一種加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法。該方法可以降低成本，縮短堆肥周期，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。豎向布置的通氣管加速了裝置內(nèi)的空氣流通，在無動力條件下，實(shí)現(xiàn)了裝置內(nèi)的好氧環(huán)境；農(nóng)業(yè)固體廢棄物從裝置頂部的進(jìn)料口投配進(jìn)入裝置，在好氧微生物的作用下，廢棄物快速腐解為穩(wěn)定的有機(jī)肥料，從裝置下部的出料口排出；堆肥過程中產(chǎn)生的滲濾液從裝置底部的滲濾液出水管流出。本發(fā)明方法無動力消耗、堆腐效率高、操作簡單、易于管理?？梢钥s短好氧堆肥達(dá)到高溫期的時間1-2天，提高堆體氧濃度5%-12%（氧占空氣的百分比）。縮短堆肥腐熟的時間5-15天。
【專利說明】—種加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及固體廢棄物處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種可廣泛應(yīng)用于廣大農(nóng)村地區(qū)的加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，農(nóng)村的生產(chǎn)和生活方式也發(fā)生了巨大變化，科技農(nóng)業(yè)和農(nóng)村企業(yè)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的兩大支柱。隨之而來的是農(nóng)村固體廢物的增多，污染程度和處理難度變大。特別是蔬菜大棚的規(guī)?；?，大量的蔬菜廢棄物產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計，中國每年產(chǎn)生的蔬菜廢棄物高達(dá)1.0億噸，其中絕大部分沒有進(jìn)行資源化利用而被當(dāng)作垃圾隨意丟棄或者排放到環(huán)境中，給空氣、水體和人居環(huán)境都帶來了風(fēng)險。蔬菜廢棄物易發(fā)生腐爛，pH值較低，含水率高,總固體含量一般為5°/Γ?8%，其中可揮發(fā)性固體大約占固體總含量87%左右。有機(jī)質(zhì)部分包括75%的糖分和半纖維素、9%的纖維素以及5%的木質(zhì)素，Ν、Ρ、K等營養(yǎng)元素含量豐富，基本無毒害性.廣大環(huán)保工作者在探尋處理蔬菜廢棄物方面進(jìn)行了各種嘗試，提出了一些處理方法，包括厭氧發(fā)酵技術(shù)和好氧堆肥技術(shù)。而堆肥技術(shù)被認(rèn)為是處理蔬菜廢棄物最有效的方法。堆肥不僅能處理這些蔬菜廢棄物，而且在堆肥結(jié)束時，可以獲得肥料，補(bǔ)給土壤養(yǎng)分。
[0005]供氣是好氧堆肥的成功的重要因素。其主要作用在于:提供氧氣，以滿足好氧微生物對氧的需求；通過供氣量的控制，以調(diào)節(jié)最適溫度；在維持最適溫度的條件下，加大通氣量可以去除水分。通常采用的方法有:自然擴(kuò)散，人工翻堆，機(jī)械翻堆，鼓風(fēng)通氣等，各自特點(diǎn)如下:
一、自然擴(kuò)散
利用空氣的自然擴(kuò)散，由堆積層表面將氧擴(kuò)散進(jìn)堆積層。優(yōu)點(diǎn)是簡單，費(fèi)用低；但通氣效率低，供氧速率無法滿足堆肥過程中微生物的需求，容易造成缺氧環(huán)境，影響堆肥過程。
[0006]二、翻堆
通過對堆體物料進(jìn)行翻倒，使空氣中的氧氣與物料充分接觸，由此，新鮮的空氣不斷被包裹到固體粒子的空隙中去，堆積層內(nèi)總空隙率為固體粒子間的孔隙和內(nèi)部孔隙之和。翻堆分為人工翻堆和機(jī)械翻堆，實(shí)驗(yàn)證明，翻堆可以很好的調(diào)節(jié)堆體中的氧氣濃度。該方法的缺點(diǎn)在于人工翻堆需要人力和管理成本，機(jī)械翻堆需要機(jī)器和電力系統(tǒng)，不適合勞動力及動力缺乏的農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)。
[0007]三、強(qiáng)制通氣
強(qiáng)制通氣往往采用機(jī)械(如離心風(fēng)機(jī))的方法，向固體物料堆層進(jìn)行供氧。強(qiáng)制通氣的目的除了供氧，去除水分外，更重要的是控制系統(tǒng)保持適宜的溫度?？梢栽诙逊实牟挥秒A段采取不同的供氧速率。該方法的缺點(diǎn)在于需要鼓風(fēng)裝置，以及電力系統(tǒng)，成本費(fèi)用較高，不適用廣大農(nóng)村地區(qū)。
[0008]綜上所述，現(xiàn)有的方法不是存在供氧速率慢、效率低就是成本費(fèi)用高，操作復(fù)雜的一系列問題，故急需一種成本低、效率高、操作簡單、易于管理方法，以提高堆肥的速率。
[0009]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種加速堆腐效率、操作簡單、易于管理堆肥的方法。該方法可以縮短堆肥的周期短，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法按以下步驟進(jìn)行:
