專利名稱：一種生物質倉式堆肥處理設備及方法
技術領域：
本發明屬于生物質填埋中惡臭處理技術領域，具體涉及一種生物質倉式堆肥處理設備及方法。
背景技術：
有機物通過高溫好氧堆肥處理，使堆肥原料中的不穩定有機物經過一段時間的生物氧化和腐熟，形成性質穩定、對農作物無害，可作為土壤改良劑的堆肥產品，施用于農田，能改良土壤結構、提高土壤肥力。未腐熟生物質直接施用，由于其中的有機質沒有達到足夠穩定，會阻礙農作物對氮的吸收、在植物根區形成厭氧條件及增加土壤中某些重金屬離子的溶解性，含有的植物毒性物質也會影響植物的正常生長。因此，需要對生物質進行資源化、無害化堆肥處理。堆肥化是在微生物的作用下通過高溫發酵使有機物礦質化、腐殖化和無害化而變成腐熟肥料的過程。植物體內中含有碳、氮、磷、鉀以及各種微量元素。一年生植物作為肥料還給該土壤，土壤有機質每年可增加0.01%，對維持土壤養分平衡起著積極作用，同時還可改善土壤團粒結構和理化性狀。在農業方面更能增加作物產量，節約化肥用量，能促進農業可持續發展。堆肥反應是微生物活動的復雜過程，受含水率、溫度、通風供氧量、碳氮比(C/N)和PH值等因素影響。堆肥過程中可溶性的有機物，透過微生物的細胞壁和細胞膜被微生物所吸收。而固體和膠體有機物質則附著在微生物體外，被微生物所分泌的酶分解為可溶性物質后，再滲入細胞。被吸收的有機物，一部分轉化為生物體所必需的營養物質，合成新的細胞物質，使微生物生長繁殖，產生更多生物體；另一部分則被氧化成簡單的無機物，并放出生物生產活動所需要的能量。易腐爛的 有機物轉化為土壤易吸收的有機營養物質，堆肥過程中產生的高溫，殺死了堆肥物料中的致病菌、寄生蟲卵。生物質堆肥就是將植物采用特殊工藝和科學配比，經粉碎、酶化、配料、混料等工序后制成生物質復合肥。但目前生物質堆肥技術水平低，作業占地面積大、腐熟周期長、易產生惡臭等。目前還沒有將以植物為主采用堆肥方式生產生物質復合肥的設備及方法進行工廠化。

發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種生物質倉式堆肥處理設備及方法。利用高效微生物菌劑，采用封閉式堆肥化操作方法，增強微生物生態系統的功能，加速有機物質的分解，促進堆肥物料的腐熟，提高堆肥效率，有效防止病原菌的傳播和異味散發。為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為
所述生物質倉式堆肥處理設備包括包括反應倉；所述反應倉內由反應倉隔板分成若干個反應小倉；所述反應倉內設有溫度傳感器和濕度傳感器；所述反應倉一端設有進料臺，另一端設有出料口 ；所述反應倉上方設有攪拌提升機軌道，所述攪拌提升機軌道通過攪拌提升機電機與反應倉內的攪拌提升機連接；所述反應倉上方還設有進水管，所述進水管上設有噴淋頭；所述反應倉底部設有多孔結構的滲濾層；所述滲濾層內設有與反應倉連通的出水管，所述出水管與調節池連接，所說調節池與進水管連接，所述進水管上設有水泵；所述滲濾層內還設有進風管；所述進風管上設有與反應倉連通的出風口 ；所述進風管伸出滲濾層的一端與風機連接，所述風機的出風口處設有空氣加熱器。所述生物質倉式堆肥處理設備可以是全地下式或半地下式。全地下式堆肥處理設備反應倉全部埋在地下，在反應倉上方搭建遮蓋大棚或廠房。半地下式堆肥處理設備包括安置在地面的箱式、槽式堆肥處理設備。本發明還提供了一種基于上述生物質倉式堆肥處理設備的生物質堆肥處理方法，包括如下步驟
