专利名称：一种生物质仓式堆肥处理设备及方法
技术领域：
本发明属于生物质填埋中恶臭处理技术领域，具体涉及一种生物质仓式堆肥处理设备及方法。
背景技术：
有机物通过高温好氧堆肥处理，使堆肥原料中的不稳定有机物经过一段时间的生物氧化和腐熟，形成性质稳定、对农作物无害，可作为土壤改良剂的堆肥产品，施用于农田，能改良土壤结构、提高土壤肥力。未腐熟生物质直接施用，由于其中的有机质没有达到足够稳定，会阻碍农作物对氮的吸收、在植物根区形成厌氧条件及增加土壤中某些重金属离子的溶解性，含有的植物毒性物质也会影响植物的正常生长。因此，需要对生物质进行资源化、无害化堆肥处理。堆肥化是在微生物的作用下通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料的过程。植物体内中含有碳、氮、磷、钾以及各种微量元素。一年生植物作为肥料还给该土壤，土壤有机质每年可增加0.01%，对维持土壤养分平衡起着积极作用，同时还可改善土壤团粒结构和理化性状。在农业方面更能增加作物产量，节约化肥用量，能促进农业可持续发展。堆肥反应是微生物活动的复杂过程，受含水率、温度、通风供氧量、碳氮比(C/N)和PH值等因素影响。堆肥过程中可溶性的有机物，透过微生物的细胞壁和细胞膜被微生物所吸收。而固体和胶体有机物质则附着在微生物体外，被微生物所分泌的酶分解为可溶性物质后，再渗入细胞。被吸收的有机物，一部分转化为生物体所必需的营养物质，合成新的细胞物质，使微生物生长繁殖，产生更多生物体；另一部分则被氧化成简单的无机物，并放出生物生产活动所需要的能量。易腐烂的 有机物转化为土壤易吸收的有机营养物质，堆肥过程中产生的高温，杀死了堆肥物料中的致病菌、寄生虫卵。生物质堆肥就是将植物采用特殊工艺和科学配比，经粉碎、酶化、配料、混料等工序后制成生物质复合肥。但目前生物质堆肥技术水平低，作业占地面积大、腐熟周期长、易产生恶臭等。目前还没有将以植物为主采用堆肥方式生产生物质复合肥的设备及方法进行工厂化。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种生物质仓式堆肥处理设备及方法。利用高效微生物菌剂，采用封闭式堆肥化操作方法，增强微生物生态系统的功能，加速有机物质的分解，促进堆肥物料的腐熟，提高堆肥效率，有效防止病原菌的传播和异味散发。为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为
所述生物质仓式堆肥处理设备包括包括反应仓；所述反应仓内由反应仓隔板分成若干个反应小仓；所述反应仓内设有温度传感器和湿度传感器；所述反应仓一端设有进料台，另一端设有出料口 ；所述反应仓上方设有搅拌提升机轨道，所述搅拌提升机轨道通过搅拌提升机电机与反应仓内的搅拌提升机连接；所述反应仓上方还设有进水管，所述进水管上设有喷淋头；所述反应仓底部设有多孔结构的渗滤层；所述渗滤层内设有与反应仓连通的出水管，所述出水管与调节池连接，所说调节池与进水管连接，所述进水管上设有水泵；所述渗滤层内还设有进风管；所述进风管上设有与反应仓连通的出风口 ；所述进风管伸出渗滤层的一端与风机连接，所述风机的出风口处设有空气加热器。所述生物质仓式堆肥处理设备可以是全地下式或半地下式。全地下式堆肥处理设备反应仓全部埋在地下，在反应仓上方搭建遮盖大棚或厂房。半地下式堆肥处理设备包括安置在地面的箱式、槽式堆肥处理设备。本发明还提供了一种基于上述生物质仓式堆肥处理设备的生物质堆肥处理方法，包括如下步骤
