專(zhuān)利名稱(chēng)：一種槽式發(fā)酵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種堆肥發(fā)酵方法，尤其涉及一種底部架空免通氣槽式發(fā)酵方法，屬于有機(jī)肥料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
有機(jī)肥主要來(lái)源于植物殘?bào)w和(或)動(dòng)物排泄物，施于土壤以提供植物營(yíng)養(yǎng)為其主要功能的有機(jī)物料，經(jīng)生物物質(zhì)如植物殘?bào)w和動(dòng)物排泄物如糞便等材料加工而來(lái)，通過(guò)堆肥發(fā)酵消除了其中的有毒有害物，富含大量有益物質(zhì)，包括多種有機(jī)酸、腐殖質(zhì)以及氮、磷、鉀等無(wú)機(jī)養(yǎng)分在內(nèi)的豐富營(yíng)養(yǎng)元素。不僅能為農(nóng)作物提供全面營(yíng)養(yǎng)，而且肥效長(zhǎng)，可増加和更新土壌有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)土壤微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性。在堆肥生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)酵材料的攪拌、通氣以及腐熟堆肥的風(fēng)干等環(huán)節(jié)為有機(jī)肥生產(chǎn)過(guò)程中的主要耗能環(huán) 節(jié)。目前堆肥發(fā)酵過(guò)程中，主要利用高壓通氣泵或攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)以供應(yīng)微生物活動(dòng)所必需的氧氣，這樣不僅增加設(shè)備投資、消除大量的電能，同時(shí)在通氣時(shí)也會(huì)將堆肥中的氨氣及臭氣帶出造成發(fā)酵場(chǎng)空氣污染，并且大大降低有機(jī)肥的氮含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種底部架空免通氣槽式發(fā)酵方法，以提高工作效率，降低成本和防止空氣污染。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了ー種槽式發(fā)酵方法，包括以下步驟(1)在地面下或地面上砌出磚混結(jié)構(gòu)的發(fā)酵槽；(2)發(fā)酵槽底部用混凝土硬化并均勻開(kāi)設(shè)I一3條通氣溝，在通氣溝的兩長(zhǎng)邊上留距發(fā)酵槽底面深5cm，寬10 — 15cm的臺(tái)階；(3)在臺(tái)階上架設(shè)支撐透水板覆蓋通氣溝；(4)將待發(fā)酵的物料均勻堆置于整個(gè)發(fā)酵池內(nèi)即可開(kāi)始發(fā)酵。所述步驟(I)中發(fā)酵槽的槽高為I. I — I. 3m，槽寬3. 0—7. 0m，槽長(zhǎng)50— 70m。所述步驟(2)中的通氣溝的溝深15 — 20cm，溝寬45cm，溝長(zhǎng)至發(fā)酵池兩端并各伸出 I. 0—1. 2m。步驟(4)所述的待發(fā)酵材料水分含量要求在50% — 65%，堆高I. O — I. 2m,每周攪拌一次，10一15天完成一次發(fā)酵。所述的支撐透水板在發(fā)酵槽兩端各伸出I. 0—1. 2m。所述的支撐透水板優(yōu)選為竹笆。采用本發(fā)明的方法，發(fā)酵池底部架空，不需要強(qiáng)制通風(fēng)，大大節(jié)省了設(shè)備投資、能源消耗，降低了有機(jī)肥生產(chǎn)成本，同時(shí)也減少了氨氣的逸失和臭氣的揮發(fā)；且采用支撐透水板，待處理的物料中過(guò)量水份也可以通過(guò)透水板滲入發(fā)酵池底，有利于發(fā)酵。