(O堆肥前將生物質分選、破碎、篩分、配料、混合成堆肥原料；其中，堆肥原料長度為3 5cm，堆肥原料中的碳氮比為20 30:1 ;堆肥原料中落葉、木屑、枝梢、秸桿、枯草等碳含量較高，直接以它進行堆制，不利于微生物的合成與滋生，發酵速度慢，而鮮草、嫩葉等氮含量高，會放出大量的氨氣與臭味，也影響發酵與堆制，最好兩者進行一定比例的混合，掌控適合的碳氮比；
(2)將復合益菌粉劑加水稀釋50 100倍，常溫下培養8 12小時，得菌液；
(3 )將原料通過進料臺投入發反應倉內，啟動攪拌提升電機帶動攪拌提升機工作；同時啟動水泵，通過進水管將步驟(2)中培養好的菌液噴灑在原料上；通過濕度傳感器控制反應倉內濕度為45 60% ;其中，每IOt堆肥原料使用O. 5kg復合益菌粉劑，堆肥原料pH值為6 9 ;
(4)開啟空氣加熱器，在風機的作用下通過進風管向反應倉內輸送暖氣，當反應倉內溫度達到40°C以上后，關閉空氣加熱器和風機，反應倉內堆肥原料開始發酵；發酵時，控制反應倉內溫度為50 60°C，當溫度低于50°C時，啟動空氣加熱器和風機向當反應倉內輸送暖氣，當溫度高于60°C時，啟動風機向反應倉內輸送常溫氣體；控制反應倉內濕度50 60%,當濕度低于50%時，通過水泵將濾液調節池內的水噴灑到堆肥原料上，當濕度低于60%時,通過風機向反應倉內輸送空氣,吹干水分；其中，濾液調節池內水的pH值則通過石灰粉調節至6 9 ;發酵時，每間隔10 12h啟動風機和攪拌提升機電機一次，每次持續25 30min，通風速率為10 1000L/min ；
(5)發酵5天后將堆肥原料翻堆，翻堆時一邊攪拌一邊往堆肥原料中添加復合益菌粉齊U，添加量為每IOt堆肥原料添加O. 5kg復合益菌粉劑；第二次噴灑步驟(2)中培養好的菌液，堆肥原料濕度保持在55 60%之間，堆肥原料在發酵時產生的水份經滲濾層的出水管排向濾液調節池；翻堆時通過攪拌提升機將堆肥原料從前一個反應小倉移至下一個反應小倉；前一個反應小倉又可重復步驟(3)的內容重新投料，不間斷進行堆肥生產；
(6)翻堆后， 通過溫度傳感器控制反應倉內溫度為45 55°C，當溫度低于45°C時，啟動空氣加熱器和風機向反應倉內輸送暖氣，當溫度高于55°C時,啟動風機向反應倉內輸送常溫氣體；通過濕度傳感器控制反應倉內原料濕度45 55%，當濕度低于45%時，通過水泵將濾液調節池內的水噴灑到堆肥原料上，當濕度低于55%時，通過風機向反應倉內輸送空氣吹干水份；其中，濾液調節池內水的PH值通過石灰粉調節至6 9之間；翻堆后，每間隔14 16h啟動風機和攪拌提升機電機一次，每次持續15 20min，其中，通風速率為10 1000L/min ;夏天時，翻堆后5天堆肥原料進入后熟期，冬天時，翻堆后7天肥原料進入后熟期，這時將堆肥原料從出料口排出，將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，通過攪拌提升機將堆肥原料移至最后一個反應小倉內再從出料口排出，而前一個反應倉又可重復步驟的內容翻堆，不間斷進行堆肥生產；
(7)將完全腐熟后的堆肥原料攤開，使其自然干燥或日曬，將水份控制在30 35%，破碎后經O.1 2目篩除大顆粒后即成堆肥成品。下面結合原理對本發明作進一步說明
堆肥前將生物質進行分選、破碎、篩分、配料和混合，為堆肥化過程提供適宜的原料。堆肥原料是混合物，包括各種植物、污泥、農業廢棄物等。為達到最佳的堆肥化反應效果，需要添加他的有機或無機物料，來改變堆肥原料的比重、含水率、原料的結構，增加原料中的能量含量，調整孔隙率，便于通風。前期處理好的原料投入發酵倉內，在微生物作用下有機物被快速分解，經歷升溫期、高溫期、降溫期三個過程進行主發酵。進行主發酵時氧氣吸收率高，堆體溫度較高，可揮發性固體大量減少，釋放出較多臭味氣體。當發酵倉內原料堆內溫度下降、可揮發性固體減緩揮發時，進入后發酵階段，通常在發酵倉外發酵，可以是在大棚或露天下進行。作用是使難降解的有機物進一步分解，并轉化成較穩定的物質，最終得到完全腐熟的產品。這一階段氧氣吸收率低、堆體溫度較低、管理和調控措施比較簡單。