(O堆肥前将生物质分选、破碎、筛分、配料、混合成堆肥原料；其中，堆肥原料长度为3 5cm，堆肥原料中的碳氮比为20 30:1 ;堆肥原料中落叶、木屑、枝梢、秸杆、枯草等碳含量较高，直接以它进行堆制，不利于微生物的合成与滋生，发酵速度慢，而鲜草、嫩叶等氮含量高，会放出大量的氨气与臭味，也影响发酵与堆制，最好两者进行一定比例的混合，掌控适合的碳氮比；
(2)将复合益菌粉剂加水稀释50 100倍，常温下培养8 12小时，得菌液；
(3 )将原料通过进料台投入发反应仓内，启动搅拌提升电机带动搅拌提升机工作；同时启动水泵，通过进水管将步骤(2)中培养好的菌液喷洒在原料上；通过湿度传感器控制反应仓内湿度为45 60% ;其中，每IOt堆肥原料使用O. 5kg复合益菌粉剂，堆肥原料pH值为6 9 ;
(4)开启空气加热器，在风机的作用下通过进风管向反应仓内输送暖气，当反应仓内温度达到40°C以上后，关闭空气加热器和风机，反应仓内堆肥原料开始发酵；发酵时，控制反应仓内温度为50 60°C，当温度低于50°C时，启动空气加热器和风机向当反应仓内输送暖气，当温度高于60°C时，启动风机向反应仓内输送常温气体；控制反应仓内湿度50 60%,当湿度低于50%时，通过水泵将滤液调节池内的水喷洒到堆肥原料上，当湿度低于60%时,通过风机向反应仓内输送空气,吹干水分；其中，滤液调节池内水的pH值则通过石灰粉调节至6 9 ;发酵时，每间隔10 12h启动风机和搅拌提升机电机一次，每次持续25 30min，通风速率为10 1000L/min ；
(5)发酵5天后将堆肥原料翻堆，翻堆时一边搅拌一边往堆肥原料中添加复合益菌粉齐U，添加量为每IOt堆肥原料添加O. 5kg复合益菌粉剂；第二次喷洒步骤(2)中培养好的菌液，堆肥原料湿度保持在55 60%之间，堆肥原料在发酵时产生的水份经渗滤层的出水管排向滤液调节池；翻堆时通过搅拌提升机将堆肥原料从前一个反应小仓移至下一个反应小仓；前一个反应小仓又可重复步骤(3)的内容重新投料，不间断进行堆肥生产；
(6)翻堆后， 通过温度传感器控制反应仓内温度为45 55°C，当温度低于45°C时，启动空气加热器和风机向反应仓内输送暖气，当温度高于55°C时,启动风机向反应仓内输送常温气体；通过湿度传感器控制反应仓内原料湿度45 55%，当湿度低于45%时，通过水泵将滤液调节池内的水喷洒到堆肥原料上，当湿度低于55%时，通过风机向反应仓内输送空气吹干水份；其中，滤液调节池内水的PH值通过石灰粉调节至6 9之间；翻堆后，每间隔14 16h启动风机和搅拌提升机电机一次，每次持续15 20min，其中，通风速率为10 1000L/min ;夏天时，翻堆后5天堆肥原料进入后熟期，冬天时，翻堆后7天肥原料进入后熟期，这时将堆肥原料从出料口排出，将堆肥原料移到大棚或露天下降解5 7天后至完全腐熟；其中，通过搅拌提升机将堆肥原料移至最后一个反应小仓内再从出料口排出，而前一个反应仓又可重复步骤的内容翻堆，不间断进行堆肥生产；
(7)将完全腐熟后的堆肥原料摊开，使其自然干燥或日晒，将水份控制在30 35%，破碎后经O.1 2目筛除大颗粒后即成堆肥成品。下面结合原理对本发明作进一步说明
堆肥前将生物质进行分选、破碎、筛分、配料和混合，为堆肥化过程提供适宜的原料。堆肥原料是混合物，包括各种植物、污泥、农业废弃物等。为达到最佳的堆肥化反应效果，需要添加他的有机或无机物料，来改变堆肥原料的比重、含水率、原料的结构，增加原料中的能量含量，调整孔隙率，便于通风。前期处理好的原料投入发酵仓内，在微生物作用下有机物被快速分解，经历升温期、高温期、降温期三个过程进行主发酵。进行主发酵时氧气吸收率高，堆体温度较高，可挥发性固体大量减少，释放出较多臭味气体。当发酵仓内原料堆内温度下降、可挥发性固体减缓挥发时，进入后发酵阶段，通常在发酵仓外发酵，可以是在大棚或露天下进行。作用是使难降解的有机物进一步分解，并转化成较稳定的物质，最终得到完全腐熟的产品。这一阶段氧气吸收率低、堆体温度较低、管理和调控措施比较简单。
