫层1下部设置一个全面积气垫层或在牲畜集中排泄区域设置部分区域气垫层，气垫层内保持空气自然流通，实现自然通风；或者通过机械送风强制供气；或在特殊情况下关闭供气口。上述气垫层内可保持空气自然流通，为发酵床提供必要空气，也可通过机械送风，强制供气，强制启动微生物快速好氧升温发酵，也可通过较大的通风量，除湿或降低床层温度，可实现发酵过程强制间歇送风功能，也可在特殊情况下可关闭供气口，通常在冬季可实现发酵床保温。

如图1-4所示：本实用新型气垫层配置机械送风系统时，送风系统设置控制系统，如时序编程控制器或PLC控制器（图中未给出），控制系统通过温度控制传感器12、湿度控制传感器13设在发酵床如图中的发酵垫层1内部的温度、适度探头控制机械送风系统的运行，如PLC编程控制可通过传感器对发酵床内湿度，温度进行精确控制。

本实用新型气垫层配置机械送风系统时可采用分单元控制和多单元控制相接，如：以每个猪圈为一个单元，同时分区采用管道连接多单元，用阀门控制，以方便机械送风系统的单一单元送风和多单元送风要求。对采用大圈的养殖场，可在底部分为多个相互独立的气垫静压区，方便分区控制。

如图1.图3所示：本实用新型的填充式带气垫层的可控养殖发酵床，由发酵垫层1和发酵垫层1下方的级配材料层3构成，所述级配材料层3是指级配砾石层和/或级配卵石层和/或秸秆层和/或棕垫层，也不排除直接采用砾石层和/或卵石层，或采用其它具有类似作用的结构材料。

如图1-4所示：填充式带气垫层的可控养殖发酵床，其特点是发酵垫层1下部设置有一个全面积气垫层或在牲畜集中排泄区域设置部分区域气垫层，气垫层从下至上依次由防渗地坪层6、级配材料层3（可以是砾石层和/或卵石层，但采用级配砾石层和/或级配卵石反滤层或棕垫层等较好），级配材料层3上部直接敷设发酵床层即发酵垫层1，级配材料层3底部设置有水平开孔通风管7，起到通风和排水两大功效，可很好的解决发酵床通风控制与支撑。根据需要开孔通风管7可以设置在其他合适的位置。

如图1所示：填充式带气垫层的可控养殖发酵床的发酵垫层1与级配材料层3之间增加透气隔离层2，透气隔离层2采用土工布、棕垫、秸秆层或其他透气材料。采用秸秆层、棕垫时也可省去级配反滤层3。

如图1所示：填充式带气垫层的可控养殖发酵床的级配材料层3较好结构形式是采用3~4层不同粒径的材料层，级配材料层3从上至下粒径逐渐变大，粒径范围为8~100mm，材料层厚度为400~600 mm。但并不排除采用其它粒径范围和材料层厚度，也不排除采用卵（砾）石以外的可以起到气垫作用保持一定的空隙率的其他形状或结构的材料。设置级配卵（砾）石层作用为：既可防止卵（砾）石层堵塞，又能保证该层保持一定的空隙率。

如图4所示：填充式带气垫层的可控养殖发酵床，可采用自然通风方式配置，当配置机械送风系统时，可根据需求采用单一单元与多单元送风相结合方式供气，由风机10及控制系统（时序编程控制器或PLC控制器）构成通风系统，温度控制传感器12、湿度控制传感器13的探头位于发酵垫层1内，一端则与控制系统如时序编程控制器或PLC控制器相连，控制系统如编程控制器或PLC控制器的另一端与风机10相接，通过控制风机10的启闭和进风阀门实现发酵床控制。

如图4所示：开孔通风管7可采用网格式排列方式，也可以采用平行排列式或其它方式排列。上述架空式或填充式带气垫层的可控养殖发酵床在与地面垂直方向也可设置导气竖管8，开孔通风管7及导气竖管8的管道末端设置有调风堵头9，调节进风风量。在需要的情况下，自然进风口可以由阀门或调风堵头实施关闭，机械送风调配可由阀门控制。

如图2.图4所示：开孔通风管7设置有通孔，开孔率根据需要设置，池体外管道为非穿孔管，本例管道材质为UPVC。

Claims (4)

1.一种填充式带气垫层的可控养殖发酵床，其特征在于发酵垫层（1）下部设置有一个全面积气垫层或在牲畜集中排泄区域设置部分区域气垫层，气垫层从下至上依次由防渗地坪层（6）和级配材料层（3）构成，级配材料层（3）底部设置有水平开孔通风管（7）。

2.根据权利要求1所述的填充式带气垫层可控养殖发酵床，其特征在于所述开孔通风管（7）与送风系统相连，送风系统设置有控制系统，位于发酵垫层（1）内的温度控制传感器（12）、湿度控制传感器（13）的探头与机械送风系统的控制器相连，控制器与风机（10）相连。

3.根据权利要求1所述的填充式带气垫层可控养殖发酵床，其特征在于所述发酵垫层（1）与级配材料层（3）之间增加透气隔离层（2）。

4.根据权利要求1所述的填充式带气垫层的可控养殖发酵床，其特征在于所述开孔通风管（7）管道末端设置有调风堵头（9）。

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