一种基于舍外圆形发酵床的粪污处理方法

摘要

本发明公开一种基于舍外圆形发酵床的粪污处理方法，将舍外圆形发酵床的发酵槽槽体设计为一具有出料口的圆柱形槽，在圆柱形槽内设置一个可在其内循环移动的翻堆机，翻堆机移动，出料口出料，即可实现无人化操作。与现有技术相比，本发明设有鼓风系统和抽风系统，其中鼓风系统用于输送氧气，促进有氧发酵；抽风系统将臭气抽走以实现除臭，同时还具有辅助空气流动的作用，在翻抛过程中抽风系统运转将臭气吸入到特制的除臭槽内除臭，以实现臭气的集中处理，且发酵槽槽体通过罩盖将其罩住，进一步方便了除臭处理。

说明书

技术领域

本发明涉及养殖业处理粪污的方法及装置。

背景技术

我国幅员辽阔，人口众多，肉蛋奶需求巨大，是畜禽养殖大国；一方面，肉蛋奶是人们的生活必需品，需要大力发展养殖业来满足社会需求，另一方面，大量的畜禽粪便未经处理，擅自排放，严重的污染了生活环境及地下水源，粪污、臭气的污染对农业、养殖业的健康可持续发展造成巨大威胁。

为了充分利用好、转化好畜禽粪便，现有技术中提出了一系列处理粪污的方法及装置。其中，现有的舍外发酵床方式主要是采用一组以上沿横向间隔排布的发酵组；每组发酵组包括若干个沿横向连续设置且呈纵向的发酵槽，两相邻的发酵组之间设有一用于储蓄粪污的储蓄池，翻抛机沿直线翻抛。这种方式有以下缺陷：占用空间大；发酵产生的臭气无法处理，造成空气污染；发酵完成的物料需用其他方式送出，增加工序成本。

一篇公告号为CN201793500U的发明专利公开了一种自动翻堆机的结构改良，该翻堆机的框架一端由位于圆形槽中央的出料口上方的中心轴支承，另一端由圆形槽周缘顶端的轨道支承，翻堆机可随框架一起绕中心轴在圆形槽内循环转动，可将堆积物由翻堆机一侧翻堆到另一侧的刮板机构由若干块刮板组成并由电动机构带动，在翻堆机的一侧安装有可由被翻堆后的堆积物挤压而使翻堆机随中心轴转动的受压板。该自动翻堆机虽然解决了占用空间大的问题，但是仍然存在无法对发酵产生的臭气进行处理以及发酵时间久的问题。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种基于舍外圆形发酵床的粪污处理方法，以解决现有的舍外发酵床占用空间大、臭气无法处理以及发酵时间久的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于舍外圆形发酵床的粪污处理方法，应用于舍外发酵床上，该舍外发酵床包括一圆柱形的发酵槽槽体、罩盖、翻堆机、电机、固定框架、鼓风系统和抽风系统，所述发酵槽槽体底部的中心位置上具有一出料口，所述出料口内设有一第一转轴，所述电机和第一转轴驱动连接，所述发酵槽槽体顶部的周缘上设有导轨，所述固定框架的一端和第一转轴固定连接，另一端与导轨滑动连接，所述翻堆机固定安装在固定框架上，使得翻堆机能够随固定框架一起在发酵槽槽体内绕第一转轴循环转动，所述罩盖将发酵槽槽体罩住，所述翻堆机的上设有多个气管，所述气管和鼓风系统相连通，所述抽风系统的吸风口位于罩盖的上部；该粪污处理方法包括：

步骤1：将畜禽粪便(例如猪粪、鸡粪、鸭粪、牛粪等)与发酵辅料混合为基础原料，将基础原料填入发酵槽槽体，且基础原料在发酵槽槽体内的高度范围为1.5m-2.5m，通过翻堆机翻抛预设天数(例如7天左右)使其发酵成熟；其中，基础原料在发酵过程中，鼓风系统通过气管充入含氧量>20％(该含氧量越高越好，保证发酵槽槽体内的发酵环境的含氧量大于10％以上)的气体使基础原料快速升温以进行充分好氧发酵，且翻堆机以0.5m/h低速的翻堆速度搅拌使物料始终处于富氧状态，发酵温度保持在60～80℃之间的高温状态(此高温状态的温度范围不仅有利于快速发酵，而且能够使发酵中的大量病原菌和寄生虫死亡)，发酵时间为6～9天。优选的，为了达到最佳的发酵效果，基础原料的含水率在50％-65％，为了达到最佳的翻抛效果，在发酵槽槽体的基础原料的高度为2m左右。另外，基础原料的形成过程如下：首先采用水泡粪方式处理畜禽粪便，用固液分离机处理畜禽粪便将猪粪分为固态和液态两部分；然后将处理后的畜禽粪便与发酵辅料(木屑、谷壳、菇渣、秸秆、玉米芯)混合，添加0.1％～0.2％的发酵菌种，使物料含水率达到50％-65％后作为基础原料。如所选的畜禽粪便为固液分离后获得的固体部分，水分为50％，则可以不用在添加辅料，直接添加菌种后即可作为基础原料，若所选的畜禽为畜禽粪便的干清粪(原始水分约为80％)，则需要添加30％～40％的辅料，在添加菌种后即可作为基础原料；

