一种秸秆好氧堆肥反应装置的制作方法

本发明涉及一种秸秆好氧堆肥反应装置，属于堆肥技术领域。

背景技术：

随着我国经济的持续增长，人民生活水平的提高，人们对农产品的需求日益提高，造成大量的作物秸秆、蔬菜秸秆等农业废弃物产生。随意丢弃、堆放的农业废弃物不仅会影响环境，成为病菌、蚊虫滋生的摇床，还会因其中氮磷营养盐的流失造成水环境的面源污染。而有机垃圾中通常含有大量纤维素、有机质和N、P、K及其他微量元素，具有易分解、热值低等特点，如果不对其加以回收利用，则会造成资源浪费。

处理有机物料废弃物的传统方法是把粪便自然堆积发酵或用土、水稀释后作为肥料，然而这些方法不能从根本上解决粪便对环境的污染问题，而且有机物料废弃物中的氮、磷、碳、钾及微量元素并没有被农作物充分地吸收和利用。

而目前常见的秸秆堆肥过程中会导致大量的氮素被氨化变成氨气散失，氮素流失严重、易产生臭气，降低了最终肥料的肥效，并且秸秆中也含有较多的木质纤维素，难以快速降解，导致木质纤维素大量残留，有机肥腐熟周期长的缺陷，因此发明一种秸秆好氧堆肥反应装置具有积极的意义。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题：针对目前常见的秸秆堆肥过程中会导致大量的氮素被氨化变成氨气散失，氮素流失严重、易产生臭气，降低了最终肥料的肥效，并且秸秆中也含有较多的木质纤维素，难以快速降解，导致木质纤维素大量残留，有机肥腐熟周期长的缺陷，提供了一种秸秆好氧堆肥反应装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

一种秸秆好氧堆肥反应装置，包括电动机、减速机、联轴器、进料口、初步腐熟腔、固氮腔、硝化腔、机架、出料口，其特征在于搅拌传动轴和联轴器相连，从初步腐熟腔、固氮腔和硝化腔中心竖直贯通分布，初步腐熟腔、固氮腔和硝化腔中各有一个搅拌桨连接在搅拌传动轴上，温度传感控制器上连有三根调温探头，分别探入初步腐熟腔、固氮腔和硝化腔中、初步腐熟腔的左侧连有一号喷料器，固氮腔左侧连有二号喷料器，硝化腔左侧连有三号喷料器，曝气装置位于机架底部，初步腐熟腔和固氮腔之间通过一号可伸缩隔板阻隔，固氮腔和硝化腔之间通过二号可伸缩隔板阻隔。

一种秸秆好氧堆肥反应装置的工作流程为：首先将待堆肥的秸秆基料从进料口装入初步腐熟腔中，通过温度传感控制器操控调温探头调节初步腐熟腔内温度至35～45℃，并开启曝气装置向初步腐熟腔中通入空气，同时开启电动机通过减速机和联轴器控制搅拌传动轴转动，利用搅拌桨对初步腐熟腔中的秸秆基料进行搅拌，并每隔一小时利用一号喷料器向初步腐熟腔中喷入水雾，如此好氧腐熟3天后，开启一号可伸缩隔板，使得初步腐熟的秸秆基料掉入固氮腔中，继续通过温度传感控制器操控调温探头调节固氮腔内温度至45～50℃，并用二号喷料器向固氮腔中喷入脲酶溶液，继续搅拌腐熟2天，腐熟结束后开启二号可伸缩隔板，使固氮后的腐熟基料掉入硝化腔中，再通过温度传感控制器操控调温探头调节硝化腔内温度至28～35℃，并用三号喷料器向硝化腔喷入硝化细菌菌悬液，继续搅拌腐熟2天，腐熟结束后从出料口排出，即可完成秸秆好氧堆肥反应。

所述的搅拌桨距离一号可伸缩隔板的距离为80mm。

所述的电动机额定功率为1.5kW，额定电压为380V，转速为1440r/min，减速机传动比为30，输出转速为48r/min，联轴器转速为48r/min，传动扭矩为400N·m。

所述的一种秸秆好氧堆肥反应装置，其特征在于：所述的曝气装置的曝气量为15L/min。

所述的一号喷料器的喷水量为200mL/次，二号喷料器喷出的脲酶溶液质量分数为30%，脲酶溶液喷出量为秸秆基料质量的10%，三号喷料器喷出的硝化细菌菌悬液的浓度为10⁵cfu/mL，硝化细菌菌悬液的喷出量为秸秆基料质量的5%。

本发明的应用：首先将待堆肥的秸秆基料从进料口装入初步腐熟腔中，通过温度传感控制器操控调温探头调节初步腐熟腔内温度至35～45℃，并开启曝气装置向初步腐熟腔中通入空气，同时开启电动机通过减速机和联轴器控制搅拌传动轴转动，利用搅拌桨对初步腐熟腔中的秸秆基料进行搅拌，并每隔一小时利用一号喷料器向初步腐熟腔中喷入水雾，如此好氧腐熟3天后，开启一号可伸缩隔板，使得初步腐熟的秸秆基料掉入固氮腔中，继续通过温度传感控制器操控调温探头调节固氮腔内温度至45～50℃，并用二号喷料器向固氮腔中喷入脲酶溶液，继续搅拌腐熟2天，腐熟结束后开启二号可伸缩隔板，使固氮后的腐熟基料掉入硝化腔中，再通过温度传感控制器操控调温探头调节硝化腔内温度至28～35℃，并用三号喷料器向硝化腔喷入硝化细菌菌悬液，继续搅拌腐熟2天，腐熟结束后从出料口排出，即可完成秸秆好氧堆肥反应。

