一種適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝。該系統(tǒng)由堆肥發(fā)酵倉(cāng)、氣體輸送管道、離心風(fēng)機(jī)以及氨氣吸收倉(cāng)組成。其中氨氣吸收倉(cāng)包括氣體分配系統(tǒng)、墊料和吸收材料。畜禽糞便堆肥過(guò)程中，利用離心風(fēng)機(jī)將堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的氨氣全部抽出，并送入氨氣吸收倉(cāng)，氨氣通過(guò)氣體分配系統(tǒng)均勻分配后，向上依次進(jìn)入墊料層和吸收材料層，氨氣在與吸收材料接觸的過(guò)程中被吸收材料所吸附，同時(shí)作為材料上微生物的養(yǎng)分而被消化利用，從而實(shí)現(xiàn)氨氣中氮的回收。該系統(tǒng)利用離心風(fēng)機(jī)將氨氣合理的輸送至吸收材料底部，并利用氣體分配系統(tǒng)將氣體均勻分配后進(jìn)行氨氣回收，極大的提高了回收效率。同時(shí)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，充分利用農(nóng)業(yè)資源，具有成本低、效率高、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)廢棄物處理及資源化利用領(lǐng)域，涉及一種適用于畜禽糞便堆肥所揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，使得畜禽糞便排放量急劇增加，由此而導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題日益突出。堆肥是實(shí)現(xiàn)畜禽糞便無(wú)害化和資源化最為常用的方法之一，但堆肥存在著氮素嚴(yán)重?fù)p失的問(wèn)題。堆肥氮損失的主要途徑是氨氣揮發(fā)，氨氣揮發(fā)不僅污染環(huán)境、危害人體健康，而且降低了堆肥產(chǎn)品的養(yǎng)分含量。研究表明，氨氣揮發(fā)損失的氨氮占初始堆肥總氮量的19%以上。因此，對(duì)堆肥揮發(fā)氨氣進(jìn)行回收已經(jīng)成為堆肥技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題?，F(xiàn)有施用堆肥添加劑(CN101565333)方法往往只能部分降低氨氣的揮發(fā)，而化學(xué)回收法(如CN101481270、CN101486603和CN201678599U等)等大多存在成本高、操作復(fù)雜以及可能造成二次污染等問(wèn)題。
[0003]針對(duì)現(xiàn)有畜禽糞便堆肥過(guò)程揮發(fā)氨氮回收技術(shù)的不足，本發(fā)明擬開(kāi)發(fā)由堆肥發(fā)酵倉(cāng)、氣體輸送管道、離心風(fēng)機(jī)以及氨氣吸收倉(cāng)組成的適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝。該發(fā)明能夠有效回收畜禽糞便堆肥過(guò)程揮發(fā)的氨氣，并將氨氣中氮轉(zhuǎn)化利用，從而生產(chǎn)出養(yǎng)分含量更高的有機(jī)肥。試驗(yàn)證明，據(jù)此系統(tǒng)及工藝設(shè)計(jì)的新技術(shù)應(yīng)用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氣的回收具有良好的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有堆肥揮發(fā)氨氮回收技術(shù)和工藝的不足，提供一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和高效的堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝，其由堆肥發(fā)酵倉(cāng)、氣體輸送管道、離心風(fēng)機(jī)以及氨氣吸收倉(cāng)組成，其中氨氣吸收倉(cāng)包括氣體分配系統(tǒng)、墊料和吸收材料。
[0005]所述堆肥發(fā)酵倉(cāng)留有氣體排出口，排出口設(shè)在頂部，并與氣體輸送管道緊密相接，以保證發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體能全部被離心風(fēng)機(jī)抽出。
[0006]所述氨氣氣體輸送管道采用PVC或者PPR材質(zhì)，具有一定的抗氨氣腐蝕性能，冬季采用保溫材料對(duì)氣體輸送管道進(jìn)行保溫。
[0007]所述離心風(fēng)機(jī)每小時(shí)風(fēng)量是堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體體積的10倍以上。
[0008]所述氨氣吸收倉(cāng)包括氣體分配系統(tǒng)、墊料和吸收材料。
[0009]氣體分配系統(tǒng)由I條主通風(fēng)道和多條支管道組成，主通風(fēng)道與氣體輸送管道相接，支管道均勻布置在氨氣吸收倉(cāng)底部，用以將氣體均勻分布；墊料厚5?1cm左右，采用稻殼或粉碎的玉米秸桿，使氣體能順利通過(guò)同時(shí)保證吸收材料的細(xì)小顆粒不會(huì)堵塞氣體分布管道；吸收材料采用已經(jīng)發(fā)酵腐熟好的堆肥，厚度不小于1.5m, pH值為7?9，含水率為50%?60%，當(dāng)吸收材料對(duì)氨氣吸收飽和后進(jìn)行更換。