圖I為實(shí)驗(yàn)例中采用處理I的方式在堆肥過(guò)程中溫度的變化圖2為實(shí)驗(yàn)例中采用處理2的方式在堆肥過(guò)程中溫度的變化圖；圖3為實(shí)驗(yàn)例中采用處理3的方式在堆肥過(guò)程中溫度的變化圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本發(fā)明的槽式發(fā)酵方法，包括以下步驟(1)在地面下或地面上砌出磚混結(jié)構(gòu)的發(fā)酵槽，發(fā)酵槽的槽高為L(zhǎng) lm，槽寬7. 0m，槽長(zhǎng)70m ; (2)發(fā)酵槽底部用混凝土硬化并均勻開(kāi)設(shè)2條通氣溝，通氣溝的溝深15cm，溝寬45cm，溝長(zhǎng)至發(fā)酵池兩端并各伸出I. Om，在通氣溝的兩長(zhǎng)邊上留距發(fā)酵槽底面深5cm，寬IOcm的臺(tái)階；(3)在臺(tái)階上架設(shè)支撐透水板覆蓋通氣溝；(4)將待發(fā)酵的物料均勻堆置于整個(gè)發(fā)酵池內(nèi)即可開(kāi)始發(fā)酵；步驟(4)所述的待發(fā)酵材料水分含量要求在50%%，C/N比25，堆高I. Om,每周攪拌一次，10天完成一次發(fā)酵。 實(shí)施例2本發(fā)明的槽式發(fā)酵方法，包括以下步驟(1)在地面下或地面上砌出磚混結(jié)構(gòu)的發(fā)酵槽，發(fā)酵槽的槽高為L(zhǎng) 3m，槽寬5. Om，槽長(zhǎng)60m ; (2)發(fā)酵槽底部用混凝土硬化并均勻開(kāi)設(shè)3條通氣溝，通氣溝的溝深15cm，溝寬45cm，溝長(zhǎng)至發(fā)酵池兩端并各伸出I. Om，在通氣溝的兩長(zhǎng)邊上留距發(fā)酵槽底面深5cm，寬IOcm的臺(tái)階；(3)在臺(tái)階上架設(shè)支撐透水板覆蓋通氣溝；(4)將待發(fā)酵的物料均勻堆置于整個(gè)發(fā)酵池內(nèi)即可開(kāi)始發(fā)酵；步驟(4)所述的待發(fā)酵材料水分含量要求在65%，C/N比30，堆高I. 2m,每周攪拌一次，15天完成一次發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)例I材料與方法處理對(duì)象為新鮮奶牛糞，含水量為72%，有機(jī)碳C、N含量分別為36. 4%和2. 52%，C/N比為14. 4。用于水分調(diào)節(jié)的材料為鋸末，含水量為17%，用鋸末將發(fā)酵材料水分調(diào)節(jié)到65%左右時(shí)，材料的有機(jī)C和N分別為38 39%和2. 3 2. 6%(見(jiàn)表2)，C/N比增加為14 17%。堆肥發(fā)酵池為ImX ImX Im的水泥池。試驗(yàn)處理如下 處理I、發(fā)酵池底部無(wú)通氣，正常攪拌；處理2、本發(fā)明的處理方法底部用竹笆架空約10cm，發(fā)酵池底部架空自然通氣，正常攪拌。處理3、底部用竹笆架空IOcm+機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)，正常攪拌。試驗(yàn)所選的鼓風(fēng)機(jī)(HSRlOO)，功率為I. 5Kw，壓カ49kpa，最大流量Q為3. 5m3/min。試驗(yàn)期間每間隔40分鐘通氣20分鐘，因此平均每天通氣時(shí)間為8小吋。表I堆肥前材料的基本性狀
eli uflS1.11—^rp.丨匕-
(kg) i%) ___ _處jf. I(>7J519 7,5 39.053,41 16,2
處if. 265,5514 7.6 m.9lI. M 16,3