兩次發酵后的堆肥產品進行適當干燥、破碎、過篩即可包裝銷售。與現有技術相比，采用本發明設備及方法處理后所得的完全腐熟的堆肥成品，原料體積壓縮變化較大，縮至原料的1/3-1/5，無異味與臭味、疏松且帶有點似泥土的芳香，植物能完全較快吸收。堆肥發酵的高溫期，基本上可以殺滅害蟲與病菌，甚至雜草種子，通過高溫堆制后再施用于農田及園藝生產，可以實現真正的無污染有機耕作，堆制過程中菌類分泌的大量酶與活性物質地農作物最佳的代謝促進劑，可提高抗病性與抗蟲性，改良土壤，活化土壤實現永續耕作，為免農藥有機耕作創造基礎，實現農業生產的零排放無污染。


圖1是本發明倉式堆肥反應器的結構示意圖。圖中19、攪拌提升機軌道，20、噴淋頭，21、進水管，22、攪拌提升機電機，23、攪拌提升機，24、溫度傳感器，25、出料口，26、水泵，27、出水管，28、濾液調節池，29、滲濾層，30、過濾網，31、進風管，32、出風口，33、空氣加熱器，34、風機，35、反應倉，36、進料臺，37、濕度傳感器，38、反應倉隔板。
具體實施例方式下面詳細說明本發明優選的技術方案，但本發明不限于所提供的實施例。實施例1
參見圖1，所述生物質倉式堆肥處理設備包括包括反應倉35 ;所述反應倉35內由反應倉隔板38分成若干個反應小倉；所述反應倉35內設有溫度傳感器24和濕度傳感器37 ;所述反應倉35 —端設有進料臺36，另一端設有出料口 25 ;所述反應倉35上方設有攪拌提升機軌道19，所述攪拌提升機軌道19通過攪拌提升機電機22與反應倉35內的攪拌提升機23連接；所述反應倉35上方還設有進水管21，所述進水管21上設有噴淋頭20 ;所述反應倉35底部設有多孔結構的滲濾層29 ;所述滲濾層29內設有與反應倉35連通的出水管27，所述出水管27與調節池28連接，所說調節池28與進水管21連接，所述進水管21上設有水泵26 ;所述滲濾層29內還設有進風管31 ;所述進風管31上設有與反應倉35連通的出風口 32 ;所述進風管31伸出滲濾層29的一端與風機34連接，所述風機34的出風口處設有空氣加熱器33。 實施例2
一種基于實施例1所述生物質倉式堆肥處理設備的生物質堆肥處理方法，包括如下步
驟
(O堆肥前將生物質分選、破碎、篩分、配料、混合成堆肥原料；其中，堆肥原料長度為3 5cm，堆肥原料中的碳氮比為20 30:1 ;
(2)將復合益菌粉劑加水稀釋50 100倍，常溫下培養8 12小時，得菌液；
(3 )將原料通過進料臺投入發反應倉內，啟動攪拌提升電機帶動攪拌提升機工作；同時啟動水泵，通過進水管將步驟(2)中培養好的菌液噴灑在原料上；通過濕度傳感器控制反應倉內濕度為45 60% ;其中，每IOt堆肥原料使用O. 5kg復合益菌粉劑，堆肥原料pH值為6 9 ;
(4)開啟空氣加熱器，在風機的作用下通過進風管向反應倉內輸送暖氣，當反應倉內溫度達到40°C以上后，關閉空氣加熱器和風機，反應倉內堆肥原料開始發酵；發酵時，控制反應倉內溫度為50 60°C，當溫度低于50°C時，啟動空氣加熱器和風機向當反應倉內輸送暖氣，當溫度高于60°C時，啟動風機向反應倉內輸送常溫氣體；控制反應倉內濕度50 60%,當濕度低于50%時，通過水泵將濾液調節池內的水噴灑到堆肥原料上，當濕度低于60%時,通過風機向反應倉內輸送空氣,吹干水分；其中，濾液調節池內水的pH值則通過石灰粉調節至6 9 ;發酵時，每間隔10 12h啟動風機和攪拌提升機電機一次，每次持續25 30min，通風速率為10 1000L/min ；
