一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种畜禽粪便快速腐熟的发酵装置及使用方法和效果。装置设计美观实用，外形中空圆筒体，包括发酵、监测、通风、渗滤收集和保温5大系统；可进行温湿度、气体和压力传感测定，结合取样分析，为畜禽粪发酵提供及时全面的数据；装置全密闭保温，可控温压，最高发酵温度55～60℃，压力0.02～0.03Mpa；根据取样、出料和清理及外形要求，进行了取样管和出料刮耙等辅助工具及防止物料从发酵室掉入布气室的设计；通过控温压等作用，用装置发酵畜禽粪便，从速效养分、菌数、大肠杆菌和发酵周期来比较，效果好于不控温压装置发酵及对照同体积普通塑料桶的发酵，控温压发酵需12～15天，不控温压需18天，对照42天。
【专利说明】一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物发酵处理畜禽粪便【技术领域】，涉及一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置及其使用方法和效果。
【背景技术】
[0002]无公害、绿色农业、有机农业及设施农业大规模的发展，意味着对作为基肥的有机肥料的需求将不断增加。目前，设施蔬菜种植中有机肥的来源，绝大部分靠传统的畜禽粪便堆怄方法来供应，由于堆置时间长和粗放，发酵不彻底，与大力发展设施农业的步调完全不相符。有机肥料在 设施农业种植中的应用，除了极少数从有机肥生产企业购置腐熟有机肥产品外，绝大部分是由农民自己到附近的养殖场买来粪，然后堆置到大棚附近进行自然发酵，没有进行水份的调节，也没有进行病虫卵的杀灭过程，更没有进行好氧的腐熟发酵过程，有的甚至堆置几天立马使用，使用时水份大，散发恶臭，烧苗和病虫害现象严重，加大了农药应用量，严重威胁着农产品的品质安全。
[0003]生态文明的建设离不开对畜禽粪便等农村废弃物快速有效的处理，农产品安全的监管离不开对畜禽粪便等有机肥料正确安全的使用。有机肥作为一种基肥，在设施蔬菜种植中具有很重要的作用，因此，畜禽粪便的传统堆置发酵方法，势必影响到设施蔬菜的品质和产量，也将最终影响和阻碍设施农业的发展目标。因此，研究出一种能够使畜禽粪便快速腐熟的新装置、新产品或新技术势在必行。目前，国内发酵装置的研究很多，但在55°C~60°C温度范围内以及在0.02~0.03Mpa压力条件下进行畜禽粪便发酵的研究还未涉及。
[0004]基于此，特提出本发明。该发明涉及到一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，可以快速腐熟畜禽粪便，具有发酵和监测两大实验功能。装置全密闭，配备保温措施和自动供氧系统，设有方便实用的取样口和出料口，安装便于观察的透视孔。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种设计科学、美观、耐酸碱、耐温、实用及可监测的畜禽粪便快速腐熟发酵装置。该装置可进行温度、湿度、气体和压力的传感测定，结合取样分析，为畜禽粪便发酵提供及时和全面的实验数据，以便指导畜禽粪便规模化快速发酵生产，一方面可解决畜禽粪便的面源污染问题，另一方面可为农业生产提供大量安全高效的有机肥料来源。
[0006]为实现上述目的，发明公开了一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于它的外形为中空的圆筒体，包括发酵系统、监测系统、通风系统、渗滤液系统和保温系统5大系统；所述的发酵系统与监测系统连接，监测系统通过微机和打印机进行数据的读取、存储、管理和打印；
其中发酵系统包括:发酵室1、取样口 2、出料口 3、内筒4、外筒5、保温层6、法兰密封保温盖7、进料口 8、透视孔9、支架23和固定螺母24，还包括给其它系统开的各种孔；
