一种用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备及除臭方法与流程

本发明涉及畜禽废弃物无害化处理领域，特别涉及一种用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备及除臭方法。
背景技术：
：堆肥是畜禽粪便无害化处理的有效方式之一，广泛应用于畜禽粪便处理。堆肥面临的最大问题是堆肥所产生的臭气，不单影响周围环境，还降低肥力，因此，除臭是堆肥的重要工艺环节。堆肥除臭主要通过三步进行实现，分别为源头减排、过程减排和末端处理。目前，相关除臭工艺主要集中于源头减排和末端处理两个阶段，臭气过程减排的工艺鲜见报道。堆肥臭气释放可分为集中释放和无序释放两个阶段，集中释放阶段主要在翻堆和翻堆后的0.5至1小时，其他时间为臭气无序释放阶段。在臭气集中释放阶段，由于臭气释放量巨大，且浓度高，影响非常广泛。而在臭气无序释放阶段，由于堆体通风量有限，且上层堆料具有遮蔽效应，堆肥的臭气释放量较少。因此，堆肥臭气的过程减排应关注臭气集中释放阶段，在此阶段，大量的臭气及水蒸气散发至环境中。集中释放的臭气组分主要包括氨气、硫化氢及挥发性有机化合物(voc)等，其中氨气浓度最高，挥发性有机化合物种类复杂。针对畜禽粪便槽式堆肥臭气的特点，应选择合适的除臭方法。除臭方法主要包括物理法、化学法和生物法三种。其中，物理法主要是利用一种物质将臭气的气味掩盖和稀释，或者将臭气由气相转换为其它相，这种方法适宜处理低浓度的臭气。化学法主要包括化学吸收法和燃烧法，化学吸收法适合大气量、中等浓度的废气处理，其适用范围较广；燃烧法主要是利用臭气的可燃性将其气化燃烧或高温分解，转化为无害物质，然而有些有机化合物可转化为有害的卤化氢、二氧化硫、二氧化氮等，带来二次污染，而且燃烧法往往需要燃料辅助燃烧，使得应用该方法制成的除臭装置成本较高，运行较为复杂。生物除臭法主要是通过微生物的生理代谢将具有臭味的物质加以转化，使目标污染物被有效分解去除，以达到恶臭的治理目的。三种除臭方法在臭气脱除方面有各自的优势，同时，也各有一定的弊端，比如：化学反应法：即用杀菌或消毒的化学品通过杀灭细菌或者与圈舍粪尿进行化学反应来除臭，比如三氯异氰、强酸、强碱等等，除臭效果虽好，但人体和动物有危害，其除臭时需要遵守严格的程序；生物除臭法虽能很好地除臭，但是多种菌一起培养使用时，会出现某些菌在混合培养时发酵条件不适宜和竞争力不够而生长困难，同时不同种类微生物混合使用时会出现相互干扰，不能更好地应用于除臭作业。因此，应根据臭源的组成成分和浓度进行合理的使用。针对目前尚无针对畜禽粪便堆肥臭气的过程减排设备及相关技术工艺，本领域的技术人员希望结合化学法和生物法，制备一种能够堆肥臭气集中释放阶段实现臭气减排的设备并建立相关工艺标准，实现在堆肥过程中对重要的臭源物质实现高效减排，以弥补现有技术工艺的不足之处。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备及除臭方法，该除臭设备分别利用化学法和生物法，对收集到的臭气组分在上下两个空间位置中进行脱除，对释放臭气的化学中和以及功能微生物转化，达到降低释放到环境中的臭气量的目的，除臭效率高。本发明是这样实现的：本发明的目的之一在于提供一种用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备包括抛翻机装置、增压泵机以及位于所述抛翻机装置上的喷洒装置；其中，所述喷洒装置包括低位喷洒机构和高位喷洒机构；所述低位喷洒机构包括低位输送管路、第一喷头、设有第一除臭液的低位储存罐，所述增压泵机、低位输送管路均与所述低位储存罐相连接，所述第一喷头设于所述低位输送管路上；所述第一除臭液包括固态柠檬酸、75％～85％的液体乳酸与水；所述高位喷洒机构包括高位输送管路、第二喷头、设有第二除臭液的高位储存罐，所述增压泵机、高位输送管路均与所述高位储存罐相连接，所述第二喷头设于所述高位输送管路上；所述第二除臭液包括短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌和短程硝化细菌。优选地，所述第一除臭液中的固态柠檬酸、75％～85％的液体乳酸与水的重量份数比为1～30份、1～30份、340～400份。优选地，所述第二除臭液中的短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌、短程硝化细菌的份数比为0.5～2份、0.5～2份、0.5～2份、0.5～2份、0.5～2份。