1)將農(nóng)業(yè)固體廢物的含水率調(diào)節(jié)到50%-90%；
2)將上述農(nóng)業(yè)固體廢物的碳氮比(C/N)調(diào)節(jié)到10:1-30:1；
3)向上述調(diào)節(jié)好含水率和C/N的農(nóng)業(yè)固體廢物堆料中插入豎向通氣管，進(jìn)行堆肥處理。
[0012]上述方法第一步中含水率調(diào)整為55%_65%為佳；
上述方法第二步中物料的C/N調(diào)節(jié)到15:1-25:1為佳；
上述方法第三步中可以加入農(nóng)業(yè)固體廢物堆料總量20%-30%的腐熟堆肥(農(nóng)業(yè)固體廢物堆熟的堆料)。
[0013]上述方法第三步中，設(shè)置通氣管的密度為1-2根/m2，通氣管的直徑20-40mm;通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑4-6mm，擴(kuò)散孔間距l(xiāng)-2cm。
[0014]上述方法中通氣管穿過堆體底部5-lOcm，通氣管兼做滲濾液排放管。
[0015]本發(fā)明是通過在堆體中安裝無動力自通氣的通氣管，以加速堆體與外界的氧氣交換，通過利用堆體與外界的溫度差，使裝置的熱空氣和外界的冷空氣通過通氣管自動發(fā)生交換，熱空氣在底部沿通氣管壁向上流，冷空氣重量大從中間向下流，形成冷熱對流。溫差越大，交換速率越快，溫差越小，交換速率越低。從而能滿足堆肥各個過程的需氧量。在整個過程中完全不需要動力作用。
[0016]所述的農(nóng)業(yè)固體廢物包括蔬菜廢棄物、農(nóng)業(yè)秸桿及花卉廢棄物等。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
1、豎向布置的通氣管加速了裝置內(nèi)的空氣流通，在無動力條件下，實(shí)現(xiàn)了裝置內(nèi)的好氧環(huán)境；農(nóng)業(yè)固體廢棄物從裝置頂部的進(jìn)料口投配進(jìn)入裝置，在好氧微生物的作用下，廢棄物快速腐解為穩(wěn)定的有機(jī)肥料，從裝置下部的出料口排出；堆肥過程中產(chǎn)生的滲濾液從裝置底部的滲濾液出水管流出。
[0018]2、能夠極大的縮短堆肥達(dá)到腐熟的時間，提高堆肥的效率，可以縮短好氧堆肥達(dá)到高溫期的時間1-2天，提高堆體氧濃度5%-12%(氧占空氣的百分比)?？s短堆肥腐熟的時間5-15天。
[0019]3、本發(fā)明的方法簡單易行，無需添加其他外源試劑，無需其他動力設(shè)備，完全依靠自身裝置加強(qiáng)了空氣的流通，提供好氧環(huán)境。
[0020]4、無污染，本發(fā)明中通氣管穿過堆肥裝置的底部，所產(chǎn)生的滲濾液完全被收集，故不會對環(huán)境造成二次污染。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0022]實(shí)施例一
實(shí)驗(yàn)材料取自菜市場的蔬菜廢棄物，含水率涼到70%，調(diào)節(jié)C/N為20:1，向調(diào)節(jié)好含水率和C/N的蔬菜廢棄物中加入蔬菜廢棄物總量20%的腐熟堆肥，混均后，在堆體中按照密度I根/m2設(shè)置通氣管，通氣管的直徑為32_，通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑為4mm，擴(kuò)散孔間距為2cm。通氣管穿過堆體底部10cm。做一個對照(即堆體中不設(shè)置通氣管，不翻堆)，與對照組相比，設(shè)置通氣管的堆體的溫度升高明顯加快，最高溫度55°C比對照組50°C高。氧氣濃度維持在20%左右，而對照組只有10%。
[0023]實(shí)施例二
實(shí)驗(yàn)材料取自菜市場的蔬菜廢棄物，含水率涼到50%，調(diào)節(jié)C/N為20:1，向調(diào)節(jié)好含水率和C/N的蔬菜廢棄物中加入蔬菜廢棄物總量30%的腐熟堆肥，混均后，在堆體中按照密度2根/m2設(shè)置通氣管，通氣管的直徑為40mm，通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑為6mm，擴(kuò)散孔間距為2cm，通氣管穿過堆體底部5cm。做一個對照(即堆體中不設(shè)置通氣管，不翻堆)，與對照組相比，設(shè)置通氣管的堆體的溫度升高明顯加快，最高溫度59°C比對照組50°C高。氧氣濃度維持在20.5%左右，而對照組只有10%。堆肥腐熟的時間比對照組短10天。
[0024]實(shí)施例三
實(shí)驗(yàn)材料取自菜市場的蔬菜廢棄物，含水率涼到80%，調(diào)節(jié)C/N為10:1，向調(diào)節(jié)好含水率和C/N的蔬菜廢棄物中加入蔬菜廢棄物總量25%的腐熟堆肥，混均后，在堆體中按照密度I根/m2設(shè)置通氣管，通氣管的直徑為20mm，通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑為5mm，擴(kuò)散孔間距為1cm，通氣管穿過堆體底部8cm。做一個對照組(即堆體中不設(shè)置通氣管，不翻堆)，再做一組每天翻堆對照。與對照組相比，設(shè)置通氣管的堆體的溫度升高明顯加快，與翻堆那組基本相同，最高溫度62°C比對照組50°C高。翻堆最高為58°C，氧氣濃度維持在20.5%左右，而對照組只有10%。翻堆為18%，堆肥腐熟的時間比對照組短8天。
