專利名稱：帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法及其發(fā)酵床的制作方法
帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法及其發(fā)酵床技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于畜禽養(yǎng)殖技術(shù)及設(shè)施、設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法及其發(fā)酵床。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代化規(guī)模畜禽養(yǎng)殖，在提高生產(chǎn)率的同時(shí)，也帶來(lái)了大量的畜禽糞便難以處理， 由此造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；目前中國(guó)每年畜禽糞便產(chǎn)生量已達(dá)19億噸，超過(guò)了工業(yè)固體廢棄物排放量的2倍多；現(xiàn)有的各種畜禽糞便處理技術(shù)，主要采用綜合利用方式，通過(guò)農(nóng)肥利用實(shí)現(xiàn)糞污消納，部分沼液采用了處理達(dá)標(biāo)外排方式。由于干濕分離措施推廣，使畜禽養(yǎng)殖干糞消納范圍大大增加，但沼液由于肥效和運(yùn)輸費(fèi)用原因，消納范圍局限在處理設(shè)施周圍， 涉及周圍土地消納的肥平衡和水平衡問(wèn)題，肥料施用方式問(wèn)題，沼液貯存及用肥周期問(wèn)題， 沼液施用習(xí)慣及利用率問(wèn)題。由于我國(guó)規(guī)?；B(yǎng)殖程度逐年提高，養(yǎng)殖量大，農(nóng)村養(yǎng)殖附加值低。長(zhǎng)期以來(lái)糞污、沼液污染問(wèn)題得不到有效解決，成為我國(guó)解決面源污染的關(guān)鍵問(wèn)題之O
低碳、環(huán)保微生態(tài)發(fā)酵床技術(shù)從國(guó)外引入，由于該技術(shù)利用發(fā)酵墊層有效分解畜禽尿液、糞便，無(wú)糞污直接排放，也沒(méi)有糞污沖洗水，使用壽命1-3年，換下墊層經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理直接打到有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)，在我國(guó)得到一定程度的推廣利用。
發(fā)酵床畜禽養(yǎng)殖技術(shù)被認(rèn)為是一種低碳、環(huán)保、微生態(tài)、無(wú)污染、幾乎近似零排放的有機(jī)農(nóng)業(yè)畜禽養(yǎng)殖技術(shù)，利用我們周圍自然環(huán)境的生物資源，即采集本地土壤中的多種有益微生物，通過(guò)對(duì)這些微生物進(jìn)行培養(yǎng)、擴(kuò)繁，形成有相當(dāng)活力的微生物母種，再按一定比例將微生物母種、鋸木屑、谷殼以及一定量的輔助材料和活性劑混合、發(fā)酵形成有機(jī)墊料。在經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的豬舍里，填入上述有機(jī)墊料制成微生態(tài)發(fā)酵床，再將仔豬放在發(fā)酵床上飼養(yǎng)。豬從小到大都生活在這種有機(jī)墊料上面，豬的排泄物豬糞尿經(jīng)有益微生物菌的發(fā)酵后，得到充分的分解和轉(zhuǎn)化，達(dá)到無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)害化 的目的。
但是發(fā)酵床也存在一定問(wèn)題,有專家對(duì)床層病原菌殺滅提出疑問(wèn)；此外，由于發(fā)酵床氣氛控制靠翻堆實(shí)施，在發(fā)酵床含水量增加，通氣不良情況出現(xiàn)，極易造成局部和全部 “死床”等，床層壽命大大縮短，“死床”也容易在南方陰雨天導(dǎo)致“爛豬腳”情況發(fā)生。
另一方面，一些豬有在豬舍固定地方排泄的生活習(xí)慣，使發(fā)酵床固定部分糞尿集中，其他部分則很少或者無(wú)法接觸豬糞尿，容易使發(fā)酵床局部負(fù)荷過(guò)重，影響發(fā)酵床的發(fā)酵效果，形成局部死床，縮短發(fā)酵床使用壽命。四川省發(fā)酵床實(shí)際使用壽命多在1.5 2年左右，未達(dá)到該技術(shù)3年壽命的目標(biāo)，超養(yǎng)殖密度或管理不善的發(fā)酵床有時(shí)在數(shù)月內(nèi)就發(fā)生死床問(wèn)題。
中國(guó)專利CN101703033A提供了一種豬舍發(fā)酵床的建立方法，包括將采食臺(tái)、裝有發(fā)酵墊料的發(fā)酵池、供水系統(tǒng)沿長(zhǎng)條形豬舍凈道垂直的方向依次排列設(shè)置，其中采食臺(tái)與豬舍凈道相鄰。沿長(zhǎng)條形豬舍凈道平行的方向，在發(fā)酵池底平面下設(shè)置與豬舍凈道同長(zhǎng)的通風(fēng)道。供水系統(tǒng)中夏季供水管設(shè)置在豬舍的外面埋于地下，冬季供水管設(shè)置在發(fā)酵池的通風(fēng)道附近且埋于墊料中。但由于通風(fēng)道只設(shè)在豬舍中部，風(fēng)道窄，與發(fā)酵床接觸面積很小,均勻布?xì)饫щy,存在較多死角。這種方式對(duì)較大面積發(fā)酵床自然進(jìn)風(fēng)換氣(非風(fēng)機(jī))作用較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)酵床發(fā)酵過(guò)程控制性差、發(fā)酵床使用壽命短的技術(shù)難題，為人們提供一種可全方位控制畜禽養(yǎng)殖發(fā)酵床中微生物糞污消解氣氛，使發(fā)酵床能處于合適的好氧和兼氧狀態(tài)，強(qiáng)化發(fā)酵床對(duì)養(yǎng)殖條件、養(yǎng)殖負(fù)荷的適應(yīng)性，優(yōu)化發(fā)酵床的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)發(fā)酵床使用壽命的一種帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法及其發(fā)酵床。