寒地農(nóng)村有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置探索

周彥彤 劉美琪

(東北林業(yè)大學(xué),150000)

1 有機堆肥市場環(huán)境分析

我國作為人口大國，農(nóng)業(yè)大國，糧食年需求量和產(chǎn)量巨大，化肥對于糧食產(chǎn)量增加的顯著作用促進著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對化肥使用的依賴性，近年來國家對農(nóng)業(yè)的扶植和重視，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和技術(shù)水平迅速提高，從而帶動了肥料產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。有機肥料的應(yīng)用既保證了糧食的高效生產(chǎn)，同時又保證了土壤的肥力，存進綠色食品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

北方寒冷地區(qū)農(nóng)村農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)在全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中人忽然發(fā)揮著重要作用，寒地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對有機化肥需要量有增無減。針對寒地農(nóng)村生物有機化肥生產(chǎn)溫度常年較低導(dǎo)致生產(chǎn)能耗大，效率低，成本高的問題，本文提出一種有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置，項目的目標市場定位為綠色食品生產(chǎn)商和寒地農(nóng)村居民。

2 有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置

2.1 項目介紹

有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置為一種針對寒地農(nóng)村的有機垃圾密閉式一體化堆肥房，整個系統(tǒng)包括：智能控制系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、發(fā)酵堆肥系統(tǒng)、出料系統(tǒng)。(1)智能控制系統(tǒng)包括電機，溫度、濕度和氣體感應(yīng)系統(tǒng)。進料系統(tǒng)包括有機垃圾收集箱，垃圾傳送裝置和進料料斗。預(yù)處理系統(tǒng)包括①破碎腔:包括一個電機和桿式攪拌軸，可以破碎農(nóng)業(yè)有機廢棄物。②混料腔：包括一個電機和螺旋攪拌軸，通過攪拌使得有機廢棄物均勻，加快發(fā)酵以及堆肥效率。發(fā)酵堆肥系統(tǒng)包括①供氣:包括一個氣泵、加熱器、底部氣室、外部氣室。②尾氣處理:包括除臭系統(tǒng)和出氣口。③滲透液處理收集:包括滲透液出口、過濾池以及滲透液回收池。④微生物噴灑器：通過噴灑器向有機廢棄物中噴灑微生物菌，加快廢棄物轉(zhuǎn)化為有機肥。出料系統(tǒng)包括出料口以及有機肥收集池。

如圖1所示，一種針對高寒地區(qū)農(nóng)村的有機垃圾密閉式一體化堆肥房，包括太陽能采光板(2)、照明系統(tǒng)(1)，進料斗(3),破碎腔(4)，混料腔(6)，所述破碎腔(2)的一側(cè)設(shè)置有第一電控箱(5)，接有第一軸承(29)，所述第一軸承外部固定設(shè)置有刀片(27)，所述刀片(27)之間的距離為2cm，所述破碎腔(4)的底部固定安裝有漏斗(26)，所述破碎腔(4)的底部設(shè)置有混料腔(6)，所述混料腔(6)的一側(cè)設(shè)置有第二電控箱(7)，所述第二電控箱(7)，接有第二軸承(30)，所述第二軸承外部固定設(shè)置有螺旋狀攪拌器(8)，所述混料腔(6)下部固定有下料斗(28)，下料斗接有發(fā)酵腔(31),所述發(fā)酵腔(31)外有氣室(9)以及底部氣室(13)，所述發(fā)酵腔(31)一側(cè)設(shè)置有第三電控箱(18)，接有第三軸承(32),所述第三軸承(32)外部固定有桿狀攪拌器(23)，所述發(fā)酵腔(31)一側(cè)固定有微生物菌儲存腔(19)以及微生物菌噴灑噴頭(20)，所述發(fā)酵腔(31)頂部設(shè)置有出氣口(22)，在出氣口(22)和發(fā)酵腔(31)之間設(shè)有除臭系統(tǒng)(21)。

整個裝置底部由支架(12)支撐，所述發(fā)酵腔(31)下部設(shè)置有滲透液出口(12)，接有過濾池(10)以及收集池(11)，所述底部氣室(13)連接有進氣管(25)，連接有氣泵(15)，所述進氣管(25)與氣泵(15)之間設(shè)置有加熱器(14)，所述發(fā)酵腔(31)底部一側(cè)設(shè)置有出肥口(17)以及肥料收集池(16)。

外殼設(shè)有保溫材料，氣室內(nèi)壁設(shè)有微孔，使得氣體從各個部分向發(fā)酵腔中滲透。

圖1 裝置示意圖

2.2 工藝流程

配有有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置鄉(xiāng)村應(yīng)對每家每戶村民進行定點定時的垃圾收集，并安排具備相關(guān)知識培訓(xùn)經(jīng)歷的專業(yè)人員對農(nóng)村垃圾進行分類，將農(nóng)村生活垃圾初步分為生活有機垃圾和不可腐爛垃圾，其中生活有機垃圾經(jīng)分揀員二次分類后分出可腐蝕垃圾進行粉碎，投入到有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置中，經(jīng)過陽光輔助加溫，高效微生物符合菌發(fā)酵，在裝置設(shè)有的自動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)督下分離出可安全使用的有機肥料、垃圾滲透液，排除出除臭后的尾氣。值得一提的是有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置在堆肥發(fā)酵生產(chǎn)過程中嚴格貫徹國家節(jié)能減排，綠色環(huán)保的政策號召，裝置所使用的水均來在生活污水和雨水收集系統(tǒng)經(jīng)過再生水水池凈化處理后的二次用水，其裝置運行的能源也來自于太陽能提供的清潔能源。

