纳米膜高温好氧堆肥发酵技术的技术原理
纳米膜高温好氧堆肥发酵技术是畜禽粪便、农作物废弃物、污水处理厂脱水污泥、餐厨垃圾等有机固体废弃物常用的处理方式之一。纳米膜高温好氧堆肥发酵技术是指在有氧条件下通过生物氧化的作用将有机物分解矿化并腐化,得到稳定、无害的成熟有机肥,使其具有一定的腐殖质特性,且不含病原体、杂草种子等。纳米膜高温好氧堆肥发酵技术可使基质中难降解的有机物被部分降解,形成代表土壤肥力的腐殖质,并使致病菌和杂草种子在高温阶段被灭活,潜在的臭味危害被消除,形成稳定、安全、有土壤肥力的终产物,是有机物资源化的良好途径。
纳米膜高温好氧堆肥发酵技术不仅应用在养殖场的粪污处理中,也可在有机肥厂的生产中起到关键作用。随着畜禽粪污资源化利用整县推进、农业面源污染防治工作的持续推进,农业农村部等六部门联合印发的《“十四五”全国农业绿色发展规划》。规划进一步明确了4方面11项定量指标,提出秸秆、粪污、农膜利用率分别达到86%以上、80%和85%;是“三加强、一打造”,即加强农业资源保护利用,加强农业面源污染防治,加强农业生态保护修复,打造绿色低碳农业产业链。未来,纳米膜高温好氧堆肥发酵技术将在面源污染、绿色发展中起到重要作用。
利用堆肥设备调控堆肥参数,过程控制参数包括通风、温度以及氧气浓度。
1.温度控制。发酵过程中,测定堆层温度的变化情况。堆体发酵温度应控制在55℃~70℃,当堆体温度超过75℃时,应进行翻堆或强制通风;堆层各测温度均应保持在55℃以上,且持续时间不得少于7d,发酵温度不宜大于75℃,而且在65℃~70℃的高温期维持3d以上。覆膜发酵周期内,堆肥温度达到60℃以上,保持7d~10d可翻堆1次。翻堆时需均匀,应尽量将底层物料翻入堆体中上部,以便充分腐熟。注:在堆肥发酵第10天建议翻堆1次,提高发酵效果,收益。
2.水分控制。随着堆肥发酵含水率逐渐下降,到覆膜发酵结束时含水率应在35%~45%。
3.氧气浓度控制。发酵过程中,应进行氧气浓度的测定。通过强制通风使堆体内氧气浓度保持在8%以上,宜控制在10%~15%。跟踪耗氧速率,及时调整通风量,标准状态下的风量宜为0.05Nm3~0.20Nm3/min·m3;风压可按堆层物料每增加1m,风压增加1.0KPa~1.5KPa选取。通风次数和时间应发酵在适宜条件下进行。注:发酵初期,通风量以膜鼓起且膜可压住为主,但后期以长时间通风去水为主。
后处理及利用
将生产出的腐熟堆肥散装或装袋存放于防雨地方待售。制得的腐熟堆肥可进行粉碎、筛分、深加工等处理。经过纳米膜好氧发酵获得的腐熟堆肥可直接还田利用,应符合GB/T 25246的规定。生产商品有机肥料的,应符合NY 525的规定。生产生物有机肥的,应符合NY 884的规定。生产有机-无机复混肥的,应符合GB/T 18877的规定。
纳米膜堆肥发酵非常适用于我国这种畜禽养殖大国,据农业农村部门统计,我国畜禽粪污年产生量约40亿吨,其中40%的畜禽粪污未得到资源化利用或无害化处理,致使农村环境污染问题日益。
分子膜发酵有机肥设备处理的废弃物,可以实现废弃物资源化利用,不仅可以发酵鸡粪、牛粪、猪粪、羊粪等禽畜粪便、秸秆、尾菜、污泥等农业生产中的大多数废弃物,还能将发酵的废弃物产出有机肥。
纳米膜是一种高分子创新材料,在发酵过程中形成一个密闭的发酵环境,通过底部的曝气管道进行曝气,使得整个膜内粪污进行好氧发酵,通过持续一段时间的高温进行粪污的充分腐熟。因为纳米膜为高分子膜材,具备选择透过性,所以膜内的水蒸气可以迅速挥发,但是膜内的氨气和硫化氢等大分子在膜内出不去,从而降低了环境气味还能提高粪污发酵后的含氮量。