取样口 2开于发酵室I 一侧的正中间，出料口 3开于发酵室I的底部，出料口底部平于布气多孔板18的表面，取样口 2与出料口 3开于发酵室I的同一侧，圆心在同一垂直线上，内筒4放置于外筒5内，并于顶部焊接固定，两筒内外壁均垂直平行，并形成一空腔，在空腔内填置保温棉后形成保温层6，在内外筒连接处的顶部设有凸出于筒体并平行于地面的一圈边缘部分，呈法兰状，并在上开有螺母孔，法兰密封盖7也呈法兰状，也再四周边缘开有螺母孔，通过固定螺母24与内外筒顶部设置的边缘部分进行固定连接，进料口 8开于法兰密封保温盖7保温层的一侧，突出于法兰密封保温盖形成法兰状，可与进料口 8密封保温盖进行固定连接，透视孔9开于进料口 8密封保温盖的中央，外筒5外壁中间两边对称处各设有I个把手，支架23安装于发酵装置的底部。
[0007]监测系统包括:湿度气体传感器10、温度压力传感器11、数据转换器12和微机13 ；
湿度气体传感器10孔和温度压力传感器11孔开于法兰密封保温盖7圆心与内筒4内壁之间，用内螺纹打孔，传感器上有外螺纹，可以固定在法兰密封保温盖7上，传感器与数据转换器12连接，数据转换器12连接于微机13上。
[0008]通风系统包括鼓风机14、温控器、时控器、压控器和流量计15、布气管道16、布气室17、布气多孔板18、布气多孔板拉环19、出气管道20 ；
鼓风机14与温控器时控器压控器和流量计15连接，控制器15与布气管道16连接，布气管道16穿过外筒5和内筒4进入从布气室17，布气室17筒壁设有一突出环形圈，布气多孔板18放置突出环形圈上，布气多孔板可移动，靠近边上对称处设有两个布气多孔板拉环19，出气管道20安装于法兰密封保温盖7上一侧。
[0009]渗滤液系统包括:收集室17 (即布气室)、渗滤多孔板18 (即布气多孔板)、斜坡面21和渗滤液管道阀门22 ;收集室17 (即布气室)底部为斜坡面；
收集室(17)底部为斜坡面21，渗滤液出口位于最低处，排水管道25与渗滤液出口连接，渗滤液管道阀门22安装于装置底部。
[0010]保温系统包括:取样口 2保温塞、出料口 3保温塞、内筒4、外筒5、保温层6、法兰密封保温盖7、进料口 8保温盖和透视孔9保温塞。
[0011]取样口 2保温塞和出料口 3保温塞通过固定螺母24密闭连接固定于发酵装置侧面，法兰密封保温盖7通过固定螺母24密闭连接固定于发酵装置顶部，进料口 8密封保温盖通过固定螺母24密闭连接固定于法兰密封保温盖7上，透视孔9密封保温塞直接插入透视孔9中。
[0012]本发明所述的外形为中空的圆筒体高1220mm，内筒4直径500mm，外筒5直径600mm,保温层6厚度50_。
[0013]所述的内筒4材料为聚丙烯材料；外筒5材料为不锈钢材料；保温层6材料为保温棉。
[0014]所述的取样口 2内径80mm，出料口 3内径260mm，进料口 8内径200mm ;法兰密封盖7也填充保温棉和安上密封圈，设有螺母孔，通过螺母24与圆筒体上设置螺母孔连接，使塞子与圆筒体之间能够紧密固定，达到保温和密闭的作用。
[0015]所述的法兰密封盖7总直径700mm，保温层部分直径500mm，厚度50mm，及螺母孔边缘部分，厚度为20_ ;透视孔9开于进料口保温盖8的中央，为透明材料制成，安装于进料口保温盖的里层，内 径为60_，并配有保温塞。透视孔9用来观察畜禽粪便发酵的物理状况，为透明材料制成，安装于进料口保温盖的里层，内径为60mm，不观察时用保温塞塞紧利于保温；湿度气体传感器10孔和温度压力传感器11孔开于法兰密封盖圆心与内筒边缘之间，运用内螺纹进行打孔，直径为25mm，不用时用塞子塞上，用时插上各种传感器，支架23高150mm，方便渗滤液管道的使用和维护，圆筒外壁中间两边对称处各设有I个把手，方便实验装置的搬运。
[0016]所述的发酵室高900mm，布气室17高100mm，两室通过布气多孔板18隔开，布气多孔板孔径为2mm、3mm或4mm。