2.3 堆肥房工作效率

(1)堆肥房工作人員角度。工作人員收集垃圾→堆肥房堆滿→冬天60d，夏天45d→有機肥料。

(2)收集垃圾的保潔人員、分揀員、肥料轉(zhuǎn)運員角度。此堆肥房比普通堆肥效率高，出肥時間兩個月，可腐爛垃圾轉(zhuǎn)化為有機肥的轉(zhuǎn)化率20～30%，保潔員按要求將由基拉計投入相應(yīng)的倉體即可，無需專門人工管理，堆肥房高位投料，低位出料，無機械設(shè)備，非常便于操作和維護，設(shè)備使用年限40～50a，比一般的堆肥機壽命長30a以上。

2.4 外觀設(shè)計

有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置“進料系統(tǒng)”和“預(yù)處理+發(fā)酵系統(tǒng)”裝置主體均采用白色鋁板，采用灰黑色金屬材料制成坡屋頂形式進行裝置封頂，“滲透液回收”和“出料系統(tǒng)”均采用紅棕色磚構(gòu)成槽身，有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置整體形態(tài)模擬北方鄉(xiāng)村農(nóng)戶住宅樣式，顏色與北方村落主色調(diào)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，增加有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置在北方農(nóng)村地區(qū)使用的親和力。

2.5 項目創(chuàng)新點

有機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置依托先進的技術(shù)研究水平，高素質(zhì)的人才供給以及前沿的觀念水平。通過高效回收處理農(nóng)村生活垃圾以達到垃圾無害化和有效化處理。裝置的主要創(chuàng)新點包括以下五點：(1)合理針對高寒地區(qū)農(nóng)村溫度較低的情況。(2)采用太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為堆肥房發(fā)酵腔內(nèi)的照明系統(tǒng)供電。(3)具有預(yù)處理系統(tǒng)和發(fā)酵堆肥系統(tǒng)兩個系統(tǒng)，使堆肥發(fā)酵循序漸進進行。(4)設(shè)有陽光輔助加溫、高效微生物菌噴灑、三步破碎攪拌系統(tǒng)。(5)采用裝置外形形似農(nóng)村房屋，更加貼近農(nóng)村生活，可置于村落任意便利位置。

3 市場調(diào)研與競爭優(yōu)勢分析

3.1 目標市場定位與分析

產(chǎn)品的目標市場有兩個，農(nóng)村居民垃圾廠與綠色農(nóng)作物生產(chǎn)商。在進行了充足的調(diào)查后，筆者決定把前期的垃圾來源市場定位于黑龍江省垃圾高產(chǎn)量的農(nóng)村地區(qū)，按計劃對農(nóng)村居民的生活垃圾進行有效回收，并對有機化肥有需求的農(nóng)村居民及生產(chǎn)商作為我們的利用市場，例如綠色農(nóng)作物生產(chǎn)商以及堆肥房廠址附近的居民。

3.2 市場容量估算和競爭優(yōu)勢分析

目前我國有機肥市場規(guī)模偏小。近年來，隨著消費升級、節(jié)能降耗、綠色有機食品需求量增加，有機肥的市場越來越廣闊；隨著國家環(huán)保政策的完善，各部門環(huán)保壓力逐年增加，人們對于食品安全問題的越發(fā)重視，有機肥市場將迎來爆發(fā)的黃金期。

4 社會效益

4.1 節(jié)能減排，整治農(nóng)村人居環(huán)境

機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置制造有機肥的生產(chǎn)機制體現(xiàn)了“改善環(huán)境，以民為本”的公益價值觀，這種生產(chǎn)機制可以減緩垃圾過多帶來的土壤和環(huán)境污染壓力堆肥房以生活有機垃圾為原料，有效解決農(nóng)村地區(qū)生活垃圾冗多而污染環(huán)境的問題。堆肥房以生活有機垃圾為 原料，將有機垃圾變廢為寶，效減少垃圾污染，改善農(nóng)村人居環(huán)境。

4.2 綠色環(huán)保，有機生產(chǎn)

有機肥的價值核心即為—綠色環(huán)保。同時機堆肥封閉式一體化發(fā)酵裝置生產(chǎn)出的有機肥可以對土壤進行二次修復(fù)，讓食品更加綠色，消費者更加健康。把堆肥房的產(chǎn)業(yè)遍布整個黑龍江的農(nóng)村地區(qū)，將可以達到“改善環(huán)境”+“綠色食品”的雙贏效果。

4.3 提供崗位，解決就業(yè)

堆肥發(fā)酵前對農(nóng)村生活垃圾進行分揀處理。垃圾運送至堆肥房后，由專業(yè)的分檢人員進行分揀，選擇出可進行分解的有機垃圾。而這過程可以提供給當?shù)卮迕裉峁┫嚓P(guān)就業(yè)崗位，緩解當?shù)卮迕竦木蜆I(yè)壓力。除此之外，有機堆肥在生產(chǎn)，包裝，運輸和銷售等過程也通過對當?shù)卮迕襁M行相關(guān)培訓(xùn)擴大當?shù)鼐蜆I(yè)幾率，提高當?shù)卮迕袷找妗?/p>