一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统及方法与流程

1.本发明涉及发酵堆肥技术领域；尤其涉及一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统及方法。


背景技术：

2.随着现代农业的发展，农村环境污染问题日益突出，其危害已超过工业污染，急需进行系统高效的处理。农村环境污染的主要源头有：养殖废水污染，养殖粪便污染，农村固体废弃物污染，农田超量化肥污染，农药污染等。粪便、粪水，含有大量致病微生物、病虫，产生臭味，自身发酵过程中产生二氧化碳、硫化氢、二氧化硫等有害气体，直接造成大气污染，同时施入土壤造成农田污染，并随着食物链对人体、畜禽安全构成了直接危胁。农村环境污染源整治工作已势在必行，如何科学、有效解决农村、农业、农田污染问题成为当务之急。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供了一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统及方法。
4.本发明是通过以下技术方案实现的：
5.第一方面，本发明涉及高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统，所述系统包括：pc端、智能化总控系统、传感系统、覆膜系统、风控系统、发酵堆体系统；
6.其中，所述智能化总控系统分别与所述pc端、传感系统、风控系统、外源设备相连接；所述覆膜系统一端与所述传感系统连接，其另一端与所述发酵堆体系统连接；所述风控系统设有变频电机和流量计，其中流量计上设有通风管道。
7.优选地，传感系统包括：氧气设备、压力设备、温度设备、湿度设备。
8.第二方面，本发明还涉及一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥的方法，所述方法包括以下步骤：
9.步骤1，配料；
10.步骤2，堆肥发酵；
11.步骤3，陈化、检测及包装。
12.优选地，步骤1中，所述配料具体为：
13.①
对固体混合有机废弃物进行有机质测试、无机养分测试、重金属测试、抗生素测试、水分测试和ph值测试；
14.②
将固体混合有机物料进行粉碎；确保混合物料中颗粒度达到发酵要求；
15.③
按比例将物料混合均匀，调整混合物料至发酵条件，得混合物料a；将畜禽粪便或城市污泥与农作物秸秆混合在一起，其中，畜禽粪便或城市污泥占混合物料的质量百分比为70％，农作物秸秆为30％。
16.④
将吉林省农科院研制的高效复合微生物菌剂按使用比例均匀喷洒到固体有机物料上，得混合物料b，其中高效复合微生物菌剂与固体有机物料的质量比为3000:1；
17.优选地，步骤2中，所述堆肥发酵具体为：
18.①
将混合物料b转移至硬化的宽阔场地制备发酵堆体，发酵堆体长宽高根据场地条件进行定制；
19.②
发酵堆体内设空气供应管道，其与权利要求1所述pc端、智能化总控系统、传感系统、覆膜系统、风控系统形成自动控制系统；
20.③
堆体整体温度起温均匀后，将高分子纳米膜(覆膜系统)覆盖在发酵堆体上，发酵即可；其中覆膜系统由三层结构复合而成，中间层是以聚四氟乙烯为核心材料，上下两层是聚酯纤维材料。
21.并将膜周边压实使其形成气仓，该膜具备透气、透湿、除臭和保温的功能，能确保堆体的水汽快速挥发，同时维持堆体一定的湿度和温度；北方地区发酵周期一般为4-6周。
22.优选地，步骤3中，所述陈化、检测及包装具体为：
23.完成发酵后，发酵堆体放置至少2周，并定期每隔2周翻倒确保充分陈化，陈化后检测产品水分、总养分及有机质等产品参数，根据需要进行产品包装并出库。
24.本发明所涉及的高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统，运用高温好氧发酵联动技术，使高压气体交换供氧，多因素智能联动，有效控制微生物活性及堆体内氨气挥发，阻隔有机废弃物臭味扩散，降低物料含水率，缩短堆肥周期。该项技术实现了畜禽粪污、城市污泥等有机废物高效、低成本的无害化处理及资源化利用。
