本發(fā)明屬于有機廢物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、有機廢物的不當處理一直是環(huán)境保護領(lǐng)域面臨的一大挑戰(zhàn)，它不僅導致空氣質(zhì)量的下降、水資源的污染，還嚴重破壞了土壤的生態(tài)平衡。這些廢物在自然環(huán)境中難以自行分解，往往會累積并釋放出有害物質(zhì)，對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成長期威脅。堆肥作為一種有效的有機廢物處理技術(shù)，通過將有機廢物轉(zhuǎn)化為富含營養(yǎng)的土壤改良劑，為解決這一問題提供了可行的途徑。堆肥過程不僅能夠大幅度減少有機廢物的數(shù)量，還能有效破壞其中的雜草種子和病原體，從而防止它們對農(nóng)作物和生態(tài)系統(tǒng)的進一步侵害。更重要的是，堆肥產(chǎn)物能夠顯著改善土壤的結(jié)構(gòu)和功能，提升土壤的肥力和保水能力，進而促進作物的健康生長和提高產(chǎn)量。

2、然而，堆肥過程中產(chǎn)生的氨氣排放問題卻不容忽視。由于用作堆肥原料的有機廢物通常含有較高的氮元素，在微生物的作用下，這些氮元素會轉(zhuǎn)化為氨氣并釋放到大氣中。氨氣的排放不僅會對堆肥設(shè)備造成腐蝕，加劇空氣污染問題，還可能通過呼吸道進入人體，對人類的呼吸系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成損害。此外，氨氣的排放還會導致堆肥產(chǎn)品中的氮含量降低，進而影響其肥效和施用效果，降低了堆肥產(chǎn)品的整體質(zhì)量。

3、目前主要通過調(diào)整堆肥過程中的一些關(guān)鍵參數(shù)來減少氨氣的排放。例如，通過精確控制曝氣速率，可以優(yōu)化堆肥內(nèi)部的氧氣供應，促進微生物的呼吸作用，從而減少氨氣的產(chǎn)生。同時，定期翻堆和調(diào)節(jié)堆積密度也有助于改善堆肥內(nèi)部的通風條件，減少厭氧環(huán)境的形成，進一步降低氨氣的排放。然而，由于堆肥生產(chǎn)規(guī)模的巨大差異以及所用原料的多樣性，這些參數(shù)的優(yōu)化往往難以在實際操作中實現(xiàn)，限制了其推廣應用的范圍。除了調(diào)整堆肥參數(shù)外，添加外源物質(zhì)也被視為一種有效的氨氣減排策略。近年來，國內(nèi)外學者在這一領(lǐng)域進行了大量的研究，探索了多種添加劑對堆肥過程中氨氣排放的影響。例如，cn117285387a公開了添加合成菌群的方法；cn115672292a公開了添加fe-mofs@生物炭復合材料的方法；cn105523804a則公開了添加改性生物炭的方法。然而，這些添加劑往往存在不可重復使用、成本高昂等問題，難以在堆肥生產(chǎn)中實現(xiàn)大規(guī)模應用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)及其使用方法，能顯著提高堆肥產(chǎn)品中的氮含量且運行成本低。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，包括冷凝管、堆肥反應器主體、氣體流量計和曝氣泵；所述冷凝管與堆肥反應器主體頂部連通；所述堆肥反應器主體和氣體流量計連接；所述氣體流量計和曝氣泵連接。

4、優(yōu)選的，所述堆肥反應器主體包括底座和設(shè)置在底座上的桶體；所述桶體頂部設(shè)置有桶蓋；所述桶蓋和冷凝管連接。

5、優(yōu)選的，所述桶體內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，所述空腔結(jié)構(gòu)和冷凝管連通。

6、優(yōu)選的，所述桶體底部通過管道和氣體流量計連通。

7、優(yōu)選的，所述氣體流量計和曝氣泵通過曝氣管連通。

8、優(yōu)選的，所述冷凝管為直型玻璃冷凝管。

9、第二方面，本發(fā)明提供一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟：

10、將堆肥物料通過桶蓋加入到堆肥反應器主體中的空腔結(jié)構(gòu)中進行堆肥，打開曝氣泵，氣體經(jīng)過曝氣管輸送到堆肥反應器主體中進行強制曝氣，在堆肥溫度大于50℃時進行翻堆；當堆肥溫度降至環(huán)境溫度時，將所得的堆肥破碎、篩分和造粒后得到富氮有機肥。

11、優(yōu)選的，所述堆肥物料中的碳氮比為（20~30）：1；所述堆肥物料中的含水率為55%~65%。

12、優(yōu)選的，所述曝氣的速率為0.05~0.3l?min-1kg-1干重。

13、優(yōu)選的，所述翻堆的頻率為3~5天/次。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

15、本發(fā)明通過堆肥反應器主體用于進行有機廢棄物的堆肥發(fā)酵。氣體流量計用于監(jiān)測和記錄從反應器中排出的氣體流量，實時了解反應器內(nèi)氣體的排放情況，為后續(xù)的曝氣處理和氨氣回收提供依據(jù)；曝氣泵用于向堆肥反應器主體內(nèi)提供適量的氧氣。通過曝氣泵的曝氣作用，可以加速反應器內(nèi)微生物的代謝活動，促進有機物的分解和轉(zhuǎn)化。冷凝管可以將氨氣鎖在堆肥反應器中減少其揮發(fā)，被鎖在反應器中的氨氣被微生物進一步轉(zhuǎn)化為有機氮并保留在堆肥中，顯著降低了堆肥中氨氣的排放，并提高了堆肥產(chǎn)品的氮含量，冷凝管只依靠空氣進行冷凝，不消耗額外的電能，運行成本低，不會造成二次污染，適合大規(guī)模應用。

技術(shù)特征：

1.一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，其特征在于，包括冷凝管（1）、堆肥反應器主體（2）、氣體流量計（3）和曝氣泵（4）；所述冷凝管（1）與堆肥反應器主體（2）頂部連通；所述堆肥反應器主體（2）和氣體流量計（3）連接；所述氣體流量計（3）和曝氣泵（4）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，其特征在于，所述堆肥反應器主體（1）包括底座（203）和設(shè)置在底座（203）上的桶體（202）；所述桶體（202）頂部設(shè)置有桶蓋（201）；所述桶蓋（201）和冷凝管（1）連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，其特征在于，所述桶體（202）內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，所述空腔結(jié)構(gòu)和冷凝管（1）連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，其特征在于，所述桶體（202）底部通過管道和氣體流量計（3）連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體流量計（3）和曝氣泵（4）通過曝氣管（5）連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝管（1）為直型玻璃冷凝管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述堆肥物料中的碳氮比為（20~30）：1；所述堆肥物料中的含水率為55%~65%。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述曝氣的速率為0.05~0.3l?min-1kg-1干重。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述翻堆的頻率為3~5天/次。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于有機廢物資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種降低堆肥中氨排放并生產(chǎn)富氮有機肥的系統(tǒng)及其使用方法；包括冷凝管、堆肥反應器主體、氣體流量計和曝氣泵；所述冷凝管與堆肥反應器主體頂部連通；所述堆肥反應器主體和氣體流量計連接；所述氣體流量計和曝氣泵連接；本發(fā)明的運行成本低，氨減排效果好，且能顯著提高堆肥產(chǎn)品中的氮含量，適合大規(guī)模應用。

技術(shù)研發(fā)人員：高麗娟,劉瑋,李文濤,王美凈,董穎濤,張浩,羅欣欣,冉龍飛,牛東圣
受保護的技術(shù)使用者：中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9