[发明专利]一组常压通气发酵设备及其发酵方法

说明书

1.技术领域

一组常压通气发酵设备及其发酵方法属于微生物好氧发酵设备与发酵技术领域。

2.背景技术

生物质有机废弃物高温发酵方法，是无害化处理有机废弃物生产有机肥料的重要方法。目前有机废弃物高温好氧发酵多数采用传统的高温堆肥的方法。这种方法发酵时间长，质量差，占用场地面积大，而且经过多次翻堆，费工费力。近年有不少发明在改进发酵设备，提高发酵效果。改进的方向，一是通过机械翻料改善发酵料中氧气供应。其缺点是造价高，能耗高，比较麻烦。二是采取高压通气的方法，强化发酵料的氧气供应。其缺点是通进高压空气耗能多，发酵产生的氨气损失，使氮素损失严重。三是在发酵料中制造通气层，常压通气，不翻料。第三种方案能耗低，比较方便。比如，申请号为200910042556.6的发明专利“一种食用菌培养料的隧道筐式堆肥发酵方法”；介绍了一种叠放的发酵筐式发酵方法，比较好地解决了食用菌料的发酵。但是这种方法对于有机肥生产显得有些不便，对于畜禽场、农家茅厕、厨房等每天都产生废弃物的单位有所不便，而且其发酵筐成本比较高。

本发明介绍一组不翻料、低能耗、低成本、占地少、高质量快速发酵方法和设备。

3.发明原理

3.1.堆腐法发酵存在的问题

采用堆腐法进行高温发酵，发酵料堆一般高1.5米～2.0米，宽2.0～2.5米，堆长根据发酵料的多少确定。这种方法简便，投资小，容易实施。但是存在一些问题。料堆的表层(A)、中层(B)、内层(C)各部分的湿度、温度、氧气浓度不同，各层发酵程度不同；因发酵料的透气性不同各层厚度也有变化。表层(A)空气新鲜，氧气浓度高，但是温度低、湿度低，属于干冷层，一般10-15厘米厚；这层微生物活动受到抑制，发酵不好，一些有害生物，如病菌、害虫、虫卵、草籽也杀不死。中层(B)因为有表层保温、保湿，其温度、湿度比较高，空气比较新鲜，氧气浓度比较高，条件适合好氧微生物生长繁殖，属于好氧微生物适生层，发酵较好，温度可以达到60℃以上，温度高的可以达到75℃，能够杀死有害生物，其厚度一般20-40厘米；如果物料透气性好，这层就比较厚。内层(C)的温度湿度比较高，由于表层(A)和中层(B)的微生物将氧气截获，内层(C)渐渐缺氧，不适合好氧微生物生长繁殖，厌氧微生物比较活跃，发酵过程中产生一些氨气、硫化氢等有毒气体，属于不良发酵层。现有的发明创造都是为了创造氧气充足、湿度和温度合适的条件，使发酵料各部分达到相当料堆中层的条件，均匀发酵。

3.2.本发明改进之处

通过以上堆腐法好氧发酵各层情况分析，可以想到，要想不翻料，快速发酵，高质量地均匀发酵，可以提出以下改进方向：①对发酵料堆的表层采取保温、保湿、防水措施，消灭干冷层，创造好氧微生物适生条件；②消减料层的厚度，消灭内层那种不良发酵层。根据上述改进方向，本发明主要采取两项措施：①建发酵室，对发酵料采取保温、保湿和防水措施，消灭干冷层；②在发酵料中人工设置通气层缝或通气孔道，使发酵料层的任何部位到通气层缝或通气孔道的距离不超过好氧微生物适生层的厚度，消灭不良发酵层。这样能够实现不翻料、发酵料各部分温湿气条件基本一致，做到快速发酵，升温快，灭菌彻底、均匀发酵。本发明通过以下方案实现。

4.发明内容

4.1.一组常压通气发酵设备及其发酵方法，是由进出料系统、常压通气系统、排水系统和发酵室四部分组成，特征在于：

4.1.1.发酵室是由具有保温、保湿功能或兼有防水和支撑功能的材料制做；

4.1.2.发酵室设进料门和出料门；

4.1.3.常压通气系统设置开张度可调的进气孔、排气孔和排气筒；在发酵料中间设置竖向通气层缝；通气层缝是由双层网缝通气支架——简称通气架(8)支撑；

4.1.4.排水系统设置贮水窖、排水沟、溜水墙和斜面或弧面的溜水顶棚，将排气筒设计为防回流排气设置；防回流排气设置将外排水排气筒(6)插套在排气筒坐(23)外，排气筒坐(23)的上部径向内缩1～2厘米，排气筒坐周围等距离竖向设置5条以上的排水沟，沟深0.2～0.5厘米，排水沟的下方设置围绕排气筒底座的环形集水沟，并由水沟或水管将冷凝水引流到适当地方；