[0017]本发明所述取样口 2、出料口 3和进料口 8均填充保温棉和安上密封圈做成带有手柄的塞子，手柄长60mm，设有螺母孔，可通过螺母24与圆筒体上设置螺母孔连接，使塞子与圆筒体之间能够紧密固定，达到保温和密闭的作用。
[0018]本发明进一步公开了采用畜禽粪便快速腐熟的发酵装置进行发酵的方法，其特征在于按如下的步骤进行:
(O原料预处理:将畜禽粪便、菌种与其它辅料混合均匀，使发酵物料的碳氮比达到25~30:1，水分达到55~60% ;所述的畜禽粪便指的是由牛、猪、鸡、羊、马、鸭等畜禽产生的粪便；菌种指的是畜禽粪便腐熟菌剂，由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、长柄木霉(Trichoderma 1ngbrachiatum)和胶腺样芽抱杆菌(Bacillus mucilaginosus)组成。其它辅料指的是蘑燕洛和褐煤等；畜禽粪便:其它辅料:菌种的重量份数比为80:19.9:0.1。
[0019](2)装料前的准备:首先把配备密封圈的法兰保温塞插入取样口和出料口，并用螺母拧紧固定在发酵罐体上；其次用多孔板挂钩放把布气多孔板置于布气室内壁突出环形圈上，然后拧紧固定法 兰密封保温盖于发酵罐体上；接下来安装固定所有传感器元件于法兰密封保温盖上，再把各种传感器连接到数据转换器上，以便通过数据转换器发酵温度、湿度、压力和气体情况显示在微机上便于数据的读取、存储、管理和打印，温度传感器可测发酵室上、中、下三层的发酵温度；并将渗滤液出口阀门关闭；最后，取出进料口密封保温盖，露出进料口；
(3 )装料:把预处理好的发酵原料通过进料口均匀放入带有刻度的发酵室内，物料堆置高度为85cm ；
(4)发酵:盖上进料口密封保温塞和透视孔保温塞，发酵初期，通过时间控制器在8点、16点和24点每天向发酵堆体强制通风三次，每次通风时间40分钟，在直至发酵温度达55°C进入发酵中期；发酵中期达到55°C后连续三天不通风，三天后应用温度控制器、时间控制器、压力控制器和出气口阀门进行控制，发酵温度控制在55°C~60°C之间，超过60°C，强制通风40分钟，保持发酵装置压力恒定在0.02~0.03Mpa，直至温度开始下降低于55°C进入发酵后期；发酵后期应用时控器控制通风时间每次为20分钟，休息时间4小时，直至发酵温度与外界环境温度一样，整个发酵周期大约为12~15天；
(5)取样检测:取样包括发酵物料和渗滤液的取样，发酵物料取样分四次时间，发酵初期、发酵中期、发酵后期和发酵成品，发酵初期、发酵中期、发酵后期从发酵装置取样口抽取，打开取样口法兰密封塞，用本发明设计的配套取样铲插入发酵室腔进行取样，抽出时样品留于取样铲凹槽内，发酵成品的取样在出料时刻抽取。渗滤液的取样从渗滤液出口取。
[0020](6)出料:发酵完成后打开出料口法兰密封保温塞，出料。
[0021]本发明进一步公开了用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，及在提高腐熟度、速效养分转化率和菌数及缩短发酵周期方面的应用。所述发明装置通过控压、控温、通风、保温和渗滤液收集的作用加速了畜禽粪便的发酵速度和发酵质量。
[0022]本发明提供的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，具有如下的技术特点:
(I)全密闭保温设计，可进行温度控制，最高发酵温度控制在55°C~60°C之间。
[0023](2)可在0.02~0.03Mpa压力下进行畜禽粪便的快速发酵研究。
[0024](3)发酵室设有刻度，利于装料量的稳定，进行了防止发酵物料从发酵室掉入布气室的设计，以及便于发酵后发酵室和布气室清理的设计。
[0025](4)根据发酵装置取样、出料和清洗的要求，并结合装置的外形特点，设计了浑然一体的取样管、出料刮耙和多孔板取出钩作为发酵辅助工具。
[0026]本发明用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置所具有的优点在于:
(I)低于60°C的发酵，既可防止高温对微生物的生长进行抑制，阻碍发酵的速度，又保证了畜禽粪便中的病虫卵和杂草种子能够杀死。
[0027](2)—定压力状态下的发酵可促进生物酶活性，加速畜禽粪便的发酵速度和质量。
[0028](3)用本发明发酵装置进行畜禽粪便的处理发酵，腐熟程度、速效养分转化、菌数含量及发酵周期明显好于对照同体积塑料桶的发酵，装置控温压发酵周期12-15天，不控温压发酵周期18天，对照42天。
[0029](4)该发酵装置可进行温度、湿度、气体、压力的现场传感测定，结合取样分析，为畜禽粪便发酵提供及时和全面的实验数据，以便指导畜禽粪便规模化快速发酵生产该发酵装置使用方便、清理方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]1、图1为畜禽粪便快速腐熟发酵装置的纵剖面；
2、图2为畜禽粪便快速腐熟发酵装置的俯视图；
3、图3为畜禽粪便快速腐熟发酵装置的侧面图。
[0031]其中:
I为发酵室、2为取样口、3为出料口、4为内筒、5为外筒、6为保温层、7为法兰密封保温盖、8为进料口、9透视孔、10为湿度气体传感器、11为温度压力传感器、12为数据转换器、13为微机、14为鼓风机、15为温控器、时控器、压控器和流量计、16为布气管道、17为布气室、18为布气多孔板、19为布气多孔板拉环、20为出气管道21为斜坡面、22为渗滤液管道阀门、23为支架和24为固定螺母。
【具体实施方式】
[0032]以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。其中的聚丙烯材料、不锈钢材料、保温棉均有市售。
[0033]其中枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的来源为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC 11089的菌株,细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)的来源为中国农业微生物菌种保藏 管理中心保藏编号为ACCC 40027的菌株；长柄木霉(Trichoderma1ngbrachiatum)的来源为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC 30150的菌株；胶胨样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)的来源为中国农业微生物菌种保藏管理中心保藏编号为ACCC 10013的菌株。
[0034]实施例1:
装置的构造说明
结合图1-3，一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，外形为中空的圆柱体，包括发酵系统、监测系统、通风系统、渗滤液系统和保温系统5大系统。发酵系统包括发酵室1、取样口 2、出料口 3、内筒4、外筒5、保温层6、法兰密封保温盖7、进料口 8、透视孔9、支架23和固定螺母24，还包括给其它系统开的各种孔；监测系统包括湿度气体传感器10、温度压力传感器11、数据转换器12和显示微机13 ;通风系统包括鼓风机14、温控器、时控器、压控器和流量计15、布气管道16、布气室17、布气多孔板18、布气多孔板拉环19、出气管道20 ;渗滤液系统包括收集室17 (即布气室)、渗滤多孔板18 (即布气多孔板)、斜坡面21和渗滤液管道阀门22 ;保温系统包括取样口 2保温塞、出料口 3保温塞、内筒4、外筒5、保温层6、法兰密封保温盖7、进料口 8保温盖和透视孔9保温塞。 [0035]畜禽粪便发酵装置，外形为中空的圆筒形，利于发酵均匀，无死角。筒高1220mm，内筒4直径500mm，外筒5直径600mm，保温层6厚度50mm。