納米膜復合面料和納米纖維復合面料助力智能堆肥發(fā)酵技術系統(tǒng)

納米膜智能堆肥發(fā)酵技術系統(tǒng)可根據(jù)項目縣的總糞污量提供相應的解決方案，規(guī)劃糞污處理中心，分散式布置，集中處理，進行共享利用，減少運輸成本，解決環(huán)保臭味問題。

中文名：納米膜智能堆肥技術

特 點：防水、對周邊環(huán)境影響小、無臭味溢出等

材質(zhì)：納米膜復合面料

有機堆肥發(fā)酵技術系統(tǒng)

技術特點

納米膜智能堆肥不需要建設廠房、搭棚，只需進行場地硬化，可兼容當前主流的槽式和條垛式堆肥已有基建，設備使用壽命長達8-10年；環(huán)保無臭。納米膜是高分子選擇性透氣膜，具有防水、透濕、殺菌、除臭等功能，對周邊環(huán)境影響小，無臭味溢出，不用搭載臭氣收集及處理設備；適應范圍廣。

納米膜堆肥傳統(tǒng)的堆肥方式主要有兩種：

厭氧堆肥：

在缺氧或無氧條件下，主要利用厭氧微生物進行的堆肥化過程。終產(chǎn)物除腐殖質(zhì)類有機物、二氧化碳和甲烷外，還有氨、硫化氫和其他有機酸等還原性物質(zhì)。工藝簡單、不需進行通風，但反應速率緩慢，堆肥化周期較長。

有機堆肥發(fā)酵技術系統(tǒng)

好氧堆肥：

在人工控制和一定碳氮比例（C/N）、水分、溫度和通風的情況下，通過微生物將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過程，這類堆肥發(fā)酵后的成品無臭無蠅，反而有淡淡的泥土味。

納米膜堆肥作為新式堆肥方式，出現(xiàn)在了廣大用戶的視野中。這種方式結合了以上三種堆肥方式的優(yōu)點，且降低了他們的缺點，為廣大用戶帶來了堆肥發(fā)酵的新選擇。

由于納米膜堆肥采用新膜材進行覆蓋發(fā)酵，所以可以露天進行發(fā)酵，且膜材具有單向透過性可以有效的隔絕臭氣和外部水分子，但是內(nèi)部的水蒸氣可以正常通過，更好的保證內(nèi)部的發(fā)酵狀態(tài)。且中海環(huán)境旗下的NCS智能分子膜堆肥發(fā)酵系統(tǒng)，可以根據(jù)不同地區(qū)的氣候定制特殊膜材，使得不同氣候、濕度下的發(fā)酵物能在膜材的覆蓋下獲得一個良好的發(fā)酵環(huán)境。

納米膜堆肥發(fā)酵由于僅需供風系統(tǒng)、膜覆蓋發(fā)酵系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)即可發(fā)酵，所以投資成本僅需其他反應器發(fā)酵的30%即可，大大降低了投資成本，而且運營成本低，相較于傳統(tǒng)運營成本，納米膜發(fā)酵在運營成名方面降低了90%，且徹底實現(xiàn)了無人值守功能，讓你足不出戶就可以掌控發(fā)酵情況。

研發(fā)重點

納米膜智能堆肥前后端輔助設備的開發(fā)和試驗，優(yōu)化的重點是建立以納米膜為核心工藝的系統(tǒng)解決方案。

市場應用

納米膜智能堆肥技術現(xiàn)階段面向市場推廣取得了一定的效果，在山東、河北、江蘇、內(nèi)蒙古、湖北等地已經(jīng)建立30余處示范基地。

智能納米膜堆肥技術增設了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，園區(qū)下載APP可以實時監(jiān)測智能納米膜內(nèi)的濕度、溫度以及含氧量，并根據(jù)數(shù)據(jù)加以調(diào)控。

閱讀提示　畜禽養(yǎng)殖污染是當前社會關注的焦點問題。國家鼓勵根據(jù)不同區(qū)域的資源和環(huán)境特點，選擇經(jīng)濟適用的處理模式。對于不同養(yǎng)殖品種、不同養(yǎng)殖規(guī)模的養(yǎng)殖場，如何選擇適用的畜禽糞污處理模式仍是很多養(yǎng)殖場面臨的難題。針對這一問題，記者專訪了中國農(nóng)業(yè)大學微生物學博士、高級農(nóng)藝師，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所博士后、中農(nóng)創(chuàng)達（北京）環(huán)?？萍加邢薰究偨?jīng)理馬瑞強，為我們分析各種畜禽糞污處理模式的優(yōu)劣，并著重介紹納米膜智能堆肥技術是如何運行的。