25.本发明所涉及的一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥方法，可根据不同气候条件、场地、不同固体有机废弃物类型及客户对发酵产品的最终要求，对复合微生物菌剂(高效复合微生物菌剂由光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革兰氏阳性放线菌群、发酵菌的丝状菌群组成)进行针对性筛选，同时可对高分子纳米膜结构及规格尺寸(高分子纳米膜由三层结构复合而成，中间层是以聚四氟乙烯为核心材料，上下两层是聚酯纤维材料。)进行针对性调整，从而达到调节堆体高温期的长短、产品的水分控制、产品腐熟度及产品有害菌杀灭率等要求，确保该高温好氧发酵堆肥技术的广泛适用性。本发明所涉及的一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥方法，本发明对体系中发酵复合菌剂的使用和控制、高分子纳米膜的结构选择和发酵控制系统的操作控制是影响最终发酵效果关键因素。
26.北方寒冷地区发酵周期控制在4-6周；堆体发酵后水分含量可达到40％以内，发酵运营总成本较传统处理方法低50％以上。
27.本发明具有以下优点：
28.①
投资少：该技术生产的堆肥不需要建设厂房、搭棚，只需要进行场地硬化，可兼容当前主流的槽式和条垛式堆肥已有基建，设备使用寿命长达8-10年；
29.②
环保无臭：该技术应用的高分子纳米膜(为市售产品，生产厂家为青岛志腾科技有限公司)具有防水、透湿、杀菌、除臭等功能，对周边环境影响小，无臭味溢出，无需搭载臭气收集及处理设备；
30.③
适应范围广：大小规模均可有效处理，适用于-30℃以上气温地区的规模养殖场、养殖合作社或污泥集中处理中心等；
31.④
运行成本低：发酵1吨有机肥全程仅需2度电，1吨总成本不足20元；
32.⑤
省时省力：模块式设计，灵活可移动，1周内即可安装完成，只需要建堆时翻抛1次，无需频繁翻堆；
33.⑥
省人工：操作简单，通过传感器连接物联网设备远程智能控制，手机或电脑上即
可24小时监控；
34.⑦
堆肥效率高：畜禽粪污15-20天发酵成有机肥料，城市污泥30-40天发酵成有机肥料。
附图说明
35.图1是本发明所涉及的高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统结构框架图；
36.图2是本发明所涉及高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥方法的工艺流程图。
具体实施方式
37.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是，以下的实施实例只是对本发明的进一步说明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
38.实施例
39.本实施例涉及高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统，其结构见图1所示：所述系统包括：pc端、智能化总控系统、传感系统、覆膜系统、风控系统、发酵堆体系统；
40.其中，所述智能化总控系统分别与所述pc端、传感系统、风控系统、外源设备相连接；所述覆膜系统一端与所述传感系统连接，其另一端与所述发酵堆体系统连接；所述风控系统设有变频电机和流量计，其中流量计上设有通风管道。
41.优选地，传感系统包括：氧气设备、压力设备、温度设备、湿度设备。
42.本实施例还涉及一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥的方法，其工艺流程见图2所示：所述方法包括以下步骤：
43.步骤1，配料；
44.步骤2，堆肥发酵；
45.步骤3，陈化、检测及包装。
46.步骤1中，所述配料具体为：
47.①
对固体混合有机废弃物进行有机质测试、无机养分测试、重金属测试、抗生素测试、水分测试和ph值测试；
48.②
将固体混合有机物料进行粉碎；确保混合物料中颗粒度达到发酵要求；