(5)發酵5天后將堆肥原料翻堆，翻堆時一邊攪拌一邊往堆肥原料中添加復合益菌粉齊U，添加量為每IOt堆肥原料添加O. 5kg復合益菌粉劑；第二次噴灑步驟(2)中培養好的菌液，堆肥原料濕度保持在55 60%之間，堆肥原料在發酵時產生的水份經滲濾層的出水管排向濾液調節池；翻堆時通過攪拌提升機將堆肥原料從前一個反應小倉移至下一個反應小倉；前一個反應小倉又可重復步驟(3)的內容重新投料，不間斷進行堆肥生產；
(6)翻堆后，通過溫度傳感器控制反應倉內溫度為45 55°C，當溫度低于45°C時，啟動空氣加熱器和風機向反應倉內輸送暖氣，當溫度高于55°C時,啟動風機向反應倉內輸送常溫氣體；通過濕度傳感器控制反應倉內原料濕度45 55%，當濕度低于45%時，通過水泵將濾液調節池內的水噴灑到堆肥原料上，當濕度低于55%時，通過風機向反應倉內輸送空氣吹干水份；其中，濾液調節池內水的PH值通過石灰粉調節至6 9之間；翻堆后，每間隔14 16h啟動風機和攪拌提升機電機一次，每次持續15 20min，其中，通風速率為10 1000L/min ;夏天時，翻堆后5天堆肥原料進入后熟期，冬天時，翻堆后7天肥原料進入后熟期，這時將堆肥原料從出料口排出，將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，通過攪拌提升機將堆肥原料移至最后一個反應小倉內再從出料口排出，而前一個反應倉又可重復步驟的內容翻堆，不間斷進行堆肥生產；(7)將完全腐熟后的堆肥原料攤開，使其自然干燥或日曬，將水份控制在30 35%，破碎后經O.1 2目篩除大顆 粒后即成堆肥成品。
權利要求
1.一種生物質倉式堆肥處理設備，其特征在于，所述設備包括反應倉(35);所述反應倉(35)內由反應倉隔板(38)分成若干個反應小倉；所述反應倉(35)內設有溫度傳感器(24)和濕度傳感器(37);所述反應倉(35) —端設有進料臺(36)，另一端設有出料口(25)；所述反應倉(35)上方設有攪拌提升機軌道(19)，所述攪拌提升機軌道(19)通過攪拌提升機電機(22)與反應倉(35)內的攪拌提升機(23)連接；所述反應倉(35)上方還設有進水管(21)，所述進水管(21)上設有噴淋頭(20);所述反應倉(35)底部設有多孔結構的滲濾層(29);所述滲濾層(29)內設有與反應倉(35)連通的出水管(27)，所述出水管(27)與調節池(28)連接，所說調節池(28)與進水管(21)連接，所述進水管(21)上設有水泵(26);所述滲濾層(29)內還設有進風管(31);所述進風管(31)上設有與反應倉(35)連通的出風口(32);所述進風管(31)伸出滲濾層(29)的一端與風機(34)連接，所述風機(34)的出風口處設有空氣加熱器(33)。
2.一種基于權利要求1所述生物質倉式堆肥處理設備的生物質堆肥處理方法，包括如下步驟 (O堆肥前將生物質分選、破碎、篩分、配料、混合成堆肥原料；堆肥原料長度為3 5cm,堆肥原料中的碳氮比為20 30:1 ； (2)將復合益菌粉劑加水稀釋50 100倍，常溫下培養8 12小時，得菌液； (3 )將原料通過進料臺投入發反應倉內，啟動攪拌提升電機帶動攪拌提升機工作；同時啟動水泵，通過進水管將步驟(2)中培養好的菌液噴灑在原料上；通過濕度傳感器(37)控制反應倉內濕度為45 60% ;其中，每IOt堆肥原料使用O. 