記者：豬、牛、雞等畜禽的糞便，各自有什么特點，其中雞糞在處理方式上有什么不同或需要注意的地方？

馬瑞強：豬、奶牛都是水泡糞，處理的特點是糞水都需要處理，通過干濕分離機之后，固體糞污可以制成有機肥。液體需要經(jīng)過多級氧化才能還田。雞糞主要是含水率在80％的鮮糞，雞的消化道短，其中70％的飼料蛋白不能消化，但終這些蛋白分解成氨氣，氨味很濃，使得雞糞很臭，但是雞糞不需要經(jīng)過干濕分離機，可以直接添加輔料發(fā)酵制作成有機肥，就可以解決雞糞的臭味問題，還能生產(chǎn)有機肥。

正是由于雞的消化道短，很多營養(yǎng)物質(zhì)沒有吸收，所以雞糞肥效好，氮、磷、鋅、銅含量明顯高于牛糞和羊糞，而鉀含量相當，如果加工利用好了是一種很好的有機肥。但現(xiàn)在不少農(nóng)戶直接拉來沒有腐熟發(fā)酵好的生雞糞干雞糞上地，時有燒苗燒芯，土壤板結情況時有發(fā)生，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害很大。所以，普及糞污發(fā)酵有機肥知識，推廣低成本處理模式，對種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展都有重大利好。

記者：目前，我國針對養(yǎng)雞場的雞糞處理主要有哪些方式？各自有何特點及優(yōu)缺點？

馬瑞強：我國傳統(tǒng)的、主流的堆肥模式主要包括槽式堆肥、條垛式堆肥和反應器堆肥。槽式和條垛式堆肥屬于開放式堆肥，處理量大但是對環(huán)境污染嚴重；反應器堆肥密閉性好，環(huán)保性能強，但處理量有限，控制成本較高。而膜覆蓋好氧堆肥技術是一種新興的高效環(huán)保堆肥技術，它不僅兼具反應器堆肥密閉性好、環(huán)保性能強和槽式及條垛式堆肥處理量大等優(yōu)點，還能很好地兼容當前主流的槽式和條垛式堆肥已有的基建模式，就算新建場地也只需要有硬化場地，不需要重新進行基礎建設。

記者：對于雞糞的資源化利用，您提到的膜覆蓋好氧堆肥技術有哪些新的技術應用？

馬瑞強：國內(nèi)目前雞養(yǎng)殖場分散、規(guī)模不大、分布在村社之間，雞場相對于其他類養(yǎng)殖場來說都是小型體量，雞糞臭味導致的環(huán)保壓力目前是雞場很頭疼的問題，納米膜智能堆肥技術對于雞糞的資源化利用應該是有前景、適合的一種模式。

納米膜堆肥是免翻堆的堆肥方式，在運行過程中免翻堆能夠節(jié)省很大的人工和耗能，通過膜覆蓋之后，底部的曝氣能給堆體內(nèi)微生物提供足夠的發(fā)酵所需的氧氣，隨著溫度的上升，氨氣、硫化氫等臭氣的大分子外溢，納米膜的微孔結構能夠阻擋外面的水分進入，但是能夠?qū)⑿》肿拥乃肿哟┻^去，同時氨氣、硫化氫大分子不能通過，溶于膜表面的水蒸氣后返回到堆體再被微生物所利用，這樣就達到了既除去水分，又沒有臭味的效果，生產(chǎn)出了腐熟農(nóng)家肥，可以直接還田，也可以直接賣到有機肥廠進行商品有機肥的加工和生產(chǎn)。

納米膜智能堆肥技術現(xiàn)階段面向市場推廣取得了一定的效果，在山東、河北、江蘇、內(nèi)蒙古、湖北等地已經(jīng)建立30余處示范基地。比如山東壽光當?shù)匾患茵B(yǎng)殖場使用納米膜堆肥設備，生產(chǎn)的有機肥質(zhì)量好、效果好，深受當?shù)厥卟朔N植戶歡迎，賣到600-800元每噸。