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法，是在發(fā)酵墊層I下部設(shè)置一個(gè) 全面積氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置部分區(qū)域氣墊層，氣墊層內(nèi)保持空氣自然流通，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)；或者通過(guò)機(jī)械送風(fēng)強(qiáng)制供氣。上述氣墊層配置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)可設(shè)置控制系統(tǒng)，通過(guò)發(fā)酵床內(nèi)部的溫度、適度探頭控制機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行。上述氣墊層采用分單元控制和多單元控制相接，如以每個(gè)豬圈為一個(gè)單元，同時(shí)分區(qū)采用管道連接多單元，用閥門控制。本發(fā)明的帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，由發(fā)酵墊層I和發(fā)酵墊層I下方的礫石層和/或卵石層和/或秸桿層和/或棕墊層構(gòu)成，較好采用級(jí)配礫石層、級(jí)配卵石反濾層。本發(fā)明的帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床優(yōu)選方案之一是一種架空式帶氣墊層可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特點(diǎn)是發(fā)酵墊層I下部設(shè)置有一個(gè)全面積帶支撐的架空氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置有一個(gè)帶支撐的部分區(qū)域架空氣墊層，氣墊層從下至上依次由防滲地坪層6、架空層5、網(wǎng)層4、級(jí)配材料層3，上面直接敷設(shè)發(fā)酵床層即發(fā)酵墊層I。上述架空式帶氣墊層可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的發(fā)酵墊層I與級(jí)配材料層3之間增加透氣隔尚層2。上述架空層5底部設(shè)置通風(fēng)管7。本發(fā)明的帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床優(yōu)選方案之二是一種填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特點(diǎn)是發(fā)酵墊層I下部設(shè)置有一個(gè)全面積氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置部分區(qū)域氣墊層，氣墊層從下至上依次由防滲地坪層6、級(jí)配材料層3，級(jí)配材料層3底部設(shè)置有水平開孔通風(fēng)管18，起到通風(fēng)和排水兩大功效，可很好的解決發(fā)酵床通風(fēng)控制與支撐。上述填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的發(fā)酵墊層I與級(jí)配材料層3之間增加透氣隔尚層2。上述架空式或填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，均可采用自然通風(fēng)方式配置，當(dāng)配置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)需求采用單一單元與多單元送風(fēng)相結(jié)合方式供氣，由風(fēng)機(jī)10及控制系統(tǒng)(時(shí)序編程控制器或PLC控制器)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)，溫度控制傳感器12、濕度控制傳感器13的探頭位于發(fā)酵墊層I內(nèi)，一端則與控制系統(tǒng)如時(shí)序編程控制器或PLC控制器相連，控制系統(tǒng)如編程控制器或PLC控制器的另一端與風(fēng)機(jī)10相接，通過(guò)控制風(fēng)機(jī)10的啟閉和進(jìn)風(fēng)閥門實(shí)現(xiàn)發(fā)酵床控制。機(jī)械送風(fēng)方式的架空氣墊層要求關(guān)閉管口后氣密性好。開孔通風(fēng)管18和通風(fēng)管7均可以采用平行排列式、網(wǎng)格式或其它方式排列。