步骤2：发酵槽槽体内的基础原料发酵成熟后，每隔预设时间(例如每天，也即每隔24小时左右，另外，间隔的预设时间可以是相同的，也可以是不同的)继续向发酵槽槽体内添加一定量的基础原料，新的基础原料通过导轨输送至发酵槽槽体内构成混合原料(也即发酵成熟后的基础原料和添加的基础原料)。本发明通过上述结构，无需准备时间即可继续在正处于发酵过程中堆肥上投入新原料，发酵即可开始，更方便操作。

步骤3：混合原料在发酵槽槽体内进行发酵，翻堆机对发酵槽槽体内的混合原料进行翻抛，并通过出料口将发酵成熟的成熟肥料输出，其中，输出的成熟肥料的重量与添加的基础原料的重量相同(或大略相同)；其中，混合原料在发酵过程中，鼓风系统通过气管充入含氧量>20％的气体使基础原料快速升温以进行充分好氧发酵，且翻堆机以1.5m/h的高速翻堆速度搅拌使物料始终处于富氧状态，发酵温度保持在60～80℃之间的高温状态(此高温状态的温度范围不仅有利于快速发酵，而且能够使发酵中的大量病原菌和寄生虫死亡)，发酵时间为2～3天。优选的，为了达到最佳的翻抛效果，在发酵槽槽体的混合原料的高度为2.3m左右最佳。

实际中，还可包括步骤4：将发酵成熟的成熟肥料输送出去，通过输送带输送到地面上进行二次堆肥。

进一步的，所述罩盖和发酵槽槽体构成的空间内还设有除臭槽，在步骤1和步骤3的翻抛过程中，脱臭鼓风机运转将臭气吸入到除臭槽内并除臭，发酵鼓风机运转，使其不断鼓入空气达到一个好氧发酵效果加快发酵。其中，除臭槽采用生物土壤除臭处理方式，其具有与现有的生物土壤除臭结构相同的进气口、布气管道以及除臭填料，进气口连通至除臭槽底部的布气管道，除臭槽底部设置有一层或者多层的除臭填料；布气管道设置于除臭槽的最底层的除臭填料中；除臭时，臭气由进气口输入布气管道，然后由布气管道散发至除臭槽的最底层的除臭填料，再由下而上依次经过多层的除臭填料而实现除臭。与现有的生物土壤除臭不同的是，为了提高除臭效率，本发明中，所述除臭槽设计为一立体的葫芦形状，也即其横截面为圆形，纵截面为上圆小下圆大的8字形状(上肚小下肚大的葫芦形状)。并通过综合设计臭气、除臭填料、填料层高度以及通气量来加强除臭效果，作为一种优选的实例，所述臭气吸入除臭槽的通气量为1.5m-2.5m³/h，除臭填料为腐殖土、陶粒、火山岩等混合物(陶粒占腐殖土的质量百分比范围优选为20-35％，火山岩占腐殖土的质量百分比范围优选为20-35％，除臭填料含水率为50％-65％)，多层除臭填料的高度为50-70cm。

本发明采用上述方案，发酵槽槽体为一具有出料口的圆柱形槽，在圆柱形槽内设置一个可在其内循环移动的翻堆机，翻堆机移动，出料口出料，即可实现无人化操作。与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、设有鼓风系统和抽风系统，其中鼓风系统用于输送氧气，促进有氧发酵；抽风系统将臭气抽走以实现除臭，同时还具有辅助空气流动的作用，在翻抛过程中抽风系统运转将臭气吸入到除臭槽内除臭，以实现臭气的集中处理，且发酵槽槽体通过罩盖将其罩住，进一步方便了除臭处理；2、同时还通过优化设计除臭槽的结构以及除臭槽内除臭填料的参数，实现了高效快速的除臭；3、在发酵过程中，通过鼓风系统运转，使其不断鼓入空气以实现好氧发酵，以及设置的高发酵温度，以及翻堆机的处理速度等的优化设计，达到了加快发酵完全发酵的目的。综上，本发明的舍外发酵床采用圆柱形槽的方式，不仅节省了土地空间占地面积小，而且实现无人化操作，且其发酵时间周期短，可实现连续进料连续出料，还可对臭气集中有效的处理，对环境造成的污染减小。