[0010]適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收工藝是:畜禽糞便堆肥時(shí)，堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，利用離心風(fēng)機(jī)通過(guò)氣體輸送管道將堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的氨氣全部抽出，并送入氨氣吸收倉(cāng)底部的氣體分配系統(tǒng)，要求離心風(fēng)機(jī)持續(xù)工作，且風(fēng)機(jī)風(fēng)量滿足每小時(shí)能將堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體抽空10次；氨氣通過(guò)氣體分配系統(tǒng)進(jìn)行均勻分布后，向上依次進(jìn)入墊料層和吸收材料層，吸收材料pH為7?9，含水率50%?60%，高度1.5m以上，要求氨氣與吸收材料接觸時(shí)間10s以上；氨氣在通過(guò)吸收材料的過(guò)程中被吸收材料所吸附或溶解于水分中，然后在吸收材料所含微生物的作用下將其轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)的氮，從而實(shí)現(xiàn)揮發(fā)氨氣的回收利用。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果在于:該系統(tǒng)將離心風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口發(fā)酵倉(cāng)出氣口相接，離心風(fēng)機(jī)出氣口與氨氣回收倉(cāng)進(jìn)氣口相接，能充分保證堆肥揮發(fā)氨氣全部被送入氨氣回收倉(cāng)內(nèi)回收，極大的提高了揮發(fā)氨氣的回收效率；該系統(tǒng)在氨氣回收倉(cāng)底部設(shè)置氣體分配系統(tǒng)，能將揮發(fā)的氨氣通過(guò)主通風(fēng)管道后分散到各支管道中，通過(guò)支管道將氣體進(jìn)一步均勻分配，從而使氨氣與吸收材料接觸時(shí)間更長(zhǎng)、接觸更均勻，從而進(jìn)一步提高了揮發(fā)氨氣的回收效率；該系統(tǒng)的堆肥發(fā)酵倉(cāng)和氨氣吸收倉(cāng)可分別由原有堆肥發(fā)酵車間和堆肥腐熟車間簡(jiǎn)單改造而成，不需專門建設(shè)額外裝置，大大節(jié)省土地和設(shè)備投資；該系統(tǒng)利用已腐熟堆肥作為氨氣吸收材料，腐熟堆肥對(duì)氨氣具有很好的吸附性，而且自身含有大量的微生物，其對(duì)氨氣具有很好的分解和轉(zhuǎn)化能力，因此該系統(tǒng)對(duì)氨氣中具有很好的吸附和吸收能力；該系統(tǒng)工藝中不需要添加任何外源微生物和其他輔助性材料，不會(huì)造成二次污染；該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，且運(yùn)行期間不需任何人工操作，因此使用簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，運(yùn)行成本較低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0014]如圖1所示，適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)及其工藝由堆肥發(fā)酵倉(cāng)
(I)、氣體輸送管道(2)、離心風(fēng)機(jī)(3)以及氨氣吸收倉(cāng)⑷組成。氨氣吸收倉(cāng)⑷包括氣體分配系統(tǒng)(5)、墊料(6)和吸收材料(7)。
[0015]所述堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)留有氣體排出口(8)，排出口(8)設(shè)在頂部，并與氣體輸送管道⑵緊密相接，以保證發(fā)酵倉(cāng)⑴內(nèi)氣體能全部被離心風(fēng)機(jī)⑶抽出。
[0016]所述氣體輸送管道(2)采用PVC或者PPR材質(zhì)，具有一定的抗氨氣腐蝕性能，冬季采用保溫材料進(jìn)行保溫。
[0017]所述離心風(fēng)機(jī)(3)每小時(shí)風(fēng)量是堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體體積的10倍以上。
[0018]所述氨氣吸收倉(cāng)(4)與堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)由氣體輸送管道(2)相連；氣體分配系統(tǒng)
(5)由I條主通風(fēng)道和多條支管道組成，主通風(fēng)道與氣體輸送管道(2)相接，支管道均勻布置在氨氣吸收倉(cāng)(4)底部，用以將氣體均勻分布；所述墊料(6)厚5?1cm左右,米用稻殼或粉碎的玉米秸桿，使氣體能順利通過(guò)同時(shí)保證吸收材料的細(xì)小顆粒不會(huì)堵塞氣體分布管道；所述吸收材料(7)采用已經(jīng)發(fā)酵腐熟好的堆肥，厚度不小于1.5m, pH值為7?9，含水率為50%?60%，當(dāng)吸收材料對(duì)氨氣吸收飽和后進(jìn)行更換。