在與地面垂直方向也可設(shè)置導(dǎo)氣豎管8，管道末端設(shè)置有調(diào)風(fēng)堵頭9，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)風(fēng)量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是發(fā)明人通過(guò)反復(fù)實(shí)踐摸索創(chuàng)造出來(lái)的，為全面提高現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖發(fā)酵床技術(shù)控制性，延長(zhǎng)發(fā)酵床壽命而研制開發(fā)的新的科學(xué)實(shí)用的技術(shù)方案，本發(fā)明通過(guò)在發(fā)酵床下部設(shè)置氣墊層及通風(fēng)輔助設(shè)施，可全方位控制畜禽養(yǎng)殖發(fā)酵床中微生物糞污消解氣氛，使發(fā)酵床能處于合適的好氧和兼氧狀態(tài)，強(qiáng)化發(fā)酵床對(duì)養(yǎng)殖條件、養(yǎng)殖負(fù)荷的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化發(fā)酵床的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)發(fā)酵床使用壽命的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下主要功能和技術(shù)特點(diǎn)O發(fā)酵床氣氛控制強(qiáng)化及控制功能為了維持畜禽發(fā)酵床正常使用，給畜禽一個(gè)良好生活環(huán)境，同時(shí)有利于糞污消解，與牲畜接觸發(fā)酵床表面需要干爽，內(nèi)部可報(bào)紙一定濕度以維持微生物繁殖和對(duì)糞污的消解，表面干爽可以通過(guò)表面空氣帶走水分，也可以內(nèi)部發(fā)酵，熱氣流上升帶走表面水分。對(duì)運(yùn)行正常的發(fā)酵床菌群初步培養(yǎng)識(shí)別顯示，發(fā)酵床內(nèi)以好氧、兼氧微生物為主，而壞床厭氧微生物會(huì)大量滋生?？刂瓢l(fā)酵床通風(fēng)供氣，可以保持有益微生物正常生長(zhǎng)，保持發(fā)酵床的正常運(yùn)行。
傳統(tǒng)的發(fā)酵床內(nèi)微生物的氧氣供給是由床層表面補(bǔ)充，或通過(guò)翻堆提供，氣流方向是由表層向深層滲透，床內(nèi)下部氧含量隨厚度增加遞減。氣墊層可調(diào)發(fā)酵床氣流方向從下至生，發(fā)酵床內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)生的熱空氣抬升，底部空氣可自然補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)為床層的自然供氣。
通常發(fā)酵床在自然通風(fēng)條件下運(yùn)行，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)酵床正常運(yùn)行。機(jī)械強(qiáng)化供氣可以有效短時(shí)間提高供氣量，對(duì)啟動(dòng)有機(jī)質(zhì)含量高的發(fā)酵床的微生物高溫發(fā)酵，控制溫度和濕度效果明顯。
自然通風(fēng)狀態(tài)發(fā)酵也可有效解決發(fā)酵床不均勻糞污負(fù)荷的發(fā)酵問(wèn)題，由于糞污分布不均，有機(jī)物多的地方微生物 繁殖強(qiáng)，升溫快，局部熱氣流上升速率高，補(bǔ)充空氣快，可有效維持溫度和保證發(fā)酵的順利進(jìn)行。而糞污少的地方溫度相對(duì)低一些，床層中氣流抬升也慢，補(bǔ)充氣自然少。只要控制進(jìn)氣口開度，就可以有效保溫并控制發(fā)酵的順利進(jìn)行。減少了翻堆的強(qiáng)度。
根據(jù)發(fā)酵床單元設(shè)置，可以分養(yǎng)殖單元控制和全舍控制，分區(qū)控制是較好的控制方式。
對(duì)要求較高的養(yǎng)殖場(chǎng)可設(shè)發(fā)酵床多點(diǎn)溫度、濕度控制傳感器，配合PLC控制機(jī)器供氣設(shè)施的運(yùn)行，可以采用時(shí)序編程控制和多參數(shù)控制控制方式。
2)發(fā)酵床可控高溫滅菌在發(fā)酵床聚集一定有機(jī)物以后，可以采用自然通風(fēng)或強(qiáng)制機(jī)械通風(fēng)方式供氧，可強(qiáng)化墊床內(nèi)好氧、兼氧微生物的繁殖，很快提高床層溫度(正常床層高溫發(fā)酵溫度控制在 50-70°C較佳)，有效殺滅病原菌，配合翻堆實(shí)現(xiàn)發(fā)酵床面層和深層的“凈化”，該方式可多次人工控制使用，可有效防止發(fā)酵床內(nèi)病原菌的繁衍，防止疫情的發(fā)生。
3)發(fā)酵床保溫通過(guò)關(guān)閉和控制個(gè)單元的各個(gè)進(jìn)風(fēng)口，可控制進(jìn)氣量，可調(diào)控冬季發(fā)酵床溫度。
4)發(fā)酵床排水底部氣墊層同時(shí)具備排水功能，漏雨的雨水，地下水位上升進(jìn)入圈舍的地下水，外部一定量洪水流入，穿層尿液或其它事故進(jìn)水均可以順利排除，而不影響發(fā)酵床層正常運(yùn)行。
5)發(fā)酵床修復(fù)對(duì)發(fā)酵床具有修復(fù)功能，配合翻堆和送風(fēng)，可以修復(fù)因?yàn)轲B(yǎng)殖負(fù)荷過(guò)大造成的局部“死床”，可有效防止局部“死床”情況的蔓延，抑制導(dǎo)致死床的微生物的蔓延。
6)具備完善的堆肥功能氣墊可控發(fā)酵床具備靜態(tài)好氧發(fā)酵的全部功能，可利用空床或需要跟換墊料的廢床完成非發(fā)酵床養(yǎng)殖(如母豬)養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞污，這些糞污通過(guò)與廢棄墊料或鋸末、秸桿粉碎料按一定比例混合，可完成好氧高溫發(fā)酵和后發(fā)酵的全部過(guò)程。可以有效實(shí)現(xiàn)畜禽糞便堆肥， 農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥，污泥堆肥，生活垃圾有機(jī)物堆肥。但需要注意是堆肥區(qū)域必須嚴(yán)格滿足防疫的要求。
主要優(yōu)點(diǎn)及對(duì)比見下表
權(quán)利要求