附图说明

图1为本发明的舍外发酵床的示意图；

图2为本发明的发酵槽槽体的示意图；

图3为本发明的翻堆机的示意图；

图4为本发明的旋转接头的示意图；

图5为本发明的除臭槽的截面示意图；

图6为本发明的基于舍外圆形发酵床的粪污处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种舍外发酵床，参见图1-图4，其包括一圆柱形的发酵槽槽体1、罩盖2、翻堆机3、电机4、固定框架5、鼓风系统6和抽风系统7，发酵槽槽体底面的中心位置上具有一出料口10，出料口内设有第一转轴8，电机4和第一转轴8驱动连接，发酵槽槽体1顶部的周缘上设有导轨12，固定框架5的一端和第一转轴8固定连接，另一端与导轨12滑动连接，翻堆机3固定安装在固定框架5上，使得翻堆机3能够随固定框架5一起在发酵槽槽体1内绕第一转轴8循环转动，罩盖2将发酵槽槽体1罩住。参考图3，翻堆机3包括转动机构40、传动链条42以及固定在传动链条42上的多个刮板44，翻堆机3的上设有多个气管46，气管46和鼓风系统6相连通，抽风系统7的吸风口位于罩盖2的上部。

参考图3，本实施例中，翻堆机上的多个刮板44呈圆弧形，并且刮板44的弯曲方向与其行进的方向相同，使得翻堆机3在对发酵槽槽体1内的发酵物进行翻动时具有更好的翻堆效果，提高发酵的效率。多个气管46和多个刮板44相对应，即每一个刮板44对应一个气管46，并且气管的出气口位于刮板凸曲面的一侧上。使得翻堆机3在对发酵物进行翻堆时，可以不断的将空气鼓入到这些发酵物中，达到一个好氧发酵效果，加速发酵，从而减少发酵的时间，而气管的出气口位于刮板凸曲面的一侧上可以避免或者减少发酵物堵住出气口的问题。

参考图4，第一转轴的顶部上固定安装有一旋转接头9，旋转接头9包括接头本体90和旋转帽92，接头本体90上具有一中空的第二转轴94，第二转轴94和第一转轴8同轴心，第二转轴94上端部具有卡环结构940，旋转帽92的内壁上具有与卡环结构940相匹配的环形滑动卡槽920，第二转轴94的下端部上具有出气口942，旋转帽92上具有进气口922，进去口和出气口相连通。由于旋转帽可以在第二转轴94上转动，因此鼓气系统的出气管可以直接接到进气口上，再通过第二转轴94上的出气口942和翻堆机上的气管46相连接，可以避免各气管之间随着翻堆机的转动缠绕在一起。

参见图5，发酵槽槽体1内还设有除臭槽11。本发明的除臭槽采用生物土壤除臭处理方式，其具有与现有的生物土壤除臭结构相同的进气口111、布气管道112以及除臭填料，本实施例中，除臭填料设有两层，记为第一除臭填料113和第二除臭填料114。进气口111连通至除臭槽11底部的布气管道112，布气管道112设置于除臭槽11的最底层的第一除臭填料113中；除臭时，臭气由进气口输入布气管道，然后由布气管道散发至除臭槽的第一除臭填料，再由下而上依次经过第二除臭填料而实现除臭。与现有的生物土壤除臭不同的是，为了提高除臭效率，本发明中，参见图5，该除臭槽设计为一立体的葫芦形状，也即其横截面为圆形，纵截面为上圆小下圆大的8字形状(上肚小下肚大的葫芦形状)。该种特殊的形状，其葫芦(上肚小下肚大的葫芦形状的)的下肚不仅增大除臭填料的体积，而且使得臭气不易散发而增大了与除臭填料的充分接触时间，葫芦的上肚则可降低气体的流出速度，而整个葫芦的空间是有限的，因此可进一步增加了葫芦内部的由除臭填料阻隔的臭气与其充分接触时间，从而大大增强了除臭效率。

另外，参考图1-图2，该舍外圆形发酵床还可在出料口上设置可以控制其开关的推板，推板可以将出料口堵住，在发酵完成后可以将推板打开，通过翻堆机的翻堆动作将发酵物从出料口中排出。