优选地，所述低位储存罐和高位储存罐内均设有涡旋混匀装置；所述低位储存罐和高位储存罐的内表面均涂有防粘层。优选地，所述抛翻机装置包括翻抛机、翻抛机高低调节装置和机架，所述翻抛机、翻抛机高低调节装置均安装在所述机架上，所述翻抛机高低调节装置与所述机架转动连接。优选地，所述高位输送管路下方设有高位输送支架，所述低位输送管路下方设有低位输送支架，所述低位输送支架和高位输送支架均位于所述机架上。优选地，所述低位输送支架与待处理的畜禽粪便堆肥表面之间的高度距离为30～60cm，所述低位输送支架与所述翻抛机装置的距离为20～50cm。为了避免酸性除臭液腐蚀翻抛耙。优选地，所述高位输送支架与待处理的畜禽粪便堆肥表面之间的高度距离为100～150cm，所述高位输送支架与所述翻抛机装置的距离为70～120cm。为了避免酸性除臭液腐蚀翻抛耙。本发明的目的之二在于提供一种采用所述的除臭设备对畜禽粪便堆肥进行除臭的方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、设备安装，将上述除臭设备安装在待处理的畜禽粪便堆肥处；步骤2、除臭前准备：s1、制备第一除臭液：将固态柠檬酸、75％～85％的液体乳酸与水混匀后制得第一除臭液；s2、制备第二除臭液：将短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌和短程硝化细菌混匀后；取3-10ml，加入富集培养基，28℃，转速150-300rpm摇床培养2-4天后，100目筛网过滤制得；步骤3、在堆体翻抛前5～15分钟同时开启增压泵机、抛翻机装置，在翻抛开始时，开始喷洒除臭液进行臭气处理，处理完毕后，同时关闭抛翻机装置，增压泵机，停止喷洒除臭液。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1、本发明提供的一种用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备，结合化学法和生物法对臭气进行脱除，可以脱除多种不同性质的臭气组分；除臭的具体过程为：当堆体翻抛产生大量臭气时，其中包括高浓度的氨气和高臭阈值的硫化氢。在此过程中，低位喷洒组件喷洒出的弱酸性除臭液，除臭液溶解包括氨气在内的水溶性的碱性臭气成分，并通过喷洒的除臭液沉降到堆体表面。同时，高位喷洒组件喷洒出的功能性微生物除臭液，臭气的可溶性物质通过水相溶解，进一步通过喷洒的除臭液沉降到堆体表面，功能性微生物不但可将溶解的可溶性臭气组分转化为硫单质、亚硝酸盐或菌体蛋白，还能覆盖于堆体表面，在适宜的温度条件下较长的发挥除臭作用。此外，游离于空气中的功能性微生物还可在附近一定区域空间发挥除臭作用。2、第一除臭液采用适当浓度的小分子有机酸，不影响第二除臭液中的功能微生物的除臭效果和除臭能力。市场上常用的化学除臭剂(强酸、强碱或强氧化性物质)会不利于功能微生物的生长。3、第二除臭液的短小芽孢杆菌主要用于去除h2s；短程硝化细菌主要用于去除nh3；脱氮硫杆菌能氧化硫化物的过程获得能量，并以硝酸盐为电子受体生成氮气；粪肠球菌能减少粪便中的饲料残留，消除臭味，改善饲养环境，减少养殖对环境的污染；努比卤地无氧芽孢杆菌为耐热菌，可以再温度高的条件下生存；通过多种菌种的有机组合和培养液的精心配制，保证了除臭剂可在常态条件下保持着高效的除臭效果；且本发明人通过试验发现采用本发明的培养液对第一除臭菌剂中的所有菌种一起混合培养时，不同种类微生物之间不会相互干扰，不同种类微生物能很好的生存而且相互间不会出现抑制作用，能够很好地应用于除臭作业。第一除臭菌剂除臭通过3个阶段：恶臭气体的溶解，即由气相转移到液相；水溶液中恶臭成分被微生物吸附、吸收；进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解利用，使得微生物得以去除。通过菌种平衡作用来抑制厌氧菌或别的有害菌的数量，能够从源头上减少臭气的产生，且微生物能进一步利用分解的有机物进行生长，继而机械分解臭气，达到长久可持续的除臭效果。由于该除臭方法降低了氨气的释放并利用微生物将氨氮进行了转化，该除臭方法还有助于提高堆肥产品的氮含量。4、该除臭方法可通过覆盖于堆肥表面的功能细菌持续除臭。5、该除臭方法不局限于封闭式的堆肥条件，在开放/半开放的堆肥场地也可使用，实现臭气脱除，增加了该设备及工艺的使用场景。