[0025]實(shí)施例四
實(shí)驗(yàn)材料取自農(nóng)業(yè)秸桿，含水率涼到60%，調(diào)節(jié)C/N為15:1。在堆體中按照密度2根M2設(shè)置通氣管，通氣管的直徑為25mm，通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑為5mm，擴(kuò)散孔間距為2cm，通氣管穿過堆體底部9cm。做一個對照組(即堆體中不設(shè)置通氣管，不翻堆)，再做一組每天翻堆對照組。與對照組相比，設(shè)置通氣管的堆體的溫度升高明顯加快，與翻堆那組基本相同，最高溫度60°C比對照組50°C高。翻堆最高為57°C，氧氣濃度維持在19.8%左右，而對照組只有10%。翻堆為18%，堆肥腐熟的時間比對照組短12天。
[0026]實(shí)施例五
實(shí)驗(yàn)材料取花卉廢棄物，含水率涼到90%，調(diào)節(jié)C/N為25:1。在堆體中按照密度I根M2設(shè)置通氣管，通氣管的直徑為40mm，通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑為5mm，擴(kuò)散孔間距為1cm，通氣管穿過堆體底部7cm。做一個對照組(即堆體中不設(shè)置通氣管，不翻堆)，再做一組每天翻堆對照組。與對照組相比，設(shè)置通氣管的堆體的溫度升高明顯加快，與翻堆那組基本相同，最高溫度65°C比對照組51 °C高。翻堆最高為59°C，氧氣濃度維持在20%左右，而對照組只有10%。翻堆為18%，堆肥腐熟的時間比對照組短7天。
[0027]實(shí)施例六
實(shí)驗(yàn)材料取自菜市場的蔬菜廢棄物，含水率涼到70%，調(diào)節(jié)C/N為30:1，向調(diào)節(jié)好含水率和C/N的蔬菜廢棄物中加入蔬菜廢棄物總量28%的腐熟堆肥，混均后，在堆體中按照密度2根/m2設(shè)置通氣管，通氣管的直徑為40mm，通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑為4mm，擴(kuò)散孔間距為2cm，通氣管穿過堆體底部10cm。做一個對照組(即堆體中不設(shè)置通氣管，不翻堆)，再做一組每天翻堆對照組。與對照組相比，設(shè)置通氣管的堆體的溫度升高明顯加快，與翻堆那組基本相同，最高溫度56°C比對照組50°C高，到達(dá)最高溫度比對照組快I天。翻堆最高為58°C，氧氣濃度維持在20.5%左右，而對照組只有10%。翻堆為18%，堆肥腐熟的時間比對照組短8天。
【權(quán)利要求】
1.一種加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法，其特征是: 1)將農(nóng)業(yè)固體廢物的含水率調(diào)節(jié)到50%-90%； 2)將上述農(nóng)業(yè)固體廢物的碳氮比調(diào)節(jié)到10:1-30:1； 3)向上述調(diào)節(jié)好含水率和C/N的農(nóng)業(yè)固體廢物堆料中插入豎向通氣管，進(jìn)行堆肥處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法，其特征在于:步驟3)中加入農(nóng)業(yè)固體廢物堆料總量20%-30%的腐熟堆肥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法，其特征在于: 豎向無動力自通氣的通氣管的密度為1-2根/m2，通氣管的直徑20-40_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法，其特征在于:在豎向無動力自通氣的通氣管上均勻開設(shè)空氣擴(kuò)散孔，擴(kuò)散孔孔徑4-6mm，擴(kuò)散孔間距l(xiāng)_2cm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法，其特征在于:豎向無動力自通氣的通氣管穿過堆體底部5-10cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加速農(nóng)業(yè)固體廢棄物好氧堆肥速率的方法，其特征在于:將物料的含水率調(diào)整為22%-65%，C/N調(diào)節(jié)到15:1-25:1。
【文檔編號】C05F17/00GK104261920SQ201410556600
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】袁守軍, 鄧雪春, 洪麗芳, 梁越敢, 付利波, 周正元 申請人:云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所, 云南大學(xué)