5kg復合益菌粉劑，堆肥原料pH值為6 9 ; (4)開啟空氣加熱器，在風機的作用下通過進風管向反應倉內輸送暖氣，當反應倉內溫度達到40°C以上后，關閉空氣加熱器和風機，反應倉內堆肥原料開始發酵；發酵時，控制反應倉內溫度為50 60°C，并控制反應倉內濕度50 60% ;每間隔10 12h啟動風機和攪拌提升機電機一次，每次持續25 30min，通風速率為10 1000L/min ； (5)發酵5天后將堆肥原料翻堆，翻堆時一邊攪拌一邊往堆肥原料中添加復合益菌粉齊U，添加量為每IOt堆肥原料添加O. 5kg復合益菌粉劑；第二次噴灑步驟(2)中培養好的菌液，堆肥原料濕度保持在55 60%之間，堆肥原料在發酵時產生的水份經滲濾層的出水管排向濾液調節池；翻堆時通過攪拌提升機將堆肥原料從前一個反應小倉移至下一個反應小倉； (6)翻堆后，通過溫度傳感器控制反應倉內溫度為45 55°C，通過濕度傳感器控制反應倉內濕度45 55% ;每間隔14 16h啟動風機和攪拌機一次，每次持續15 20min，其中，通風速率為10 1000L/min ;夏天時，翻堆后5天堆肥原料進入后熟期，冬天時，翻堆后7天肥原料進入后熟期，這時將堆肥原料從出料口排出，將堆肥原料移到大棚或露天下降解5 7天后至完全腐熟； (7)將完全腐熟后的堆肥原料攤開，使其自然干燥或日曬，然后破碎并經0.1 2目篩除大顆粒后即成堆肥成品。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中，每It堆肥原料中加有50 IOOkg干石灰粉。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(I)中將生物質配料后，生物質中含有落葉、木屑、枝梢、秸桿、枯草、鮮草和嫩葉。
5.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，當反應倉內溫度低于50°C時，啟動空氣加熱器和風機向當反應倉內輸送暖氣，當反應倉內溫度高于60°C時，啟動風機向反應倉內輸送常溫氣體；當反應倉內濕度低于50%時，通過水泵將濾液調節池內的水噴灑到堆肥原料上，當反應倉內濕度低于60%時，通過風機向反應倉內輸送空氣，吹干水分；其中，濾液調節池內水的PH值則通過石灰粉調節至6 9。
6.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(6)中，當反應倉內溫度低于45°C時，啟動空氣加熱器和風機向反應倉內輸送暖氣，當反應倉內溫度高于55°C時，啟動風機向反應倉內輸送常溫氣體；當反應倉內濕度低于45%時，通過水泵將濾液調節池內的水噴灑到堆肥原料上，當反應倉內濕度低于55%時，通過風機向反應倉內輸送空氣吹干水份；其中，濾液調節池內水的PH值通過石灰粉調節至6 9。
7.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(7)中，將堆肥原料干燥至其水分含量為30 35%。
全文摘要
本發明公開了一種生物質倉式堆肥處理設備及方法。本發明利用高效微生物菌劑，采用封閉式堆肥化操作方法，增強微生物生態系統的功能，加速有機物質的分解，促進堆肥物料的腐熟，提高堆肥效率，有效防止病原菌的傳播和異味散發。實現無污染有機耕作，堆制過程中菌類分泌的大量酶與活性物質地農作物最佳的代謝促進劑，可提高抗病性與抗蟲性，改良土壤，活化土壤實現永續耕作，為免農藥有機耕作創造基礎，實現農業生產的零排放無污染。
文檔編號C05F17/00GK103044104SQ20121058806
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者雷學軍 申請人:雷學軍