1.一種帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法，其特征在于是在發(fā)酵墊層(I)下部設(shè)置一個(gè)全面積氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置部分區(qū)域氣墊層，氣墊層內(nèi)保持空氣自然流通或者配置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法，其特征在于所述送風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置有控制系統(tǒng)并通過(guò)發(fā)酵床內(nèi)部的溫度、適度探頭控制機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法，其特征在于所述氣墊層采用分單元控制和多單元控制相接。
4.一種帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于由發(fā)酵墊層(I)和發(fā)酵墊層(I)下方的級(jí)配材料層(3)構(gòu)成，所述級(jí)配材料層(3)是指級(jí)配礫石層和/或級(jí)配卵石層和/或秸桿層和/或棕墊層。
5.一種架空式帶氣墊層可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于發(fā)酵墊層(I)下部設(shè)置有一個(gè)全面積帶支撐的架空氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置有一個(gè)帶支撐的部分區(qū)域架空氣墊層，氣墊層從下至上依次由防滲地坪層(6)、架空層(5)、網(wǎng)層(4)、級(jí)配材料層(3)構(gòu)成，架空層(5 )底部設(shè)置有通風(fēng)管(7 )，通風(fēng)管(7 )與機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)(10 )連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種架空式帶氣墊層可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于所述發(fā)酵墊層(I)與級(jí)配材料層(3)之間增加透氣隔離層(2)。
7.一種填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于發(fā)酵墊層(I)下部設(shè)置有一個(gè)全面積氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置部分區(qū)域氣墊層，氣墊層從下至上依次由防滲地坪層(6)和級(jí)配材料層(3)構(gòu)成，級(jí)配材料層(3)底部設(shè)置有水平開孔通風(fēng)管(18)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于所述發(fā)酵墊層(I)與級(jí)配材料層(3)之間增加透氣隔離層(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于所述開孔通風(fēng)管(18 )管道末端設(shè)置有調(diào)風(fēng)堵頭(9 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的填充式帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床，其特征在于所述開孔通風(fēng)管(18)與風(fēng)機(jī)(10)連接，位于發(fā)酵墊層(I)內(nèi)的溫度控制傳感器(12)、濕度控制傳感器(13)的探頭與機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的控制器相連，控制器與風(fēng)機(jī)(10)相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于畜禽養(yǎng)殖技術(shù)及設(shè)施、設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種帶氣墊層的可控養(yǎng)殖發(fā)酵床的建立方法及其發(fā)酵床，其特點(diǎn)是在發(fā)酵墊層(1)下部設(shè)置一個(gè)全面積氣墊層或在牲畜集中排泄區(qū)域設(shè)置部分區(qū)域氣墊層，氣墊層內(nèi)保持空氣自然流通或者配置機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)，氣墊層從下至上依次由防滲地坪層(6)、架空層(5)、網(wǎng)層(4)、級(jí)配材料層(3)構(gòu)成，架空層(5)底部設(shè)置有通風(fēng)管(7)，或從下至上依次由防滲地坪層(6)和級(jí)配材料層(3)構(gòu)成，級(jí)配材料層(3)底部設(shè)置有水平開孔通風(fēng)管(18)，通風(fēng)管(7)和開孔通風(fēng)管(18)與機(jī)械送風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)(10)連接，本發(fā)明可全方位控制畜禽養(yǎng)殖發(fā)酵床中微生物糞污消解氣氛，使發(fā)酵床能處于合適的好氧和兼氧狀態(tài)，強(qiáng)化發(fā)酵床對(duì)養(yǎng)殖條件、養(yǎng)殖負(fù)荷的適應(yīng)性，優(yōu)化發(fā)酵床的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)發(fā)酵床使用壽命。
文檔編號(hào)A01K1/01GK102986541SQ201210267750
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者雍毅, 葉宏, 錢俊 申請(qǐng)人:四川省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院