本發(fā)明屬于好氧堆肥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多層好氧發(fā)酵體系及其發(fā)酵方法。

背景技術(shù)：

隨著我國城市化的發(fā)展，城市生活污水排放量不斷增長，污水處理設(shè)施也不斷增多，伴隨而來的污水處理過程產(chǎn)生的脫水污泥成為新的環(huán)境問題。因此，城市生活污水污泥資源化已成為新的環(huán)境研究熱點(diǎn)。

在眾多的污泥資源化方法中，污泥好氧發(fā)酵法因具有基建投資和運(yùn)行費(fèi)用較低、污泥穩(wěn)定化和無害化程度高、操作方便以及發(fā)酵成品可進(jìn)行農(nóng)業(yè)應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的關(guān)注。但是，反應(yīng)過程中伴隨著有機(jī)物的大量分解會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，并且在高溫期釋放到大氣中，不僅污染了環(huán)境，也降低了堆肥產(chǎn)品的農(nóng)用價(jià)值。

常見的發(fā)酵形式有自然通風(fēng)的條垛式、封閉的倉式、封閉的滾筒式以及近年來出現(xiàn)的立式發(fā)酵體系。但以上方法都需要混合一定量的調(diào)理劑，如木屑、秸稈、稻草等材料降低含水率，改善通風(fēng)。

傳統(tǒng)的好氧發(fā)酵體系由于投加了調(diào)理劑，而調(diào)理劑多屬于難降解的木質(zhì)素類物質(zhì)，因此降低了發(fā)酵效率，并且發(fā)酵過程臭氣問題較突出，氮素?fù)p失嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決污泥好氧發(fā)酵過程中氮素?fù)p失大以及調(diào)理劑投加成本高的問題而提供了一種多層好氧發(fā)酵體系及其發(fā)酵方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種多層好氧發(fā)酵體系，包括發(fā)酵罐體，其特征在于：所述的發(fā)酵罐體內(nèi)部由上到下交替鋪設(shè)有污泥層和竹炭層，其中底層為竹炭層，該竹炭層由多個(gè)開口向下的半圓筒形竹炭水平單層排列而成，在發(fā)酵罐體的上部和下部分別設(shè)有出氣口和進(jìn)氣口。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的污泥層的鋪設(shè)厚度為2-3cm。

本發(fā)明所述的多層好氧發(fā)酵體系的發(fā)酵方法，其特征在于具體步驟為：將市售的圓筒形竹炭破碎形成半圓筒形竹炭，再將脫水污泥與竹炭層交替分層鋪設(shè)于發(fā)酵罐體的內(nèi)部，保證發(fā)酵罐體底層通風(fēng)口處布置一層竹炭層，該竹炭層由多個(gè)開口向下的半圓筒形竹炭水平單層排列而成，每層脫水污泥的厚度為2-3cm，然后將鋪設(shè)好的竹炭層和脫水污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵，通風(fēng)速率為0.05-2m³/min，發(fā)酵周期為28d。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明所使用的分隔材料竹炭能夠減少氨氣揮發(fā)，降低總氮損失，與傳統(tǒng)調(diào)理劑木屑相比，具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠有效吸附發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣；

2、發(fā)酵過程不需要額外投加調(diào)理劑，所使用的竹炭在發(fā)酵周期結(jié)束后能夠重復(fù)利用，降低了污泥處理成本；

3、發(fā)酵底物組成單一，避免了添加木屑等調(diào)理劑造成的底物中含有大量難降解材料，提高了發(fā)酵效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中多層好氧發(fā)酵體系的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例發(fā)酵過程氨氣累積量與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系曲線；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例發(fā)酵過程溫度與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)鍵曲線。

圖面說明：1、發(fā)酵罐體，2、污泥層，3、竹炭層，4、半圓筒形竹炭，5、出氣口，6、進(jìn)氣口。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，多層好氧發(fā)酵體系，包括發(fā)酵罐體1，所述發(fā)酵罐體1的內(nèi)部由上到下交替鋪設(shè)有污泥層2和竹炭層3，其中底層為竹炭層3，該竹炭層3由多個(gè)開口向下的半圓筒形竹炭4水平單層排列而成，污泥層2的鋪設(shè)厚度為2-3cm，在發(fā)酵罐體1的上部和下部分別設(shè)有出氣口5和進(jìn)氣口6。

實(shí)施例

將市售的圓筒形竹炭破碎形成半圓筒形竹炭，再將脫水污泥與竹炭層交替分層鋪設(shè)于發(fā)酵罐體的內(nèi)部，保證發(fā)酵罐體底層通風(fēng)口處布置一層竹炭層，該竹炭層由多個(gè)開口向下的半圓筒形竹炭水平單層排列而成，每層脫水污泥的厚度為2-3cm，然后將鋪設(shè)好的竹炭層和脫水污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵，通風(fēng)速率為1m³/min，發(fā)酵周期為28d。

對(duì)比例

將脫水污泥與木屑層交替分層鋪設(shè)于發(fā)酵罐體的內(nèi)部，保證發(fā)酵罐體底層通風(fēng)口處布置一層木屑層，該木屑層為單層布置，每層脫水污泥的厚度為2-3cm，然后將鋪設(shè)好的木屑層和脫水污泥進(jìn)行好氧發(fā)酵，通風(fēng)速率為1m³/min，發(fā)酵周期為28d。

圖2是上述實(shí)施例和對(duì)比例發(fā)酵過程氨氣累積量與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系曲線，由圖可知：與對(duì)比例相比，實(shí)施例中氨氣揮發(fā)總量由2491.6mg降至2080.1mg，氨氣揮發(fā)總量明顯降低，結(jié)果表明使用竹炭作為分層材料，明顯降低了堆肥過程中氨氣的揮發(fā)。

圖3是上述實(shí)施例和對(duì)比例發(fā)酵過程溫度與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)鍵曲線，由圖可知：兩組堆肥條件下均能順利實(shí)現(xiàn)升溫過程，并且實(shí)施例中堆肥高溫期溫度上升至59.4℃，而對(duì)比例中為55.6℃，即在不使用傳統(tǒng)調(diào)理劑的情況下，堆肥過程依然能夠順利完成，并且高溫期的最高溫度高于對(duì)比例。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多層好氧發(fā)酵體系及其發(fā)酵方法，屬于好氧堆肥技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點(diǎn)為：一種多層好氧發(fā)酵體系，包括發(fā)酵罐體，所述的發(fā)酵罐體內(nèi)部由上到下交替鋪設(shè)有污泥層和竹炭層，其中底層為竹炭層，該竹炭層由多個(gè)開口向下的半圓筒形竹炭水平單層排列而成，在發(fā)酵罐體的上部和下部分別設(shè)有出氣口和進(jìn)氣口。本發(fā)明還具體公開了該多層好氧發(fā)酵體系的發(fā)酵方法。本發(fā)明所使用的分隔材料竹炭能夠減少氨氣揮發(fā)，降低總氮損失，與傳統(tǒng)調(diào)理劑木屑相比，具有多孔結(jié)構(gòu)，能夠有效吸附發(fā)酵過程中產(chǎn)生的臭氣，發(fā)酵底物組成單一，避免了添加木屑等調(diào)理劑造成的底物中含有大量難降解材料，提高了發(fā)酵效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李云蓓;黃標(biāo)兵;鮑林林;靳鵬飛;浮豪杰;衛(wèi)棟慧
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2016.12.07
技術(shù)公布日：2017.11.17