一种田间原位覆膜发酵装置

1.本技术涉及农业有机废弃物资源化领域，尤其涉及一种田间原位覆膜发酵装置。


背景技术：

2.好氧堆肥是好氧菌在通气条件好，氧气充足的条件下，通过对有机物的氧化、分解和吸收，实现对有机废物的降解生产出成品有机肥的过程，也是农业有机废弃物的主要途径。静态条垛堆肥、动态条垛堆肥和反应器堆肥是好氧堆肥的常见方法，已普遍应用，并形成了以堆肥场所为核心对农业有机废弃物进行集中处理的堆肥场模式，也是堆肥行业发展的主要方向。采用堆肥场模式处理农业有机废弃物的具有处理量大、过程易调控等优点，同时较大的发酵堆体(100m3以上)使堆肥过程对热量、水分、微生物等的缓冲能力强，较易实现不同有机物料的快速成肥。
3.堆肥场集中处理模式虽然已解决了大部分农业有机废弃物的处理问题，但在面对较为分散来源的原材料，如分散农田秸秆、散养畜禽粪便及设施尾菜等，受收集储运成本大，基建成本高，投资收益比低，等因素的影响，少有有机肥企业问津，使这类农业有机废弃物处理成为好氧堆肥处理的盲区，极大的限制了区域农业生态系统物质循环转化的效率，也成为相关地区农村生态环境改善的主要障碍。
4.同时，受分散有机物料局部总量有限，不易收集等条件的限制，分散农业有机废弃物堆肥处理时发酵堆体往往较小，发酵过程堆体温度的维持和水分的调控较为困难，调控冗余较小，存在极大概率会使堆肥失败并造成堆肥产品质量较差。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：
6.本说明书实施例提供的一种田间原位覆膜发酵装置，包括：支撑结构、覆盖膜和通风结构；所述支撑结构与所述覆盖膜通过覆盖膜上的交差连接环相连，形成柱状堆体结构；所述覆盖膜为分体构型，通过剪裁形成柱状堆体结构的上下面及侧立面；所述通风结构固定于所述柱状堆体结构内。
7.可选的，所述支撑结构由铁丝网构成，所述铁丝网两端焊接有铁板，所述铁板上布置连接闭锁联接机构，通过圈状交联的方式实现铁丝网的竖立。
8.可选的，所述覆盖膜采用聚四氟乙烯材料制作，所述聚四氟乙烯材料具有0.2μm孔径的微孔结构。
9.可选的，所述通风结构包括：无动力风帽、电动风阀、打孔pvc管、温度感应探头、太阳能供电单元和控制电路，所述无动力风帽、电动风阀和打孔pvc管顺次连接，所述温度感应探头设置在柱状堆体结构的内部；所述控制电路分别与所述太阳能供电单元、所述温度感应探头和所述电动风阀连接。
10.可选的，所述无动力风帽、电动风阀、打孔pvc管垂直于所述柱状堆体结构的上面放置。
11.可选的，所述打孔pvc管的管径由以下公式确定：
[0012][0013]
式中，r
管
为打孔pvc管的半径，s
构
为形成堆体的覆盖膜的透风面积，k
气
为所采用覆盖膜的最大透气率，p
物
为拟堆肥物料的间隙孔隙度，v
内max
为不考虑内部热压情况下由外部风压使风帽旋转产生的内部最大风速。
[0014]
可选的，所述打孔pvc管中的打孔的数量由确定，式中，s
管
为打孔pvc管的横截面积，s
孔
为打孔pvc管的打孔面积，s
孔
的半径范围为10mm≤r≤30mm。
[0015]
可选的，pvc管打孔范围为从pvc管底端至电动风阀旋转圆周下沿，所述打孔pvc管的打孔纵向间距由确定，式中，l
物
为电动风阀至打孔pvc管底端的长度。
[0016]
可选的，所述支撑结构的高度范围为1m《h≤2m。
[0017]
可选的，所述控制电路用于对电动风阀的开度进行控制，所述温度感应探头用于测量堆体温度，所述堆体温度与所述电动风阀的开度的关系如下表所示：
[0018]
堆体温度(t℃)风阀开度(％)0《t≤151015《t≤352015《t≤354035《t≤6060t》60100
[0019]
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0020]
本发明提供一种田间原位覆膜发酵装置，可以实现在田间实现分散、小量农业有机废弃物的高效堆肥处理。采用本发明装置能够实现有机废弃物的原位就近处理，提高农业有机废弃物产生区的物质转化效率，促进区域生态环境改善。
[0021]
本发明提供的装置，采用烟筒作用原理，将原有强制鼓风送氧方式，改为被动吸风供氧方式，能够高效、低成本地在田间实现高标准好氧堆肥，极大降低储运成本的同时提高分散堆肥质量。
[0022]
在使用本技装置后可以在无外加动力的情况下，实现农业有机废弃物的堆肥，堆肥时间从田间的1-3个月不定缩短到28天左右，堆肥质量达到相关标准要求的同时，实现低成本运行。
附图说明
[0023]
此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0024]
图1为本发明田间原位覆膜发酵装置的支撑结构及覆盖膜；
[0025]
图2为本发明田间原位覆膜发酵装置的堆体覆盖膜上、下表面；
[0026]
图3为本发明田间原位覆膜发酵装置的通风结构；
[0027]
图4为本发明田间原位覆膜发酵装置的总体布局。
[0028]