.ftJf. 366 5510 7 9 38J) 2^41 16.6堆肥開(kāi)始后每天上午10時(shí)和晚上10時(shí)在堆肥池的上、下(自下而上分別處于25cm和75cm處)兩個(gè)部位進(jìn)行溫度測(cè)定，直到溫度下降至40°C以下時(shí)為止。為了使材料保持良好的通氣性和使發(fā)酵均勻，每周將發(fā)酵材料全部取出攪拌混合后再裝入發(fā)酵池。攪拌后取樣測(cè)定堆肥的pH、水分含量和有機(jī)C及全N含量等。2結(jié)果與討論2. I堆肥過(guò)程中溫度的變化從本試驗(yàn)的溫度變化來(lái)看，處理I中盡管水分含量和材料的C/N比均處于適宜范圍，除上部溫度上升較快和較高外，下部溫度上升較慢，3天后堆肥上部溫度上升至53°C左右，而下部溫度僅升至32°C左右(圖I)。經(jīng)過(guò)攪拌使發(fā)酵材料接觸了新鮮氧氣，通氣性也得到了改善，因而從第二周開(kāi)始下部溫度有所上升，但最高溫度僅上升至47°C左右。進(jìn)入第三周后堆肥上下部溫度才穩(wěn)定在52-55°C的范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)4周的發(fā)酵后堆肥溫度仍在50°C左右而未明顯下降，表明堆肥材料內(nèi)微生物的活動(dòng)仍較為活躍，但另一方面也反映該處理中堆肥發(fā)酵速度較慢、完成堆肥一次發(fā)酵需要的時(shí)間長(zhǎng)，因而不利于畜禽糞便的快速處理。 處理2中堆肥池底部用竹笆架空，因而大大増加了空氣向堆肥內(nèi)部的自然擴(kuò)散面積，所以堆肥溫度上升也加快(圖2)。約3天后上部溫度就達(dá)到60°C左右，下部溫度也上升至50°C。經(jīng)過(guò)攪拌后第二周堆肥上下部溫度上升更快，進(jìn)入第四周堆肥溫度才降至40°C以下。由此可見(jiàn)，處理2的一次發(fā)酵可以滿足堆肥材料無(wú)害化所需的要求，即60°C以上的高溫需要保持10天以上。另外，從溫度變化來(lái)看，處理2的發(fā)酵速度也明顯加快，使堆肥一次發(fā)酵時(shí)間縮短至I個(gè)月以?xún)?nèi)，因而提高了有機(jī)肥的生產(chǎn)能力。從堆肥溫度變化來(lái)看(圖3)，堆肥池底部架空并采用強(qiáng)制通氣等措施使堆肥上下部的溫度上升均大大加快，大約經(jīng)過(guò)24小時(shí)后堆肥上下部位溫度就達(dá)到50°C以上，第三天后堆肥內(nèi)上下溫度均達(dá)到70°C以上，并且70°C的高溫連續(xù)保持了長(zhǎng)達(dá)兩周的時(shí)間。進(jìn)入第三周后溫度逐漸下降至40°C以下，經(jīng)過(guò)攪拌后第四周堆肥溫度也沒(méi)有大幅度上升，表明堆肥的一次發(fā)酵已基本結(jié)束。由此可見(jiàn)，該處理不僅保證了進(jìn)行有效無(wú)害化所需的溫度和時(shí)間，而且一次發(fā)酵時(shí)間也被縮短至3周左右。2. 2不同處理對(duì)水分蒸發(fā)量的影響本試驗(yàn)中，由于處理不同所導(dǎo)致的堆肥溫度上升速度也不同，經(jīng)過(guò)四周的堆腐發(fā)酵后水分蒸發(fā)量也相差較大。處理I由于堆肥溫度上升慢、溫度低，所以經(jīng)過(guò)四周的堆腐后水分含量仍高達(dá)60%左右，四周內(nèi)蒸發(fā)了大約146. Ikg的水分，而處理2和處理3中水分蒸發(fā)量則高達(dá)167kg和194kg(表3)。這表明處理2和處理3均有利于堆肥過(guò)程中水分蒸發(fā)，但以處理3效果最佳。在本試驗(yàn)中由于處理I的發(fā)酵速度慢、溫度低，所以經(jīng)過(guò)四周的堆腐發(fā)酵后N素?fù)p失率約4%左右。相反，處理3因發(fā)酵速度快、溫度高，因而N素?fù)p失率也高達(dá)13%。由此看來(lái)，在采取措施促進(jìn)堆肥發(fā)酵的同時(shí)，也増加了堆肥N素的損失。因此，在生產(chǎn)中需要采用措施以減少氨氣揮發(fā)和防止大氣污染。表3經(jīng)過(guò)四周堆肥發(fā)酵后堆肥的理化性狀水分fr■ #: fjfncpn￥nWmvM
