降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统及其使用方法与流程

本发明属于有机废物资源化利用领域，具体涉及一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统及其使用方法。

背景技术：

1、有机废物的不当处理一直是环境保护领域面临的一大挑战，它不仅导致空气质量的下降、水资源的污染，还严重破坏了土壤的生态平衡。这些废物在自然环境中难以自行分解，往往会累积并释放出有害物质，对生态系统构成长期威胁。堆肥作为一种有效的有机废物处理技术，通过将有机废物转化为富含营养的土壤改良剂，为解决这一问题提供了可行的途径。堆肥过程不仅能够大幅度减少有机废物的数量，还能有效破坏其中的杂草种子和病原体，从而防止它们对农作物和生态系统的进一步侵害。更重要的是，堆肥产物能够显著改善土壤的结构和功能，提升土壤的肥力和保水能力，进而促进作物的健康生长和提高产量。

2、然而，堆肥过程中产生的氨气排放问题却不容忽视。由于用作堆肥原料的有机废物通常含有较高的氮元素，在微生物的作用下，这些氮元素会转化为氨气并释放到大气中。氨气的排放不仅会对堆肥设备造成腐蚀，加剧空气污染问题，还可能通过呼吸道进入人体，对人类的呼吸系统和免疫系统造成损害。此外，氨气的排放还会导致堆肥产品中的氮含量降低，进而影响其肥效和施用效果，降低了堆肥产品的整体质量。

3、目前主要通过调整堆肥过程中的一些关键参数来减少氨气的排放。例如，通过精确控制曝气速率，可以优化堆肥内部的氧气供应，促进微生物的呼吸作用，从而减少氨气的产生。同时，定期翻堆和调节堆积密度也有助于改善堆肥内部的通风条件，减少厌氧环境的形成，进一步降低氨气的排放。然而，由于堆肥生产规模的巨大差异以及所用原料的多样性，这些参数的优化往往难以在实际操作中实现，限制了其推广应用的范围。除了调整堆肥参数外，添加外源物质也被视为一种有效的氨气减排策略。近年来，国内外学者在这一领域进行了大量的研究，探索了多种添加剂对堆肥过程中氨气排放的影响。例如，cn117285387a公开了添加合成菌群的方法；cn115672292a公开了添加fe-mofs@生物炭复合材料的方法；cn105523804a则公开了添加改性生物炭的方法。然而，这些添加剂往往存在不可重复使用、成本高昂等问题，难以在堆肥生产中实现大规模应用。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的问题，本发明提供一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统及其使用方法，能显著提高堆肥产品中的氮含量且运行成本低。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，包括冷凝管、堆肥反应器主体、气体流量计和曝气泵；所述冷凝管与堆肥反应器主体顶部连通；所述堆肥反应器主体和气体流量计连接；所述气体流量计和曝气泵连接。

4、优选的，所述堆肥反应器主体包括底座和设置在底座上的桶体；所述桶体顶部设置有桶盖；所述桶盖和冷凝管连接。

5、优选的，所述桶体内部为空腔结构，所述空腔结构和冷凝管连通。

6、优选的，所述桶体底部通过管道和气体流量计连通。

7、优选的，所述气体流量计和曝气泵通过曝气管连通。

8、优选的，所述冷凝管为直型玻璃冷凝管。

9、第二方面，本发明提供一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统的使用方法，包括以下步骤：

10、将堆肥物料通过桶盖加入到堆肥反应器主体中的空腔结构中进行堆肥，打开曝气泵，气体经过曝气管输送到堆肥反应器主体中进行强制曝气，在堆肥温度大于50℃时进行翻堆；当堆肥温度降至环境温度时，将所得的堆肥破碎、筛分和造粒后得到富氮有机肥。

11、优选的，所述堆肥物料中的碳氮比为（20~30）：1；所述堆肥物料中的含水率为55%~65%。

12、优选的，所述曝气的速率为0.05~0.3l min-1kg-1干重。

13、优选的，所述翻堆的频率为3~5天/次。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明通过堆肥反应器主体用于进行有机废弃物的堆肥发酵。气体流量计用于监测和记录从反应器中排出的气体流量，实时了解反应器内气体的排放情况，为后续的曝气处理和氨气回收提供依据；曝气泵用于向堆肥反应器主体内提供适量的氧气。通过曝气泵的曝气作用，可以加速反应器内微生物的代谢活动，促进有机物的分解和转化。冷凝管可以将氨气锁在堆肥反应器中减少其挥发，被锁在反应器中的氨气被微生物进一步转化为有机氮并保留在堆肥中，显著降低了堆肥中氨气的排放，并提高了堆肥产品的氮含量，冷凝管只依靠空气进行冷凝，不消耗额外的电能，运行成本低，不会造成二次污染，适合大规模应用。

技术特征：

1.一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，其特征在于，包括冷凝管（1）、堆肥反应器主体（2）、气体流量计（3）和曝气泵（4）；所述冷凝管（1）与堆肥反应器主体（2）顶部连通；所述堆肥反应器主体（2）和气体流量计（3）连接；所述气体流量计（3）和曝气泵（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，其特征在于，所述堆肥反应器主体（1）包括底座（203）和设置在底座（203）上的桶体（202）；所述桶体（202）顶部设置有桶盖（201）；所述桶盖（201）和冷凝管（1）连接。

3.根据权利要求2所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，其特征在于，所述桶体（202）内部为空腔结构，所述空腔结构和冷凝管（1）连通。

4.根据权利要求2所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，其特征在于，所述桶体（202）底部通过管道和气体流量计（3）连通。

5.根据权利要求1所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，其特征在于，所述气体流量计（3）和曝气泵（4）通过曝气管（5）连通。

6.根据权利要求1所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统，其特征在于，所述冷凝管（1）为直型玻璃冷凝管。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统的使用方法，其特征在于，所述堆肥物料中的碳氮比为（20~30）：1；所述堆肥物料中的含水率为55%~65%。

9.根据权利要求7所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统的使用方法，其特征在于，所述曝气的速率为0.05~0.3l min-1kg-1干重。

10.根据权利要求7所述的一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统的使用方法，其特征在于，所述翻堆的频率为3~5天/次。

技术总结
本发明属于有机废物资源化利用领域，具体涉及一种降低堆肥中氨排放并生产富氮有机肥的系统及其使用方法；包括冷凝管、堆肥反应器主体、气体流量计和曝气泵；所述冷凝管与堆肥反应器主体顶部连通；所述堆肥反应器主体和气体流量计连接；所述气体流量计和曝气泵连接；本发明的运行成本低，氨减排效果好，且能显著提高堆肥产品中的氮含量，适合大规模应用。

技术研发人员：高丽娟,刘玮,李文涛,王美净,董颖涛,张浩,罗欣欣,冉龙飞,牛东圣
受保护的技术使用者：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/9