49.③
按比例将物料混合均匀，调整混合物料至发酵条件，得混合物料a；将畜禽粪便或城市污泥与农作物秸秆混合在一起，其中，畜禽粪便或城市污泥占混合物料的质量百分比为70％，农作物秸秆为30％。
50.④
将吉林省农科院研制的高效复合微生物菌剂按使用比例均匀喷洒到固体有机物料上，得混合物料b，其中高效复合微生物菌剂与固体有机物料的质量比为3000:1；步骤2中，所述堆肥发酵具体为：
51.①
将混合物料b转移至硬化的宽阔场地制备发酵堆体，发酵堆体长宽高根据场地条件进行定制；
52.②
发酵堆体内设空气供应管道，其与权利要求1所述pc端、智能化总控系统、传感系统、覆膜系统、风控系统形成自动控制系统；
53.③
堆体整体温度起温均匀后，将高分子纳米膜(覆膜系统)覆盖在发酵堆体上，发酵即可；其中覆膜系统由三层结构复合而成，中间层是以聚四氟乙烯为核心材料，上下两层
是聚酯纤维材料。
54.并将膜周边压实使其形成气仓，该膜具备透气、透湿、除臭和保温的功能，能确保堆体的水汽快速挥发，同时维持堆体一定的湿度和温度；北方地区发酵周期一般为4-6周。
55.步骤3中，所述陈化、检测及包装具体为：
56.完成发酵后，发酵堆体放置至少2周，并定期每隔2周翻倒确保充分陈化，陈化后检测产品水分、总养分及有机质等产品参数，根据需要进行产品包装并出库。
57.本发明所涉及的高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥系统，运用高温好氧发酵联动技术，使高压气体交换供氧，多因素智能联动，有效控制微生物活性及堆体内氨气挥发，阻隔有机废弃物臭味扩散，降低物料含水率，缩短堆肥周期。该项技术实现了畜禽粪污、城市污泥等有机废物高效、低成本的无害化处理及资源化利用。
58.本发明所涉及的一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥方法，可根据不同气候条件、场地、不同固体有机废弃物类型及客户对发酵产品的最终要求，对复合微生物菌剂(高效复合微生物菌剂由光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革兰氏阳性放线菌群、发酵菌的丝状菌群组成)进行针对性筛选，同时可对高分子纳米膜结构及规格尺寸(高分子纳米膜由三层结构复合而成，中间层是以聚四氟乙烯为核心材料，上下两层是聚酯纤维材料。)进行针对性调整，从而达到调节堆体高温期的长短、产品的水分控制、产品腐熟度及产品有害菌杀灭率等要求，确保该高温好氧发酵堆肥技术的广泛适用性。本发明所涉及的一种高分子纳米膜智能化高温好氧发酵堆肥方法，本发明对体系中发酵复合菌剂的使用和控制、高分子纳米膜的结构选择和发酵控制系统的操作控制是影响最终发酵效果关键因素。
59.北方寒冷地区发酵周期控制在4-6周；堆体发酵后水分含量可达到40％以内，发酵运营总成本较传统处理方法低50％以上。
60.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
61.①
投资少：该技术生产的堆肥不需要建设厂房、搭棚，只需要进行场地硬化，可兼容当前主流的槽式和条垛式堆肥已有基建，设备使用寿命长达8-10年；
62.②
环保无臭：该技术应用的高分子纳米膜(为市售产品，生产厂家为青岛志腾科技有限公司)具有防水、透湿、杀菌、除臭等功能，对周边环境影响小，无臭味溢出，无需搭载臭气收集及处理设备；
63.③
适应范围广：大小规模均可有效处理，适用于-30℃以上气温地区的规模养殖场、养殖合作社或污泥集中处理中心等；
64.④
运行成本低：发酵1吨有机肥全程仅需2度电，1吨总成本不足20元；
65.⑤
省时省力：模块式设计，灵活可移动，1周内即可安装完成，只需要建堆时翻抛1次，无需频繁翻堆；
66.⑥
省人工：操作简单，通过传感器连接物联网设备远程智能控制，手机或电脑上即可24小时监控；
67.⑦
堆肥效率高：畜禽粪污15-20天发酵成有机肥料，城市污泥30-40天发酵成有机肥料
68.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质。