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處W1 2 56—530537J8_32.889.5167.6
處獲 3 55228536.5S.631)413.0104.53 小結(jié)處理2無(wú)強(qiáng)制通氣裝置并且堆肥過(guò)程完全可滿足無(wú)害化要求，因而處理2不僅節(jié)省了設(shè)備投資，而且也可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。在本試驗(yàn)中每天可節(jié)省60千瓦.小時(shí)的電量。
權(quán)利要求
1.一種槽式發(fā)酵方法，其特征在于包括以下步驟(I)在地面下或地面上砌出磚混結(jié)構(gòu)的發(fā)酵槽；(2)發(fā)酵槽底部用混凝土硬化并均勻開(kāi)設(shè)I一3條通氣溝，在通氣溝的兩長(zhǎng)邊上留距發(fā)酵槽底面深5cm，寬10 — 15cm的臺(tái)階；(3)在臺(tái)階上架設(shè)支撐透水板覆蓋通氣溝；(4)將待發(fā)酵的物料均勻堆置于整個(gè)發(fā)酵池內(nèi)即可開(kāi)始發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的槽式發(fā)酵方法，其特征在于所述步驟(I)中發(fā)酵槽的槽高為I.I - I. 3m，槽寬 3. 0—7. 0m，槽長(zhǎng) 50—70m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的槽式發(fā)酵方法，其特征在于所述步驟(2)中的通氣溝的溝深15—20cm,溝寬45cm,溝長(zhǎng)至發(fā)酵池兩端并各伸出I. 0一 I. 2m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的槽式發(fā)酵方法，其特征在于步驟(4)所述的待發(fā)酵材料水分含量要求在50% — 65%，堆高I. 0—1. 2m，每周攪拌一次，10 —15天完成一次發(fā)酵。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的槽式發(fā)酵方法，其特征在于所述的支撐透水板在發(fā)酵槽兩端各伸出I. 0—1. 2m。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的槽式發(fā)酵方法，其特征在于所述的支撐透水板優(yōu)選為竹笆。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種槽式發(fā)酵方法，包括以下步驟(1)在地面下或地面上砌出磚混結(jié)構(gòu)的發(fā)酵槽；(2)發(fā)酵槽底部用混凝土硬化并均勻開(kāi)設(shè)1—3條通氣溝，在通氣溝的兩長(zhǎng)邊上留距發(fā)酵槽底面深5cm，寬10—15cm的臺(tái)階；(3)在臺(tái)階上架設(shè)支撐透水板覆蓋通氣溝；(4)將待發(fā)酵的物料均勻堆置于整個(gè)發(fā)酵池內(nèi)即可開(kāi)始發(fā)酵。采用本發(fā)明的方法，發(fā)酵池底部架空，不需要強(qiáng)制通風(fēng)，大大節(jié)省了設(shè)備投資、能源消耗，降低了有機(jī)肥生產(chǎn)成本，同時(shí)也減少了氨氣的逸失和臭氣的揮發(fā)；且采用支撐透水板，待處理的物料中過(guò)量水份也可以通過(guò)透水板滲入發(fā)酵池底，有利于發(fā)酵。
文檔編號(hào)C05F17/02GK102765976SQ20121021082
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者李玉紅, 李順義, 王克科, 王巖, 蘆阿虔 申請(qǐng)人:鄭州大學(xué)