本发明的有益效果是：

本发明制得的秸秆好氧堆肥反应装置在使用时，在第一阶段会对秸秆进行初步腐熟，在秸秆腐熟的过程中，会缓慢产生氨气，产生的氨气会被喷入的水分吸收固着，一部分变成碱性氨水，而碱性氨水的存在可以对秸秆纤维素起到润胀作用引起分子的消晶和晶格转化，可以去除秸秆纤维中的木质素，保留半纤维素和纤维素，而第二阶段中的脲酶会酶解含氮秸秆纤维，发生反应产生铵盐，实现固氮，接着第三阶段中产生的铵盐会在硝化细菌的作用下进行硝化反应，生成硝酸，硝酸分子的扩散速率很快，在较高温度下复合阿累尼乌斯方程，可以促进氨水润胀作用后的半纤维素和纤维素进一步水解为单糖，从而促进了秸秆纤维的降解，而整个腐熟过程中，秸秆纤维中的氮素都被转化为有机氮肥，氨化作用产生的氨气又被喷入的水分以及硝化作用产生的硝酸吸收，避免了氨气散失造成的氮素流失，氨气散失的减少也使腐熟过程中的臭气减少，同时又能促进秸秆木质纤维素的降解，避免木质纤维素的残留，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明“一种秸秆好氧堆肥反应装置”的正面图。

其中，1、电动机；2、减速机；3、联轴器；4、进料口；5、初步腐熟腔；6、固氮腔；7、硝化腔；8、机架；9、出料口；10、搅拌传动轴；11、搅拌桨；12、温度传感控制器；13、一号喷料器；14、二号喷料器；15、三号喷料器；16、曝气装置；17、一号可伸缩隔板；18、二号可伸缩隔板（18）；19、调温探头。

具体实施方式

一种秸秆好氧堆肥反应装置，包括电动机1、减速机2、联轴器3、进料口4、初步腐熟腔5、固氮腔6、硝化腔7、机架8、出料口9，其特征在于搅拌传动轴10和联轴器3相连，从初步腐熟腔5、固氮腔6和硝化腔7中心竖直贯通分布，初步腐熟腔5、固氮腔6和硝化腔7中各有一个搅拌桨11连接在搅拌传动轴10上，温度传感控制器12上连有三根调温探头19，分别探入初步腐熟腔5、固氮腔6和硝化腔7中、初步腐熟腔5的左侧连有一号喷料器13，固氮腔6左侧连有二号喷料器14，硝化腔7左侧连有三号喷料器15，曝气装置16位于机架8底部，初步腐熟腔5和固氮腔6之间通过一号可伸缩隔板17阻隔，固氮腔6和硝化腔7之间通过二号可伸缩隔板18阻隔。一种秸秆好氧堆肥反应装置的工作流程为：首先将待堆肥的秸秆基料从进料口4装入初步腐熟腔5中，通过温度传感控制器12操控调温探头19调节初步腐熟腔5内温度至35～45℃，并开启曝气装置16向初步腐熟腔5中通入空气，同时开启电动机1通过减速机2和联轴器3控制搅拌传动轴10转动，利用搅拌桨11对初步腐熟腔5中的秸秆基料进行搅拌，并每隔一小时利用一号喷料器13向初步腐熟腔5中喷入水雾，如此好氧腐熟3天后，开启一号可伸缩隔板17，使得初步腐熟的秸秆基料掉入固氮腔6中，继续通过温度传感控制器12操控调温探头19调节固氮腔6内温度至45～50℃，并用二号喷料器14向固氮腔6中喷入脲酶溶液，继续搅拌腐熟2天，腐熟结束后开启二号可伸缩隔板18，使固氮后的腐熟基料掉入硝化腔7中，再通过温度传感控制器12操控调温探头19调节硝化腔7内温度至28～35℃，并用三号喷料器15向硝化腔7喷入硝化细菌菌悬液，继续搅拌腐熟2天，腐熟结束后从出料口9排出，即可完成秸秆好氧堆肥反应。所述的搅拌桨11距离一号可伸缩隔板17的距离为80mm。所述的电动机1额定功率为1.5kW，额定电压为380V，转速为1440r/min，减速机2传动比为30，输出转速为48r/min，联轴器转速为48r/min，传动扭矩为400N·m。所述的曝气装置16的曝气量为15L/min。所述的一号喷料器13的喷水量为200mL/次，二号喷料器14喷出的脲酶溶液质量分数为30%，脲酶溶液喷出量为秸秆基料质量的10%，三号喷料器15喷出的硝化细菌菌悬液的浓度为10⁵cfu/mL，硝化细菌菌悬液的喷出量为秸秆基料质量的5%。