附图说明图1为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备的结构示意图；图2为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备中喷洒装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备中喷洒装置的连接示意图；图4为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备中机架的结构示意图；图5为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备中的抛翻机的结构示意图；图6为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备中的翻抛机高低调节装置的结构示意图；图7为本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备中的抛翻机行走装置的结构示意图；图1中，1、抛翻机装置；11、抛翻机；12、翻抛机高低调节装置；13、机架；14、抛翻机行走装置；2、增压泵机；3、喷洒装置；31、低位喷洒机构；311、低位输送管路；312、第一喷头；313、低位储存罐；32、高位喷洒机构；321、高位输送管路；322、第二喷头；323、高位储存罐；4、涡旋混匀装置。具体实施方式一、用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备如图1-图4所示，本发明实施例提供一种用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备，包括抛翻机装置1、增压泵机2以及位于所述抛翻机装置上的喷洒装置3；其中，所述喷洒装置3包括低位喷洒机构31和高位喷洒机构32；所述低位喷洒机构31包括低位输送管路311、第一喷头312、设有第一除臭液的低位储存罐313，所述增压泵机2、低位输送管路311均与所述低位储存罐313相连接，所述第一喷头312设于所述低位输送管路311上；所述第一除臭液为将固态柠檬酸、80％的液体乳酸与水按重量份数比为3份、3份、394份混匀后制得；所述高位喷洒机构32包括高位输送管路321、第二喷头322、设有第二除臭液的高位储存罐323，所述增压泵机2、高位输送管路321均与所述高位储存罐323相连接，所述第二喷头322设于所述高位输送管路321上；所述第二除臭液为将短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌、短程硝化细菌的重量份数比为1份、1份、1份、1份、1份，取3～10ml，加入富集培养基，28℃，转速150-300rpm摇床培养2-4天后，100目筛网过滤制得。所述短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌、短程硝化细菌，购买于日本jcm微生物材料开发室。所述的富集培养基配方为：葡萄糖10.0g，nacl1.0g，na2s2o35g，k2hpo4·2h2o2.0g，kh2po4·2h2o2.0g，nh4cl0.5g，mgcl20.2g，微量元素溶液1.0ml，水1000ml，ph值7.2-7.4；其中，微量元素水溶液配方为：edta10.0g，znso41.2g，cacl21.5g，mncl2·4h2o1.0g，feso4·h2o2.0g，(nh4)6mo7o24·4h2o1.0g，cuso4·5h2o1g，cocl2·6h2o1.0g，水1000ml，ph值7.2-7.4；本发明实施例提供的用于畜禽粪便发酵臭气减排的设备，第一/第二储存罐通过增压泵机，经第一/第二输送管路与第一/第二喷头连接，同时开启增压泵机、抛翻机装置时，抛翻机装置抛翻时，堆体翻抛产生大量臭气，其中包括高浓度的氨气和高臭阈值的硫化氢。在此过程中，低位喷洒机构31喷洒出的弱酸性除臭液(第一除臭液)，除臭液溶解包括氨气在内的水溶性的碱性臭气成分，并通过喷洒的除臭液沉降到堆体表面。同时，高位喷洒机构32喷洒出的功能性微生物除臭液(第二除臭液)，臭气的可溶性物质通过水相溶解，进一步通过喷洒的除臭液沉降到堆体表面，功能性微生物不但可将溶解的可溶性臭气组分转化为硫单质、亚硝酸盐或菌体蛋白，还能覆盖于堆体表面，在适宜的温度条件下较长的发挥除臭作用。此外，游离于空气中的功能性微生物还可在附近一定区域空间发挥除臭作用。所述第一除臭液采用小分子有机酸，不影响第二除臭液中的功能微生物的除臭效果和除臭能力。由于该除臭方法降低了氨气的释放并利用微生物将氨氮进行了转化，所以该除臭方法还有助于提高堆肥产品的氮含量。优选地，所述低位储存罐313和高位储存罐323内均设有涡旋混匀装置4；所述低位储存罐和高位储存罐的内表面均涂有防粘层。