内筒4材料为pp (即聚丙烯)材料，耐酸碱和耐高温；外筒5材料为不锈钢材料，耐腐蚀，美观，实用；保温层6材料为保温棉，用于畜禽粪便发酵产生热量的保温，一是加速发酵的启动，二是保存聚集热量达到55°C以上高温，杀死并虫卵和杂草种子。取样口 2、出料口 3和进料口 8均填充保温棉和安上密封圈做成带有手柄的塞子(2、3和8)，长60mm，设有螺母孔，可通过螺母24与圆筒体上设置螺母孔连接，使塞子与圆筒体之间能够紧密固定，达到保温和密闭的作用，同时具有操作方便的功能，取样口 2内径80mm，出料口 3内径260mm，进料口 8内径200mm ;法兰密封盖7也填充保温棉和安上密封圈，设有螺母孔，可通过螺母24与圆筒体上设置螺母孔连接，使塞子与圆筒体之间能够紧密固定，达到保温和密闭的作用，同时具有操作方便的功能，法兰密封盖7总直径700mm，保温层部分直径500mm，厚度50mm，及螺母孔边缘部分，厚度为20mm ；透视孔9开于进料口保温盖8的中央，透视孔9用来观察固体有机物料发酵的物理状况，为透明材料制成，安装于进料口保温盖的里层，内径为60mm，不观察时用保温塞塞紧利于保温；湿度气体传感器10的孔和温度压力传感器11的孔开于法兰密封盖圆心与内筒边缘之间，运用内螺纹进行打孔，直径为25mm，不用时用塞子塞上，用时插上各种传感器。支架23高150mm，方便渗滤液管道的使用和维护，圆筒外壁中间两边对称处各设有I个把手，方便实验装置的搬运。
[0036]预处理好的畜禽粪便进入发酵室I前，拧紧和固定住取样口 2保温塞、出料口 3保温塞和法兰密封保温盖7，在拧紧和固定法兰密封保温盖7之前，将布气多孔板18放置于布气室17内壁突出环形圈上，然后把畜禽发酵物料通过进料口 8进入发酵室1，盖上进料口保温盖8和透视孔保温塞9，接着通过螺纹把湿度气体传感器10、温度压力传感器11连接固定在法兰密封保温盖7上，再把各种传感器连接到数据转换器12上，通过数据转换器12把发酵温度、湿度、压力和气体情况显示在微机13上，便于数据的读取、存储、管理和打印。
[0037]下面进入畜禽粪便发酵阶段，发酵室设有装料刻度，保证装料量精确，装料后可通过鼓风机14通风，并通过温控器、时控器、压控器和流量计15控制时间、次数和流量，供应设计所需要的氧气量，氧气通过进气管道16进入布气室17，然后通过布气多孔板18上的孔进入发酵室I中的畜禽粪发酵堆体进行好氧发酵。发酵室I高900mm，布气室17高100mm，两室通过布气多孔板18隔开，布气多孔板18为pp (即聚丙烯)材料，根据不同物料，孔径可为2mm、3mm和4mm。布气多孔板18放置于布气室17内壁突出环形圈上,可防止发酵物料从布气多孔板18四周掉入布气室17，也便于清理，布气多孔板18可移动，靠近边上对称处设有两个布气多孔板拉环19，便于用铁钩从上取出和放置，也便于发酵后的清理；发酵过程中发酵室I中堆体产生的渗滤液可通过渗滤多孔板18 (即布气多孔板)进入到收集室17(即布气室)暂时保存，或通过渗滤液管道阀门22排出收集进行数据分析，收集室17 (即布气室)底部为斜坡面，渗滤液口为最低处，可避免渗滤液在收集室17 (即布气室)中长期积压，影响渗滤液分析数据。发酵过程中可打开取样口 2保温塞，用取样管进行取样，然后在实验室进行物理、化学和生物指标的分析，取得最佳的发酵工艺和参数。
[0038]畜禽粪便发酵腐熟完成后打开出料口 3保温塞，然后用铲子从底部把发酵物料慢慢铲出，最后用刮耙把内部剩下的从布气多孔板18上刮耙到出料口取出，取出的腐熟有机肥料可作进一步检测分析或用于田间使用。
[0039]实施例2:
发酵装置的使用方法
1、原料预处理
按干配湿等原则，将畜禽粪便、菌种与其它辅料混合均匀，使发酵物料的碳氮比达到25~30:1，水分达到55~60%即可。所述的畜禽粪便指的是由牛、猪、鸡、羊、马、鸭等畜禽产生的粪便；菌种指的是畜禽粪便腐熟菌剂，由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、长柄木霉(Trichoderma 1ngbrachiatum)和胶腺样芽孢杆菌(Bacillus m ucilaginosus)组成。其它辅料指的是蘑燕洛和褐煤等；畜禽粪便:其它辅料:菌种的重量份数比为80:19.9:0.1。