两次发酵后的堆肥产品进行适当干燥、破碎、过筛即可包装销售。与现有技术相比，采用本发明设备及方法处理后所得的完全腐熟的堆肥成品，原料体积压缩变化较大，缩至原料的1/3-1/5，无异味与臭味、疏松且带有点似泥土的芳香，植物能完全较快吸收。堆肥发酵的高温期，基本上可以杀灭害虫与病菌，甚至杂草种子，通过高温堆制后再施用于农田及园艺生产，可以实现真正的无污染有机耕作，堆制过程中菌类分泌的大量酶与活性物质地农作物最佳的代谢促进剂，可提高抗病性与抗虫性，改良土壤，活化土壤实现永续耕作，为免农药有机耕作创造基础，实现农业生产的零排放无污染。
图1是本发明仓式堆肥反应器的结构示意图。图中19、搅拌提升机轨道，20、喷淋头，21、进水管，22、搅拌提升机电机，23、搅拌提升机，24、温度传感器，25、出料口，26、水泵，27、出水管，28、滤液调节池，29、渗滤层，30、过滤网，31、进风管，32、出风口，33、空气加热器，34、风机，35、反应仓，36、进料台，37、湿度传感器，38、反应仓隔板。
具体实施例方式下面详细说明本发明优选的技术方案，但本发明不限于所提供的实施例。实施例1
参见图1，所述生物质仓式堆肥处理设备包括包括反应仓35 ;所述反应仓35内由反应仓隔板38分成若干个反应小仓；所述反应仓35内设有温度传感器24和湿度传感器37 ;所述反应仓35 —端设有进料台36，另一端设有出料口 25 ;所述反应仓35上方设有搅拌提升机轨道19，所述搅拌提升机轨道19通过搅拌提升机电机22与反应仓35内的搅拌提升机23连接；所述反应仓35上方还设有进水管21，所述进水管21上设有喷淋头20 ;所述反应仓35底部设有多孔结构的渗滤层29 ;所述渗滤层29内设有与反应仓35连通的出水管27，所述出水管27与调节池28连接，所说调节池28与进水管21连接，所述进水管21上设有水泵26 ;所述渗滤层29内还设有进风管31 ;所述进风管31上设有与反应仓35连通的出风口 32 ;所述进风管31伸出渗滤层29的一端与风机34连接，所述风机34的出风口处设有空气加热器33。 实施例2
一种基于实施例1所述生物质仓式堆肥处理设备的生物质堆肥处理方法，包括如下步
骤
(O堆肥前将生物质分选、破碎、筛分、配料、混合成堆肥原料；其中，堆肥原料长度为3 5cm，堆肥原料中的碳氮比为20 30:1 ;
(2)将复合益菌粉剂加水稀释50 100倍，常温下培养8 12小时，得菌液；
(3 )将原料通过进料台投入发反应仓内，启动搅拌提升电机带动搅拌提升机工作；同时启动水泵，通过进水管将步骤(2)中培养好的菌液喷洒在原料上；通过湿度传感器控制反应仓内湿度为45 60% ;其中，每IOt堆肥原料使用O. 5kg复合益菌粉剂，堆肥原料pH值为6 9 ;
(4)开启空气加热器，在风机的作用下通过进风管向反应仓内输送暖气，当反应仓内温度达到40°C以上后，关闭空气加热器和风机，反应仓内堆肥原料开始发酵；发酵时，控制反应仓内温度为50 60°C，当温度低于50°C时，启动空气加热器和风机向当反应仓内输送暖气，当温度高于60°C时，启动风机向反应仓内输送常温气体；控制反应仓内湿度50 60%,当湿度低于50%时，通过水泵将滤液调节池内的水喷洒到堆肥原料上，当湿度低于60%时,通过风机向反应仓内输送空气,吹干水分；其中，滤液调节池内水的pH值则通过石灰粉调节至6 9 ;发酵时，每间隔10 12h启动风机和搅拌提升机电机一次，每次持续25 30min，通风速率为10 1000L/min ；
