一種適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統及其工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統及其工藝。該系統由堆肥發酵倉、氣體輸送管道、離心風機以及氨氣吸收倉組成。其中氨氣吸收倉包括氣體分配系統、墊料和吸收材料。畜禽糞便堆肥過程中，利用離心風機將堆肥發酵倉內的氨氣全部抽出，并送入氨氣吸收倉，氨氣通過氣體分配系統均勻分配后，向上依次進入墊料層和吸收材料層，氨氣在與吸收材料接觸的過程中被吸收材料所吸附，同時作為材料上微生物的養分而被消化利用，從而實現氨氣中氮的回收。該系統利用離心風機將氨氣合理的輸送至吸收材料底部，并利用氣體分配系統將氣體均勻分配后進行氨氣回收，極大的提高了回收效率。同時，該系統結構簡單，充分利用農業資源，具有成本低、效率高、無二次污染等優點。
【專利說明】一種適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統及其工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬于農業廢棄物處理及資源化利用領域，涉及一種適用于畜禽糞便堆肥所揮發氨氮的回收系統及其工藝。
【背景技術】
[0002]規模化畜禽養殖業的迅速發展，使得畜禽糞便排放量急劇增加，由此而導致的環境問題日益突出。堆肥是實現畜禽糞便無害化和資源化最為常用的方法之一，但堆肥存在著氮素嚴重損失的問題。堆肥氮損失的主要途徑是氨氣揮發，氨氣揮發不僅污染環境、危害人體健康，而且降低了堆肥產品的養分含量。研究表明，氨氣揮發損失的氨氮占初始堆肥總氮量的19%以上。因此，對堆肥揮發氨氣進行回收已經成為堆肥技術進一步推廣應用的關鍵問題。現有施用堆肥添加劑(CN101565333)方法往往只能部分降低氨氣的揮發，而化學回收法(如CN101481270、CN101486603和CN201678599U等)等大多存在成本高、操作復雜以及可能造成二次污染等問題。
[0003]針對現有畜禽糞便堆肥過程揮發氨氮回收技術的不足，本發明擬開發由堆肥發酵倉、氣體輸送管道、離心風機以及氨氣吸收倉組成的適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統及其工藝。該發明能夠有效回收畜禽糞便堆肥過程揮發的氨氣，并將氨氣中氮轉化利用，從而生產出養分含量更高的有機肥。試驗證明，據此系統及工藝設計的新技術應用于畜禽糞便堆肥揮發氨氣的回收具有良好的效果。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有堆肥揮發氨氮回收技術和工藝的不足，提供一種簡單、經濟和高效的堆肥揮發氨氮的回收系統及其工藝，其由堆肥發酵倉、氣體輸送管道、離心風機以及氨氣吸收倉組成，其中氨氣吸收倉包括氣體分配系統、墊料和吸收材料。
[0005]所述堆肥發酵倉留有氣體排出口，排出口設在頂部，并與氣體輸送管道緊密相接，以保證發酵倉內氣體能全部被離心風機抽出。
[0006]所述氨氣氣體輸送管道采用PVC或者PPR材質，具有一定的抗氨氣腐蝕性能，冬季采用保溫材料對氣體輸送管道進行保溫。
[0007]所述離心風機每小時風量是堆肥發酵倉內氣體體積的10倍以上。
[0008]所述氨氣吸收倉包括氣體分配系統、墊料和吸收材料。
[0009]氣體分配系統由I條主通風道和多條支管道組成，主通風道與氣體輸送管道相接，支管道均勻布置在氨氣吸收倉底部，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，使氣體能順利通過同時保證吸收材料的細小顆粒不會堵塞氣體分布管道；吸收材料采用已經發酵腐熟好的堆肥，厚度不小于1.5m, pH值為7?9，含水率為50%?60%，當吸收材料對氨氣吸收飽和后進行更換。
[0010]適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收工藝是:畜禽糞便堆肥時，堆肥發酵倉內會產生大量的氨氣，利用離心風機通過氣體輸送管道將堆肥發酵倉內的氨氣全部抽出，并送入氨氣吸收倉底部的氣體分配系統，要求離心風機持續工作，且風機風量滿足每小時能將堆肥發酵倉內氣體抽空10次；氨氣通過氣體分配系統進行均勻分布后，向上依次進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間10s以上；氨氣在通過吸收材料的過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化為其他形態的氮，從而實現揮發氨氣的回收利用。
[0011]本發明與現有技術相比具有的有益效果在于:該系統將離心風機的進氣口發酵倉出氣口相接，離心風機出氣口與氨氣回收倉進氣口相接，能充分保證堆肥揮發氨氣全部被送入氨氣回收倉內回收，極大的提高了揮發氨氣的回收效率；該系統在氨氣回收倉底部設置氣體分配系統，能將揮發的氨氣通過主通風管道后分散到各支管道中，通過支管道將氣體進一步均勻分配，從而使氨氣與吸收材料接觸時間更長、接觸更均勻，從而進一步提高了揮發氨氣的回收效率；該系統的堆肥發酵倉和氨氣吸收倉可分別由原有堆肥發酵車間和堆肥腐熟車間簡單改造而成，不需專門建設額外裝置，大大節省土地和設備投資；該系統利用已腐熟堆肥作為氨氣吸收材料，腐熟堆肥對氨氣具有很好的吸附性，而且自身含有大量的微生物，其對氨氣具有很好的分解和轉化能力，因此該系統對氨氣中具有很好的吸附和吸收能力；該系統工藝中不需要添加任何外源微生物和其他輔助性材料，不會造成二次污染；該系統操作簡單，且運行期間不需任何人工操作，因此使用簡單，維護方便，運行成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖實施例對本發明作進一步描述。