[0040]2、装料前的准备
装料前，需对发酵装置做一些准备。首先把配备密封圈的法兰保温塞插入取样口和出料口，并用螺母拧紧固定在发酵罐体上；其次用多孔板挂钩放布气多孔板置于布气室内壁突出环形圈上，然后拧紧固定法兰密封保温盖于发酵罐体上；接下来安装固定所有传感器元件于法兰密封保温盖上，再把各种传感器连接到数据转换器上，以便通过数据转换器发酵温度、湿度、压力和气体情况显示在微机上便于数据的读取、存储、管理和打印，温度传感器可测发酵室上、中、下三层的发酵温度；并将渗滤液出口阀门关闭；最后，取出进料口密封保温盖，露出进料口。
[0041]3、装料
把预处理好的发酵原料通过进料口均匀放入带有刻度的发酵室内，物料堆置高度为85cm。
[0042]4、发酵
盖上进料口密封保温塞和透视孔保温塞，发酵初期，通过时间控制器在8点、16点和24点每天向发酵堆体强制通风三次，每次通风时间40分钟，在直至发酵温度达55°C进入发酵中期；发酵中期达到55°C后连续三天不通风，防止通风给堆体内部降温，不利杀死粪肠杆菌和蛔虫卵等有害病原微生物和虫卵，三天后应用温度控制器、时间控制器、压力控制器和出气口阀门进行控制，发酵温度控制在55°C~60°C之间，超过60°C，强制通风40分钟，但同时保持发酵装置压力恒定在0.02~0.03Mpa，通过通风降温消除高温对微生物生长的抑制，从而促使大量中温菌的活动，加快堆肥的进程，直至温度开始下降低于55°C进入发酵后期；发酵后期应用时控器控制通风时间每次为20分钟，休息时间4小时，直至发酵温度与外界环境温度一样。整个发酵周期大约为12~15天。
[0043]5、取样检测
取样包括发酵物料和渗滤液的取样，发酵物料取样分四次时间，发酵初期、发酵中期、发酵后期和发酵成品，发酵初期、发酵中期、发酵后期从发酵装置取样口抽取，打开取样口法兰密封塞，用本发明设计的配套取样铲插入发酵室腔进行取样，抽出时样品留于取样铲凹槽内，发酵成品的取样在出料时刻抽取。渗滤液的取样从渗滤液出口取。
[0044]6、出料
发酵完成后打开出料口法兰密封保温塞，用本发明设计的配套出料刮耙进行出料，出料后用挂钩把布气多孔板取出进行发酵室的清理。
[0045]实施例3:
发酵装置的应用效果
以下是用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置在提高腐熟度、速效养分和菌数及缩短发酵时间等方面的应用试验。
[0046]原料为鸡粪+牛粪重量比1:1，辅料为蘑菇渣和褐煤重量比1:1，其中畜禽粪:辅料:菌种的重量份数比为80:19.9:0.1，含水量为55%~60%，体积为170L，室温25°C，设4个处理。处理1:在所述发明装置内进行控温控压好氧发酵；处理2:在所述发明装置内进行控温好氧发酵；处理3:在所述发明装置内进行自然(不控温控压)好氧发酵；处理4:在170L普通塑料桶内自然发酵(对照)，每个处理3次重复。
[0047]发酵周期以发酵温度降至室温为止计算所得，发酵第12天对各处理进行取样分析，包括速效N、P、K总量(％)、菌数和大肠杆菌，取平均值，并观察发酵的物理状态，结果如下表所示:
表1不同处理对畜禽粪便的处理效果
【权利要求】