参见图6，采用上述舍外圆形发酵床的粪污处理方法，包括如下过程：

步骤1：制备基础原料：首先采用水泡粪方式处理畜禽粪便，用固液分离机处理畜禽粪便将猪粪分为固态和液态两部分；然后将处理后的畜禽粪便与发酵辅料(木屑、谷壳、菇渣、秸秆、玉米芯)混合，添加0.1％～0.2％的发酵菌种，使物料含水率达到50％-65％后作为基础原料。如所选的畜禽粪便为固液分离后获得的固体部分，水分为50％，则可以不用在添加辅料，直接添加菌种后即可作为基础原料，若所选的畜禽为畜禽粪便的干清粪(原始水分约为80％)，则需要添加30％～40％的辅料，在添加菌种后即可作为基础原料；；

步骤2：将基础原料填入发酵槽槽体，且基础原料在发酵槽槽体内的高度范围为1.5m-2.5m，通过翻堆机翻抛7天左右使其发酵成熟；其中，基础原料在发酵过程中，鼓风系统通过气管充入含氧量>20％的气体使基础原料快速升温以进行充分好氧发酵，且翻堆机以0.5m/h低速的翻堆速度搅拌使物料始终处于富氧状态，发酵温度保持在60～80℃之间，此高温状态的温度范围不仅有利于快速发酵，而且能够使发酵中的大量病原菌和寄生虫死亡；发酵时间为6～9天。另外，为了达到最佳的发酵效果，基础原料的含水率在50％-65％，为了达到最佳的翻抛效果，在发酵槽槽体的基础原料的高度为2m左右。在翻堆机进行翻抛发酵过程中，抽风系统运转将臭气吸入到除臭槽内并除臭，鼓风系统运转，使其不断鼓入空气达到一个好氧发酵效果加快发酵。

步骤3：发酵槽槽体内的基础原料发酵成熟后，每隔预设时间(例如每天，也即每隔24小时左右，另外，间隔的预设时间可以是相同的，也可以是不同的)继续向发酵槽槽体内添加一定量的基础原料，构成混合原料(也即发酵成熟后的基础原料和添加的基础原料)；基础原料通过导轨输送至发酵槽槽体内。本发明通过上述结构，无需准备时间即可继续在正处于发酵过程中堆肥上投入新原料，发酵即可开始，更方便操作。

步骤4：混合原料在发酵槽槽体内进行发酵，翻堆机对发酵槽槽体内的混合原料进行翻抛，并通过出料口将发酵成熟的成熟肥料输出，其中，输出的成熟肥料的重量与添加的基础原料的重量相同(或大略相同)；其中，混合原料在发酵过程中，鼓风系统通过气管充入含氧量>20％的气体使基础原料快速升温以进行充分好氧发酵，且翻堆机以1.5m/h的高速翻堆速度搅拌使物料始终处于富氧状态，发酵温度保持在60～80℃之间的高温状态(此高温状态的温度范围不仅有利于快速发酵，而且能够使发酵中的大量病原菌和寄生虫死亡)，发酵时间为2～3天。优选的，为了达到最佳的翻抛效果，在发酵槽槽体的混合原料的高度为2.3m左右最佳。在翻堆机进行翻抛发酵过程中，抽风系统运转将臭气吸入到除臭槽内并除臭，鼓风系统运转，使其不断鼓入空气达到一个好氧发酵效果加快发酵。

步骤5：通过链运机将发酵成熟的成熟肥料输送出去，通过输送带输送到地面上进行二次堆肥。

其中，鼓风系统和抽风系统都可采用鼓风机实现。对于除臭槽，本发明还通过综合设计臭气、除臭填料、填料层高度以及通气量来加强除臭效果，作为一种优选的实例，臭气吸入除臭槽的通气量为1.9m³/h，除臭填料为腐殖土、陶粒、火山岩等混合物(陶粒占腐殖土的质量百分比范围优选为25％，火山岩占腐殖土的质量百分比范围优选为25％，除臭填料含水率为50％)，多层除臭填料的高度为60cm，通过控制臭气吸入除臭槽的通气量以控制臭气的浓度，并通过选择除臭填料来增强生物滤料的比表面积，可进一步加强除臭效率。

本发明的方案中，舍外发酵床采用圆柱形槽槽体的形式，其不仅占地面积小，而且利于翻堆机的翻抛和发酵，同时还方便臭气的集中处理，并可实现连续进料连续出料，通过设定发酵条件使其快速高效的发酵，且完全实现无人化操作，易于操作，具有很好的实用性。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。