其中：1、铁丝网；2、铁板；3、闭锁联接机构；4、交差连接环；5、覆盖膜；6、尼龙粘扣；7、覆盖膜上表面；8、上表面尼龙粘扣；9、上表面支撑杆；10、通风结构预留安装孔；11、覆盖膜下表面；12、下表面固定插脚预留孔；13、下表面尼龙粘扣；14、无动力风帽；15、打孔pvc管；16、电动风阀；17、pvc管打孔；18、固定插脚；19、太阳能发电板；20、支撑杆；21、控制箱(电路，电池等)；22、电动风阀控制线；23、温度感应探头。
具体实施方式
[0029]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0030]
以下结合附图，详细说明本技术各实施例提供的技术方案。
[0031]
本发明提供一种田间原位覆膜发酵装置，包括：支撑结构、覆盖膜和通风结构；所述支撑结构与所述覆盖膜通过覆盖膜5上的交差连接环4相连，形成柱状堆体结构。所述通风结构固定于所述柱状堆体结构内。通风结构与堆体边界或不同通风结构间的圆周间隔范围为0.7m《d
构
≤1m。
[0032]
图1为本发明田间原位覆膜发酵装置的支撑结构及覆盖膜，如图1所示，所述支撑结构由铁丝网1构成，所述铁丝网1两端焊接有铁板2，所述铁板3上布置连接闭锁联接机构3，通过圈状交联的方式实现铁丝网1的竖立，构成柱状堆体支撑结构，达到支撑发酵堆体的目的，所形成支撑结构的高度范围为1《h≤2m；
[0033]
如图1和图2所示，所述覆盖膜5为分体构型，通过剪裁形成柱状堆体结构的上下面(图2所示)及侧立面(图1所示)，并通过尼龙粘扣6实现三个面的连接。
[0034]
如图2所示，其左边为覆盖膜上表面7，其边缘均匀设置上表面尼龙粘扣8，9，覆盖膜上表面7的采用上表面支撑杆9进行支撑，其中，上表面支撑杆9可以为多个，可以对称设置。覆盖膜上表面7的中心设置通孔，为通风结构预留安装孔10，用于安装通风结构。
[0035]
如图2所示，其右边为覆盖膜下表面11，其边缘均匀设置下表面尼龙粘扣13，覆盖膜下表面11中心还设置下表面固定插脚预留孔12，用于固定固定插脚18(如图3所示)。
[0036]
覆盖膜5采用有eptfe(聚四氟乙烯)材料制作，该材料具有0.2μm孔径的微孔结构，可实现对灰尘、气溶胶和微生物的有效物理隔绝。
[0037]
如图3和4所示，所述通风结构包括：无动力风帽14、电动风阀16、打孔pvc管15、温度感应探头23、太阳能供电单元(太阳能发电板19)和控制箱21(内含控制电力路和电池)，无动力风帽14、电动风阀16和打孔pvc管15顺次连接，温度感应探头23设置在柱状堆体结构的内部；控制电路分别与太阳能发电板19、温度感应探头23和电动风阀16连接。
[0038]
所述通风结构还包括固定插脚18，用于固定打孔pvc管15，其中，固定插脚18为3个，形成三脚支撑。
[0039]
如图4所示，太阳能发电板19通过支撑杆20进行支撑，控制电路通过电动风阀控制线22控制电动风阀16。
[0040]
打孔pvc管的管径由形成的单位体积内堆体结构覆盖膜面积的透气量、拟堆肥发
酵物料孔隙度等参数确定，由以下公式确定：
[0041][0042]
式中，r
管
为打孔pvc管的半径，s
构
为形成堆体的覆盖膜的透风面积，k
气
为所采用覆盖膜的最大透气率，p
物
为拟堆肥物料的间隙孔隙度，v
内max
为不考虑内部热压情况下由外部风压使风帽旋转产生的内部最大风速，一般按外部吹风风速为10m/s时测定数值，常取0.1-0.14m/s。
[0043]
打孔pvc管中的孔排4列互成90
°
，打孔的数量由确定，式中，s
管
为打孔pvc管的横截面积，s
孔
为打孔pvc管的打孔面积，s
孔
的半径范围为10mm≤r≤30mm；pvc管打孔范围为从pvc管底端至电动风阀旋转圆周下沿，打孔纵向间距为确定好打孔数量后由确定，式中，d
孔
为pvc管打孔的间距，l
物
为电动风阀至pvc管底端的长度，也为堆肥物料的最大累积高度。
[0044]
所述控制电路用于对电动风阀的开度进行控制，所述温度感应探头用于测量堆体温度，所述堆体温度与所述电动风阀的开度的关系如下：
[0045]
堆体温度(t℃)风阀开度(％)0《t≤151015《t≤352015《t≤354035《t≤6060t》60100
[0046]
本发明提出田间原位覆膜发酵装置，形成可在田间实现分散、小量农业有机废弃物的高效堆肥处理方法，采用本发明技术方法与装置能够实现有机废弃物的原位就近处理，提高农业有机废弃物产生区的物质转化效率，促进区域生态环境改善。本发明提供的装置能够高效、低成本地在田间实现高标准好氧堆肥，极大降低储运成本的同时提高分散堆肥质量。
[0047]
在使用本技术方法与装置后可以在无外加动力的情况下，实现农业有机废弃物的堆肥，堆肥时间从田间的1-3个月不定缩短到28天左右，堆肥质量达到相关标准要求的同时，实现低成本运行。
[0048]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。
[0049]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0050]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。