[0014]如圖1所示，適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統及其工藝由堆肥發酵倉
(I)、氣體輸送管道(2)、離心風機(3)以及氨氣吸收倉⑷組成。氨氣吸收倉⑷包括氣體分配系統(5)、墊料(6)和吸收材料(7)。
[0015]所述堆肥發酵倉(I)留有氣體排出口(8)，排出口(8)設在頂部，并與氣體輸送管道⑵緊密相接，以保證發酵倉⑴內氣體能全部被離心風機⑶抽出。
[0016]所述氣體輸送管道(2)采用PVC或者PPR材質，具有一定的抗氨氣腐蝕性能，冬季采用保溫材料進行保溫。
[0017]所述離心風機(3)每小時風量是堆肥發酵倉內氣體體積的10倍以上。
[0018]所述氨氣吸收倉(4)與堆肥發酵倉(I)由氣體輸送管道(2)相連；氣體分配系統
(5)由I條主通風道和多條支管道組成，主通風道與氣體輸送管道(2)相接，支管道均勻布置在氨氣吸收倉(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，使氣體能順利通過同時保證吸收材料的細小顆粒不會堵塞氣體分布管道；所述吸收材料(7)采用已經發酵腐熟好的堆肥，厚度不小于1.5m, pH值為7?9，含水率為50%?60%，當吸收材料對氨氣吸收飽和后進行更換。
[0019]適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收工藝是:畜禽糞便堆肥時，堆肥發酵倉(I)內會產生大量的氨氣，離心風機(3)通過氣體輸送管道(2)將堆肥發酵倉(I)內的氨氣全部抽出，并通過氣體輸送管道(2)送入氨氣吸收倉(4)底部的氣體分配系統(5)，要求離心風機持續工作，且風機風量滿足每小時能將堆肥發酵倉內氣體抽空10次以上；氨氣通過氣體分配系統(5)均勻分布后，向上依次進入墊料層(6)和吸收材料層(7)，要求氨氣與吸收材料接觸時間10s以上；氨氣在通過吸收材料的過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化為其他形態的氮，從而實現堆肥揮發氨氣的回收利用。試驗結果表明，堆肥過程中堆肥發酵倉內氨氣濃度高達140mg/m3時，氨氣吸收倉內氨氣濃度低于15mg/m3，系統對揮發氨氣的回收率達82.4%。
【權利要求】
1.一種適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統，其特征在于由堆肥發酵倉(I)、氣體輸送管道(2)、離心風機(3)以及氨氣吸收倉⑷組成，其中氨氣吸收倉⑷包括氣體分配系統(5)、墊料(6)和吸收材料(7)。
2.根據權利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統，其特征在于:所述的堆肥發酵倉(I)留有氣體排出口(8)，排出口(8)設在頂部，并與氣體輸送管道(2)緊密相接，以保證發酵倉⑴內氣體能全部被離心風機⑶抽出。
3.根據權利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統，其特征在于:所述的氣體輸送管道(2)采用PVC或者PPR材質，具有一定的抗氨氣腐蝕性能，冬季采用保溫材料對氣體輸送管道(2)進行保溫處理。
4.根據權利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統，其特征在于:所述離心風機(3)每小時風量是堆肥發酵倉內氣體體積的10倍以上。
5.根據權利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收系統，其特征在于:所述氨氣吸收倉(4)與堆肥發酵倉(I)由氣體輸送管道(2)相連；氣體分配系統(5)由I條主通風道和多條支管道組成，主通風道與氣體輸送管道(2)相接，支管道均勻布置在氨氣吸收倉(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，使氣體能順利通過的同時保證吸收材料的細小顆粒不會堵塞氣體分配管道；吸收材料(7)采用已經發酵腐熟好的堆肥，高度不小于1.5m，pH值為7?9，含水率為50%?60%，當吸收材料對氨氣吸收飽和后進行更換。
6.根據權利要求1所述的適用于畜禽糞便堆肥揮發氨氮的回收工藝，其特征在于:畜禽糞便堆肥時，堆肥發酵倉(I)內會產生大量的氨氣，離心風機(3)通過氣體輸送管道(2)將堆肥發酵倉(I)內的氨氣全部抽出，并通過氣體輸送管道(2)送入氨氣吸收倉(4)底部的氣體分配系統(5)，要求離心風機持續工作，且風機風量滿足每小時能將堆肥發酵倉內氣體抽空10次；氨氣通過氣體分配系統(5)均勻分布后，向上依次進入墊料層(6)和吸收材料層(7)，要求氨氣與吸收材料接觸時間10s以上；氨氣在通過吸收材料的過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化為其他形態的氮，從而實現堆肥揮發氨氮的回收利用。
【文檔編號】C05F3/06GK104276860SQ201310279971
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】董紅敏, 尚斌, 陶秀萍 申請人:中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所