(5)发酵5天后将堆肥原料翻堆，翻堆时一边搅拌一边往堆肥原料中添加复合益菌粉齐U，添加量为每IOt堆肥原料添加O. 5kg复合益菌粉剂；第二次喷洒步骤(2)中培养好的菌液，堆肥原料湿度保持在55 60%之间，堆肥原料在发酵时产生的水份经渗滤层的出水管排向滤液调节池；翻堆时通过搅拌提升机将堆肥原料从前一个反应小仓移至下一个反应小仓；前一个反应小仓又可重复步骤(3)的内容重新投料，不间断进行堆肥生产；
(6)翻堆后，通过温度传感器控制反应仓内温度为45 55°C，当温度低于45°C时，启动空气加热器和风机向反应仓内输送暖气，当温度高于55°C时,启动风机向反应仓内输送常温气体；通过湿度传感器控制反应仓内原料湿度45 55%，当湿度低于45%时，通过水泵将滤液调节池内的水喷洒到堆肥原料上，当湿度低于55%时，通过风机向反应仓内输送空气吹干水份；其中，滤液调节池内水的PH值通过石灰粉调节至6 9之间；翻堆后，每间隔14 16h启动风机和搅拌提升机电机一次，每次持续15 20min，其中，通风速率为10 1000L/min ;夏天时，翻堆后5天堆肥原料进入后熟期，冬天时，翻堆后7天肥原料进入后熟期，这时将堆肥原料从出料口排出，将堆肥原料移到大棚或露天下降解5 7天后至完全腐熟；其中，通过搅拌提升机将堆肥原料移至最后一个反应小仓内再从出料口排出，而前一个反应仓又可重复步骤的内容翻堆，不间断进行堆肥生产；(7)将完全腐熟后的堆肥原料摊开，使其自然干燥或日晒，将水份控制在30 35%，破碎后经O.1 2目筛除大颗 粒后即成堆肥成品。
权利要求
1.一种生物质仓式堆肥处理设备，其特征在于，所述设备包括反应仓(35);所述反应仓(35)内由反应仓隔板(38)分成若干个反应小仓；所述反应仓(35)内设有温度传感器(24)和湿度传感器(37);所述反应仓(35) —端设有进料台(36)，另一端设有出料口(25)；所述反应仓(35)上方设有搅拌提升机轨道(19)，所述搅拌提升机轨道(19)通过搅拌提升机电机(22)与反应仓(35)内的搅拌提升机(23)连接；所述反应仓(35)上方还设有进水管(21)，所述进水管(21)上设有喷淋头(20);所述反应仓(35)底部设有多孔结构的渗滤层(29);所述渗滤层(29)内设有与反应仓(35)连通的出水管(27)，所述出水管(27)与调节池(28)连接，所说调节池(28)与进水管(21)连接，所述进水管(21)上设有水泵(26);所述渗滤层(29)内还设有进风管(31);所述进风管(31)上设有与反应仓(35)连通的出风口(32);所述进风管(31)伸出渗滤层(29)的一端与风机(34)连接，所述风机(34)的出风口处设有空气加热器(33)。
2.一种基于权利要求1所述生物质仓式堆肥处理设备的生物质堆肥处理方法，包括如下步骤 (O堆肥前将生物质分选、破碎、筛分、配料、混合成堆肥原料；堆肥原料长度为3 5cm,堆肥原料中的碳氮比为20 30:1 ； (2)将复合益菌粉剂加水稀释50 100倍，常温下培养8 12小时，得菌液； (3 )将原料通过进料台投入发反应仓内，启动搅拌提升电机带动搅拌提升机工作；同时启动水泵，通过进水管将步骤(2)中培养好的菌液喷洒在原料上；通过湿度传感器(37)控制反应仓内湿度为45 60% ;其中，每IOt堆肥原料使用O. 