[0019]適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收工藝是:畜禽糞便堆肥時(shí)，堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，離心風(fēng)機(jī)(3)通過(guò)氣體輸送管道(2)將堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)內(nèi)的氨氣全部抽出，并通過(guò)氣體輸送管道(2)送入氨氣吸收倉(cāng)(4)底部的氣體分配系統(tǒng)(5)，要求離心風(fēng)機(jī)持續(xù)工作，且風(fēng)機(jī)風(fēng)量滿足每小時(shí)能將堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體抽空10次以上；氨氣通過(guò)氣體分配系統(tǒng)(5)均勻分布后，向上依次進(jìn)入墊料層(6)和吸收材料層(7)，要求氨氣與吸收材料接觸時(shí)間10s以上；氨氣在通過(guò)吸收材料的過(guò)程中被吸收材料所吸附或溶解于水分中，然后在吸收材料所含微生物的作用下將其轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)的氮，從而實(shí)現(xiàn)堆肥揮發(fā)氨氣的回收利用。試驗(yàn)結(jié)果表明，堆肥過(guò)程中堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氨氣濃度高達(dá)140mg/m3時(shí)，氨氣吸收倉(cāng)內(nèi)氨氣濃度低于15mg/m3，系統(tǒng)對(duì)揮發(fā)氨氣的回收率達(dá)82.4%。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)，其特征在于由堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)、氣體輸送管道(2)、離心風(fēng)機(jī)(3)以及氨氣吸收倉(cāng)⑷組成，其中氨氣吸收倉(cāng)⑷包括氣體分配系統(tǒng)(5)、墊料(6)和吸收材料(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)，其特征在于:所述的堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)留有氣體排出口(8)，排出口(8)設(shè)在頂部，并與氣體輸送管道(2)緊密相接，以保證發(fā)酵倉(cāng)⑴內(nèi)氣體能全部被離心風(fēng)機(jī)⑶抽出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣體輸送管道(2)采用PVC或者PPR材質(zhì)，具有一定的抗氨氣腐蝕性能，冬季采用保溫材料對(duì)氣體輸送管道(2)進(jìn)行保溫處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)，其特征在于:所述離心風(fēng)機(jī)(3)每小時(shí)風(fēng)量是堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體體積的10倍以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收系統(tǒng)，其特征在于:所述氨氣吸收倉(cāng)(4)與堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)由氣體輸送管道(2)相連；氣體分配系統(tǒng)(5)由I條主通風(fēng)道和多條支管道組成，主通風(fēng)道與氣體輸送管道(2)相接，支管道均勻布置在氨氣吸收倉(cāng)(4)底部，用以將氣體均勻分布；墊料(6)厚5?10cm，采用稻殼或粉碎的玉米秸桿，使氣體能順利通過(guò)的同時(shí)保證吸收材料的細(xì)小顆粒不會(huì)堵塞氣體分配管道；吸收材料(7)采用已經(jīng)發(fā)酵腐熟好的堆肥，高度不小于1.5m，pH值為7?9，含水率為50%?60%，當(dāng)吸收材料對(duì)氨氣吸收飽和后進(jìn)行更換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發(fā)氨氮的回收工藝，其特征在于:畜禽糞便堆肥時(shí)，堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的氨氣，離心風(fēng)機(jī)(3)通過(guò)氣體輸送管道(2)將堆肥發(fā)酵倉(cāng)(I)內(nèi)的氨氣全部抽出，并通過(guò)氣體輸送管道(2)送入氨氣吸收倉(cāng)(4)底部的氣體分配系統(tǒng)(5)，要求離心風(fēng)機(jī)持續(xù)工作，且風(fēng)機(jī)風(fēng)量滿足每小時(shí)能將堆肥發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)氣體抽空10次；氨氣通過(guò)氣體分配系統(tǒng)(5)均勻分布后，向上依次進(jìn)入墊料層(6)和吸收材料層(7)，要求氨氣與吸收材料接觸時(shí)間10s以上；氨氣在通過(guò)吸收材料的過(guò)程中被吸收材料所吸附或溶解于水分中，然后在吸收材料所含微生物的作用下將其轉(zhuǎn)化為其他形態(tài)的氮，從而實(shí)現(xiàn)堆肥揮發(fā)氨氮的回收利用。
【文檔編號(hào)】C05F3/06GK104276860SQ201310279971
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】董紅敏, 尚斌, 陶秀萍 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所