摘 要：好氧堆肥可以實(shí)現(xiàn)豬糞無(wú)害化、資源化地利用，是我國(guó)應(yīng)該大力推廣的一種糞污處理方法。本文設(shè)計(jì)了一種針對(duì)小型豬場(chǎng)的立式多層好氧發(fā)酵塔。發(fā)酵塔塔身為4層不銹鋼圓柱體，高約2.8米，直徑約1.8米，有效容積5.09m3，每日可處理豬糞約0.3噸。該設(shè)備有占地面積少、體積小、臭氣排放少、自動(dòng)化程度高、可流動(dòng)作業(yè)的（可安裝貨車上）、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：好氧堆肥 發(fā)酵 降解

中圖分類號(hào)：S158 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

作者簡(jiǎn)介：黃淑霞（1979-），女，畢業(yè)于仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)校，市政工程師，研究方向：市政工程專業(yè)的設(shè)計(jì)、施工、管理。

1 發(fā)酵倉(cāng)設(shè)計(jì)

發(fā)酵倉(cāng)是這個(gè)堆肥處理的核心，混合物料從倉(cāng)頂進(jìn)料口進(jìn)入第一層，第四層出料，在每層停留48小時(shí)后進(jìn)入下一層，共經(jīng)過(guò)8天的高溫堆肥處理。

1.1 發(fā)酵倉(cāng)體

本發(fā)酵倉(cāng)為4層不銹鋼圓柱體，高約2.8米，直徑約1.8米，有效容積5.09m3，每層凈高0.5米，每層有效容積1.27m3。

倉(cāng)底部設(shè)有可移動(dòng)平板，方便運(yùn)輸、移動(dòng)。壁身采用雙層設(shè)計(jì)，雙壁間填充5厘米保溫棉以防止熱量損失，倉(cāng)內(nèi)壁需做防腐處理。倉(cāng)體頂部設(shè)進(jìn)料口，底部設(shè)出料口和出水口，排出的廢氣輸送，旁邊的除臭裝置。每層發(fā)酵倉(cāng)底部設(shè)空氣緩沖層，供氣支管直接通到發(fā)酵倉(cāng)圓心附件，緩沖層上部為均勻分布數(shù)個(gè)小鋼孔（小孔徑20mm）的不銹鋼層板，開(kāi)孔率為4%，小孔下安裝鋼網(wǎng)，以防止堆料堵塞供氣孔。每層的下料口由層間水平安裝的夾心鋼板圓盤(pán)控制開(kāi)閉。每層底部和中部分別安裝了一根與縱傳動(dòng)軸連接的橫軸，兩根橫軸以縱軸為中心做圓周運(yùn)動(dòng)。底部的橫軸起可將本層的堆料刮送至下層。中間的橫軸對(duì)稱安裝4組旋轉(zhuǎn)漿葉，通過(guò)槳葉旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)堆料翻動(dòng)，實(shí)現(xiàn)翻堆目的。

1.2 通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

堆肥中通風(fēng)起到供氧、降溫和去除水分的作用。本發(fā)酵倉(cāng)采用正壓強(qiáng)制通風(fēng)，并運(yùn)用管道閥門、時(shí)間繼電器、溫度傳感-控制器開(kāi)閉風(fēng)機(jī)、調(diào)節(jié)風(fēng)量大小。主要部件包括了鼓風(fēng)機(jī)、通風(fēng)主管道、管道閥門、通風(fēng)支管、布?xì)夤堋㈤y門、溫度傳感器、時(shí)間控制器等。

1.3 供氣控制系統(tǒng)

時(shí)間供氧采用間斷性供氧：供氧10min，發(fā)酵20min；筒體中部設(shè)溫度傳感器，傳感器與控制器、閥門、風(fēng)機(jī)相連接，設(shè)定溫度大于65℃，風(fēng)機(jī)開(kāi)啟鼓風(fēng)10分鐘后停止，發(fā)酵20分鐘。

2.1試驗(yàn)裝置

圖1

試驗(yàn)裝置（如圖1）為白鐵皮雙層圓筒，內(nèi)徑0.9米，凈高0.5米，下設(shè)10cm空氣緩沖層，上設(shè)有筒蓋，有效體積0.32m3，裝置壁身設(shè)置了5CM保溫棉用以保持堆溫，內(nèi)壁做防腐處理，筒上、下各安裝一個(gè)溫度傳感器，供氣支管直接通到發(fā)酵倉(cāng)圓心附件，緩沖層上部為均勻分布數(shù)個(gè)小鋼孔（小孔徑20mm）的不銹鋼層板，開(kāi)孔率為4%，小孔下安裝鋼網(wǎng)，以防止堆料堵塞供氣孔。