總結起來，其技術和工藝優(yōu)勢有以下幾點：

投資少。納米膜智能堆肥不需要建設廠房、搭棚，只需進行場地硬化，可兼容當前主流的槽式和條垛式堆肥已有基建，設備使用壽命長達8-10年；環(huán)保無臭。納米膜是高分子選擇性透氣膜，具有防水、透濕、殺菌、除臭等功能，對周邊環(huán)境影響小，無臭味溢出，不用搭載臭氣收集及處理設備；適應范圍廣。大小規(guī)模均可有效處理，適用于-30℃以上氣溫地區(qū)的規(guī)模養(yǎng)殖場、養(yǎng)殖小區(qū)或集中處理中心；運行成本低。發(fā)酵1噸有機肥全程僅需2度電，1噸總成本不足20元，全年可產(chǎn)出1500噸；省時省力省人工。模塊式設計，靈活可移動，1周以內(nèi)即可安裝完成，只需建堆時翻拋一次，無需頻繁翻堆。且操作簡單，通過傳感器連接物聯(lián)網(wǎng)設備遠程智能控制，手機或電腦上即可24小時監(jiān)控；堆肥效率高。糞污15-20天發(fā)酵成有機肥料，7-10天把奶牛糞轉(zhuǎn)化為牛床墊料。

記者：該項技術下一步完善優(yōu)化重點是什么？

馬瑞強：該項技術目前來講已經(jīng)處于成熟階段，除了處理雞糞，對牛糞、羊糞、豬糞等畜禽糞污，以及樹枝、秸稈、藥渣、城市污泥、尾菜等有機廢棄物的無害化處理及資源化利用，也有非常好的效果。

下一步，該技術研發(fā)的重點是納米膜智能堆肥前后端輔助設備的開發(fā)和試驗，優(yōu)化的重點是建立以納米膜為核心工藝的系統(tǒng)解決方案。

隨著國家對固體廢棄物處理過程中環(huán)保問題的重視，減少溫室氣體和臭氣排放會成為衡量相關技術實用性和推廣性的重中之重，膜覆蓋好氧堆肥技術由于其核心的納米膜結構能夠顯著減少廢棄物處理過程中CH4、N2O、NH3等臭氣的排放，實現(xiàn)環(huán)保達標，將在廢棄物處理行業(yè)得到大力推廣和應用。

按照《全國畜禽糞污資源化利用整縣推進項目工作方案（2018—2020年）》，今年是收官之年，項目縣畜禽糞污綜合利用率要達到90％以上，規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設施裝備配套率要達到100％。納米膜智能堆肥模式可根據(jù)項目縣的總糞污量提供相應的解決方案，規(guī)劃糞污處理中心，分散式布置，集中處理，進行共享利用，減少運輸成本，解決環(huán)保臭味問題。

納米膜復合面料知識：

有機堆肥面料示意圖

1、納米膜復合面料屬于納米纖維膜技術領域，尤其涉及一種納米纖維膜復合面料的制備工藝。

2、納米纖維，是指直徑為納米尺度而長度較大的具有一定長徑比的線狀材料。通過靜電紡絲等技術，可以將納米纖維紡至無紡布等基布上，以制得不同功能的復合面料。其中，可以通過靜電紡絲具有抗菌性能的納米纖維膜，以提高復合面料的抗菌性。

3、然而，現(xiàn)有技術中一般是在紡絲液中添加硝酸銀等抗菌物質(zhì)來提高復合面料的抗菌性能，其存在一定的毒副作用；此外，雖然也有通過在紡絲液中添加中藥提取物等天然抗菌物質(zhì)來提高復合面料的抗菌性能，但其存在抗菌效果較為一般等問題。

為開發(fā)具有高防水、透濕透氣性好且力學性能優(yōu)異的防水透濕面料,將聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠黏劑引入聚氨酯基紡絲液中,結合靜電紡絲技術和熱壓工藝制備出聚氨酯基納米纖維復合面料。

研究了熱塑性聚氨酯(TPU)納米纖維膜和聚氨酯(PU)/含氟聚氨酯(FPU)/PVB納米纖維膜的結構形貌及其與基布(滌綸布)熱壓復合后面料的性能。結果表明:當TPU質(zhì)量分數(shù)為22%,聚氨酯基紡絲液的質(zhì)量分數(shù)為14.5%, 形成的點狀結構不僅能有效黏合纖維膜和基布,也保障了復合面料的透氣性;

納米膜面料功能

聚氨酯基納米纖維復合面料的斷裂強度達89.6 MPa,耐水壓高達51.6 kPa,透濕量達7.6 kg/(m^(2)·d),透氣量為14.6 mm/s。

TPU/PTFE納米纖維膜復合面料具備良好的防風、防水、透濕、抗菌性能等功能。

納米膜復合面料優(yōu)異的防水透濕抗菌性能可以滿足其在戶外運動服、化學防護服、堆肥發(fā)酵等領域的多元化應用。

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