1.一种用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于它的外形为中空的圆筒体，包括发酵系统、监测系统、通风系统、渗滤液系统和保温系统5大系统；所述的发酵系统与监测系统连接，监测系统通过微机和打印机进行数据的读取、存储、管理和打印； 其中发酵系统包括:发酵室(I)、取样口(2)、出料口(3)、内筒(4)、外筒(5)、保温层(6)、法兰密封保温盖(7)、进料口(8)、透视孔(9)、支架(23)和固定螺母(24)，还包括给其它系统开的各种孔； 取样口(2)开于发酵室(I) 一侧的正中间，出料口(3)开于发酵室(I)的底部，出料口底部平于布气多孔板(18)的表面，取样口(2)与出料口(3)开于发酵室(I)的同一侧，圆心在同一垂直线上，内筒(4)放置于外筒(5)内，并于顶部焊接固定，两筒内外壁均垂直平行，并形成一空腔，在空腔内填置保温棉后形成保温层(6)，在内外筒连接处的顶部设有凸出于筒体并平行于地面的一圈边缘部分，呈法兰状，并在上开有螺母孔，法兰密封盖(7)也呈法兰状，也再四周边缘开有螺母孔，通过固定螺母(24)与内外筒顶部设置的边缘部分进行固定连接，进料口(8)开于法兰密封保温盖(7)保温层的一侧，突出于法兰密封保温盖形成法兰状，可与进料口( 8 )密封保温盖进行固定连接，透视孔(9 )开于进料口( 8 )密封保温盖的中央，外筒(5)外壁中间两边对称处各设有I个把手，支架(23)安装于发酵装置的底部；监测系统包括:湿度气体传感器(10)、温度压力传感器(11)、数据转换器(12)和微机(13)； 湿度气体传感器(10)孔和温度压力传感器(11)孔开于法兰密封保温盖(7)圆心与内筒(4)内壁之间，用内螺纹打孔，传感器上有外螺纹，可以固定在法兰密封保温盖(7)上，传感器与数据转换器(12)连接，数据转换器(12)连接于微机(13)上； 通风系统包括鼓风机(14)、温控器、时控器、压控器和流量计(15)、布气管道(16)、布气室(17)、布气多孔板(18)、布气多孔板拉环(19)、出气管道(20)； 鼓风机(14)与温控器时控器压控器和流量计(15)连接，控制器(15)与布气管道(16)连接，布气管道(16)穿过外筒(5)和内筒(4)进入从布气室(17)，布气室(17)筒壁设有一突出环形圈，布气多孔板(18)放置突出环形圈上，布气多孔板可移动，靠近边上对称处设有两个布气多孔板拉环(19 )，出气管道(20 )安装于法兰密封保温盖(7 )上一侧； 渗滤液系统包括:收集室(17)(即布气室)、渗滤多孔板(18)(即布气多孔板)、斜坡面(21)和渗滤液管道阀门(22);收集室17 (即布气室)底部为斜坡面； 收集室(17)底部为斜坡面(21)，渗滤液出口位于最低处，排水管道(25)与渗滤液出口连接，渗滤液管道阀门(22)安装于装置底部； 保温系统包括:取样口(2)保温塞、出料口(3)保温塞、内筒(4)、外筒(5)、保温层(6)、法兰密封保温盖(7)、进料口(8)保温盖和透视孔(9)保温塞； 取样口( 2 )保温塞和出料口( 3 )保温塞通过固定螺母(24 )密闭连接固定于发酵装置侧面，法兰密封保温盖(7)通过固定螺母(24)密闭连接固定于发酵装置顶部，进料口(8)密封保温盖通过固定螺母(24)密闭连接固定于法兰密封保温盖(7)上，透视孔(9)密封保温塞直接插入透视孔(9)中。
2.根据权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于所述的外形为中空的圆筒体高1220mm，内筒4直径500mm，外筒5直径600mm，保温层6厚度50mm。
3.根据权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于所述的内筒(4)材料为聚丙烯材料；外筒(5)材料为不锈钢材料；保温层(6)材料为保温棉。
4.根据权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于所述的取样口(2)、出料口(3)和进料口(8)均填充保温棉和安上密封圈做成带有手柄的塞子，设有螺母孔，通过螺母(24)与圆筒体上设置螺母孔连接。
5.根据权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于所述的取样口(2)内径80mm，出料口(3)内径260mm，进料口(8)内径200mm ;法兰密封盖(7)也填充保温棉和安上密封圈，设有螺母孔，通过螺母(24)与圆筒体上设置螺母孔连接。