如图5-图7所示，优选地，所述抛翻机装置1包括翻抛机11、翻抛机高低调节装置12和机架13，所述翻抛机11、翻抛机高低调节装置13均安装在所述机架上13。更为优选地，所述抛翻机装置1还包括抛翻机行走装置14，抛翻机行走装置14包括设置在所述机架13下方的滚轮。可以利用滚滚轮推动翻抛机。优选地，所述高位输送管路321下方设有高位输送支架，所述低位输送管路311下方设有低位输送支架。优选地，所述低位输送支架与待处理的畜禽粪便堆肥表面之间的高度距离为30～60cm，所述低位输送支架与所述翻抛机装置1的高度距离为20～50cm。优选地，所述高位输送支架与待处理的畜禽粪便堆肥表面之间的高度距离为100～150cm，所述高位输送支架与所述翻抛机装置1的高度距离为70～120cm。二、采用所述的除臭设备对畜禽粪便堆肥进行除臭的方法所述方法包括如下步骤：步骤1、设备安装，将上述除臭设备安装在待处理的畜禽粪便堆肥处；步骤2、除臭前准备：s1、制备第一除臭液：将固态柠檬酸、75％～85％的液体乳酸与水混匀后制得第一除臭液；s2、制备第二除臭液：将短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌和短程硝化细菌混匀后制得第二除臭液；步骤3、在堆体翻抛前5～15分钟同时开启增压泵机、抛翻机装置，在翻抛开始时，开始喷洒除臭液进行臭气处理，处理完毕后，同时关闭抛翻机装置，增压泵机，停止喷洒除臭液。第一储存罐和第二需储存罐定期观察检测液位或设置液传感器进行监控，并按需补充。实施例2该实施例除所述第一除臭液中的配方替换为：固态柠檬酸、80％的液体乳酸与水的重量份数比为1份、1份、398份；其余同实施例1。实施例3该实施例除所述第一除臭液中的配方替换为：固态柠檬酸、80％的液体乳酸与水的重量份数比为30份、30份、340份；其余同实施例1。实施例4该实施例除所述第一除臭液中的配方替换为：固态柠檬酸、75％的液体乳酸与水的重量份数比为3份、1份、396份；其余同实施例1。实施例5该实施例除所述第一除臭液中的配方替换为：固态柠檬酸、85％的液体乳酸与水的重量份数比为3份、1份、396份；其余同实施例1。实施例6该实施例除所述第二除臭液的中的短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌、短程硝化细菌的重量份数比为0.5份、2份、2份、2份、0.5份；其余同实施例1。实施例7该实施例除所述第二除臭液的中的短小芽孢杆菌、努比卤地无氧芽孢杆菌、脱氮硫杆菌、粪肠球菌、短程硝化细菌的重量份数比为2份、2份、0.5份、0.5份、2份；其余同实施例1。对比例1该对比例除不利用本发明的除臭液外，其余堆肥工艺相同，得到的堆肥产品。对比例2该对比例的第二除臭液的中除不含短小芽孢杆菌外，其余均同实施例1。对比例3该对比例的第二除臭液的中除不含努比卤地无氧芽孢杆菌外，其余均同实施例1。对比例4该对比例的第二除臭液的中除不含脱氮硫杆菌外，其余均同实施例1。对比例5该对比例的第二除臭液的中除不含粪肠球菌外，其余均同实施例1。对比例6该对比例的第二除臭液的中除不含短程硝化细菌外，其余均同实施例1。实验例1对比例1获得的堆肥产品与本发明实施例1获得的堆肥产品的氮素损失量进行对比(氮含量检测利用凯氏定氮仪进行)，如表1所示。表1项目氮素损失量(％)实施例120.98％对比例135.24％由表1可知，对比例1堆肥产品的氮素损失为35.24％，实施例1中堆肥产品的氮素损失为20.98％。结果说明，由于该除臭方法降低了氨气的释放并利用微生物将氨氮进行了转化，本专利除臭方法有助于提高堆肥产品的氮含量。实验例2统计实施例1-实施例7及对比例2-对比例6中的除臭效率，除臭指标包括氨气去除率，硫化氢去除率，具体见表1。表1组别氨气去除率硫化氢去除率实施例173.4％90.3％实施例266.1％93.4％实施例380.4％81.3％实施例474.0％85.2％实施例577.1％除臭前后堆体无h2s释放实施例668.2％95.2％实施例775.7％除臭前后堆体无h2s释放对比例290.0％76.4％对比例380.8％85.1％对比例475.2％78.1％对比例588.1％90.4％对比例677.4％91.6％由表1可知，设备运行后，翻堆过程中氨气去除率为65％-80％，硫化氢去除率为80％-95％。翻堆结束后4h(堆置期)，氨气去除率50％-70％，且未检测到硫化氢释放。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12