5kg复合益菌粉剂，堆肥原料pH值为6 9 ; (4)开启空气加热器，在风机的作用下通过进风管向反应仓内输送暖气，当反应仓内温度达到40°C以上后，关闭空气加热器和风机，反应仓内堆肥原料开始发酵；发酵时，控制反应仓内温度为50 60°C，并控制反应仓内湿度50 60% ;每间隔10 12h启动风机和搅拌提升机电机一次，每次持续25 30min，通风速率为10 1000L/min ； (5)发酵5天后将堆肥原料翻堆，翻堆时一边搅拌一边往堆肥原料中添加复合益菌粉齐U，添加量为每IOt堆肥原料添加O. 5kg复合益菌粉剂；第二次喷洒步骤(2)中培养好的菌液，堆肥原料湿度保持在55 60%之间，堆肥原料在发酵时产生的水份经渗滤层的出水管排向滤液调节池；翻堆时通过搅拌提升机将堆肥原料从前一个反应小仓移至下一个反应小仓； (6)翻堆后，通过温度传感器控制反应仓内温度为45 55°C，通过湿度传感器控制反应仓内湿度45 55% ;每间隔14 16h启动风机和搅拌机一次，每次持续15 20min，其中，通风速率为10 1000L/min ;夏天时，翻堆后5天堆肥原料进入后熟期，冬天时，翻堆后7天肥原料进入后熟期，这时将堆肥原料从出料口排出，将堆肥原料移到大棚或露天下降解5 7天后至完全腐熟； (7)将完全腐熟后的堆肥原料摊开，使其自然干燥或日晒，然后破碎并经0.1 2目筛除大颗粒后即成堆肥成品。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中，每It堆肥原料中加有50 IOOkg干石灰粉。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中将生物质配料后，生物质中含有落叶、木屑、枝梢、秸杆、枯草、鲜草和嫩叶。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，当反应仓内温度低于50°C时，启动空气加热器和风机向当反应仓内输送暖气，当反应仓内温度高于60°C时，启动风机向反应仓内输送常温气体；当反应仓内湿度低于50%时，通过水泵将滤液调节池内的水喷洒到堆肥原料上，当反应仓内湿度低于60%时，通过风机向反应仓内输送空气，吹干水分；其中，滤液调节池内水的PH值则通过石灰粉调节至6 9。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，当反应仓内温度低于45°C时，启动空气加热器和风机向反应仓内输送暖气，当反应仓内温度高于55°C时，启动风机向反应仓内输送常温气体；当反应仓内湿度低于45%时，通过水泵将滤液调节池内的水喷洒到堆肥原料上，当反应仓内湿度低于55%时，通过风机向反应仓内输送空气吹干水份；其中，滤液调节池内水的PH值通过石灰粉调节至6 9。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)中，将堆肥原料干燥至其水分含量为30 35%。
全文摘要
本发明公开了一种生物质仓式堆肥处理设备及方法。本发明利用高效微生物菌剂，采用封闭式堆肥化操作方法，增强微生物生态系统的功能，加速有机物质的分解，促进堆肥物料的腐熟，提高堆肥效率，有效防止病原菌的传播和异味散发。实现无污染有机耕作，堆制过程中菌类分泌的大量酶与活性物质地农作物最佳的代谢促进剂，可提高抗病性与抗虫性，改良土壤，活化土壤实现永续耕作，为免农药有机耕作创造基础，实现农业生产的零排放无污染。
文档编号C05F17/00GK103044104SQ20121058806
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者雷学军 申请人:雷学军