2.2試驗(yàn)材料

豬糞選自附近豬場(chǎng)，木屑購(gòu)買于附近木材加工廠，材料成分見(jiàn)表1：

表1 材料成分表

項(xiàng)目

水分

TC

TN

c/n

有機(jī)質(zhì)

全磷

全鉀

PH

豬糞

78.8

41.3

3.61

13

67.06

6.45

1.48

7.47

木屑

6.88

47.29

0.19

248.9

76.00

0.30

0.31

7.0

2.3 取樣方法和頻率

取樣時(shí)，于離堆頂及堆底20CM之間上中下隨機(jī)采取5點(diǎn)取樣，后將樣品混合均勻并用四分法取150g；

2.4分析項(xiàng)目和方法

溫度：一次發(fā)酵階段：PT100帶顯示溫度傳感器，設(shè)置在發(fā)酵倉(cāng)中部，每2天上午9時(shí)讀數(shù)值；二次發(fā)酵階段：溫度計(jì)測(cè)量；

PH值：采用PHS-25型酸度計(jì)測(cè)定；

含水率：采用105℃烘干法；

全氮：采用凱氏定氮法；

全磷：采用釩鉬黃比色法；

全碳：以風(fēng)干樣用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定。

發(fā)芽系數(shù)%=（處理的發(fā)芽率×處理的根長(zhǎng)）/（空白的發(fā)芽率×空白的根長(zhǎng)）×100%。

大場(chǎng)桿菌數(shù)：平皿計(jì)數(shù)法

外表性狀：氣味，顏色

3 春、夏季試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1試驗(yàn)時(shí)間及堆料處理

春季：3月1日至3月20日

夏季：7月1日至7月20日

3月設(shè)2個(gè)處理：M1為升溫期加熱， M2：升溫期常規(guī)處理；

7月份設(shè)1個(gè)處理：J1-升溫期常規(guī)處理

3.2結(jié)果與分析

3.2.1 溫度

堆體溫度的變化反映堆體內(nèi)微生物活動(dòng)的變化，也是判定堆肥能否達(dá)到無(wú)害化要求的重要指標(biāo)之一。春季和夏季大于55℃以上天數(shù)M1為8天，M2為9天，J1為12天，都能滿足《糞便無(wú)害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB7959-1987）》要求。

3.2.2含水率變化

取樣時(shí)間：1d，2d，3d，4d，5d，6d，7d，8d，11d，15d，20d；

在堆肥的初期，不論是春季和和夏季試驗(yàn)豬，降低的幅度都比較小，M1還出現(xiàn)了輕微上升的現(xiàn)象。堆肥初期，微生物分解的作用不明顯，堆溫不高，通風(fēng)的作用主要是供氧，因此通風(fēng)量不大水分散失量不多。通過(guò)春夏試驗(yàn)對(duì)比我們可以看出夏季比冬季消耗更多的水分。由于夏季環(huán)境溫度較高，到達(dá)65℃后風(fēng)機(jī)需要更大的風(fēng)量來(lái)降低堆溫，因此水分散失更多。

3.2.3種子發(fā)芽指數(shù)

取樣時(shí)間：堆肥1d，3d，5d，10d，15d，20d；

發(fā)芽指數(shù)是一個(gè)生物指標(biāo)，具有實(shí)用意義，能最直接、最敏感而且可靠反應(yīng)堆料的毒素方法，因此被認(rèn)為是最具說(shuō)服力的堆肥腐熟評(píng)價(jià)指標(biāo)。春季和夏季試驗(yàn)種子發(fā)芽指數(shù)都呈現(xiàn)了先降后升最后穩(wěn)定的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明豬糞堆肥腐熟時(shí)，白麗蘿卜的GI值應(yīng)該大于或者等于45%。本試驗(yàn)設(shè)備春、夏季測(cè)試性能都達(dá)到了發(fā)芽指數(shù)指標(biāo)的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

該設(shè)備由發(fā)酵倉(cāng)體、通風(fēng)系統(tǒng)、翻堆系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)組成。采用時(shí)間-溫度控制模式，通過(guò)溫度傳感器，時(shí)間控制器的控制，本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過(guò)程中通風(fēng)的自動(dòng)控制。堆肥在1-2天內(nèi)溫度升高到55℃；春季和夏季試驗(yàn)60℃以上高溫持續(xù)時(shí)間都在7天以上，符合了垃圾無(wú)害化處理要求，產(chǎn)品穩(wěn)定，至堆肥結(jié)束，堆料呈黑褐色，沒(méi)有刺鼻有臭味，不吸引蚊蠅，質(zhì)地均勻，出現(xiàn)白色菌絲；以上檢測(cè)項(xiàng)目均符合要求。

參考文獻(xiàn)

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