6.根据权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于所述的法兰密封盖(7)总直径700mm，保温层部分直径500mm，厚度50mm，及螺母孔边缘部分，厚度为20mm ;透视孔(9)开于进料口保温盖(8)的中央，为透明材料制成，安装于进料口保温盖的里层，内径为60_，并配有保温塞。
7.根据权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置，其特征在于所述的发酵室(I)高900mm，布气室(17)高100mm，两室通过布气多孔板(18)隔开，布气多孔板孔径为2mm > 3mm 或 4mm。
8.一种采用权利要求1所述的用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置进行发酵的方法，其特征在于按如下的步骤进行: (O原料预处理:将畜禽粪便、其它辅料与菌种混合均匀，使发酵物料的碳氮比达到25~30:1，水分达到55~60% ;所述的畜禽粪便指的是由牛、猪、鸡、羊、马、鸭等畜禽产生的粪便；菌种指的是畜禽粪便腐熟菌剂，由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、细黄链霉菌(Streptomyces microflavus)、长柄木霉(Trichoderma 1ngbrachiatum)和胶腺样芽抱杆菌(Bacillus mucilaginosus)组成；其它辅料指的是蘑燕洛和褐煤；畜禽粪便:其它辅料:菌种的重量份数比为80:19.9:0.1 ; (2)装料前的准备:首先把配备密封圈的法兰保温塞插入取样口和出料口，并用螺母拧紧固定在发酵罐体上；其次用多孔板挂钩把布气多孔板置于布气室内壁突出环形圈上，然后拧紧固定法兰密封保温盖于发酵罐体上；接下来安装固定所有传感器元件于法兰密封保温盖上，再把各种传感器连接到数据转换器上，以便通过数据转换器把发酵温度、湿度、压力和气体情况显示在微机上便于数据的读取、存储、管理和打印，温度传感器可测发酵室上、中、下三层的发酵温度；并将渗滤液出口阀门关闭；最后，取出进料口密封保温盖，露出进料口 ； (3)装料:把预处理好的发酵原料通过进料口均匀放入带有刻度的发酵室内，物料堆置高度为85cm ； (4)发酵:盖上进料口密封保温塞和透视孔保温塞，发酵初期，通过时间控制器在8点、16点和24点每天向发酵堆体强制通风三次，每次通风时间40分钟，直至发酵温度达55°C进入发酵中期；发酵中期达到55°C后连续三天不通风，三天后应用温度控制器、时间控制器、压力控制器和出气口阀门进行控制，发酵温度控制在55°C~60°C之间，超过60°C，强制通风40分钟，保持发酵装置压力恒定在0.02~0.03Mpa，直至温度开始下降低于55°C进入发酵后期；发酵后期应用时控器控制通风时间每次为20分钟，休息时间4小时，直至发酵温度与外界环境温度一样，整个发酵周期大约为12~15天； ( 5)取样检测:取样包括发酵物料和渗滤液的取样，发酵物料取样分四次时间，发酵初期、发酵中期、发酵后期和发酵成品，发酵初期、发酵中期、发酵后期从发酵装置取样口抽取，打开取样口法兰密封塞，将取样铲插入发酵室腔进行取样，抽出时样品留于取样铲凹槽内，发酵成品的取样在出料时刻抽取，渗滤液的取样从渗滤液出口取； (6)出料:发酵完成后打开出料口法兰密封保温塞，出料。
9.权利要求1所述用于畜禽粪便快速腐熟的发酵装置在提高腐熟度、速效养分转化率和菌数及缩短发酵周期方 面的应用。
【文档编号】C05F3/06GK104003764SQ201410238260
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】陆文龙, 何宗均, 赵琳娜, 梁海恬 申请人:天津市农业资源与环境研究所