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技術(shù)名稱
中海環(huán)境——智能分子膜發(fā)酵系統(tǒng)
推薦單位
青島市環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會
申報單位
青島中海環(huán)境工程有限公司
適用范圍
適用于有機固體廢棄物無害化、資源化利用領(lǐng)域。處理對象主要為農(nóng)牧林業(yè)有機固體廢棄物(畜禽糞污、農(nóng)業(yè)秸稈、尾菜)、糞污、市政污泥、園林綠化垃圾、餐廚垃圾等，無地域、季節(jié)限制。
一、技術(shù)簡介
技術(shù)原理
NCS智能分子膜好氧堆肥技術(shù)是一種將特制功能膜作為有機廢棄物好氧發(fā)酵處理覆蓋物的工藝技術(shù)。該技術(shù)的核心是一種具有特制微孔的功能膜，其選擇透過性功能可以為好氧發(fā)酵微生物營造一個良好的的生存環(huán)境；通過主動通風使發(fā)酵體內(nèi)形成一個微正壓內(nèi)腔，保證了發(fā)酵堆體內(nèi)部供氧均勻充分，為好氧發(fā)酵構(gòu)建了一個適宜的環(huán)境。發(fā)酵中產(chǎn)生的水蒸氣和二氧化碳能夠從功能膜的微孔結(jié)構(gòu)擴散出去，維持了發(fā)酵堆體膜內(nèi)外的氣流平衡，保證好氧發(fā)酵進行得更加充分徹底。有氣味的物質(zhì)如氮氣等溶于膜內(nèi)層水氣并凝聚墜落進堆體，有效地減少了臭氣的排放和氮的流失，有助于提高有機肥的氮含量，提高堆肥品質(zhì)。NCS智能分子膜內(nèi)形成的高溫環(huán)境使得致病性微生物得到有效殺滅，從而確保了發(fā)酵物的無害化水平。
本技術(shù)的核心是NCS智能分子膜，該膜具有特制微孔，由三層膜復合而成，分別是表層：高品質(zhì)抗紫外線抗老化聚酯纖維材料；中間層：具有特殊選擇透過性的e-PTFE半透膜材料；內(nèi)層：抗酸堿腐蝕的聚酯纖維材料。
e-PTFE膜材為NCS智能分子膜系統(tǒng)的核心，該高分子膜可以將發(fā)酵過程中產(chǎn)生的惡臭氣體(NH3/H2S)、VOCs、粉塵以及病原菌阻隔在膜內(nèi)繼續(xù)進行分解，但產(chǎn)生的水蒸氣可以快速滲出，同時外界的液態(tài)水(雨水、雪水)無法進入膜內(nèi)。
工藝路線
糞污收集后用混料設(shè)備混合均勻，鏟車運送至發(fā)酵區(qū)，布成發(fā)酵槽。開啟智能控制系統(tǒng)，控制風機，智能送風。固體物料經(jīng)過一段時間腐熟后集中出料，此時經(jīng)過發(fā)酵，物料味道主要是淡淡的泥土清香，由于物料降解和水分散失，整個發(fā)酵堆體的體積減少，因此翻堆出料時會先整合再運送至陳化區(qū)。具體工藝流程包括：
拌料：先將有機固體廢棄物進行集中收集，與一定比例的輔料(農(nóng)業(yè)秸稈、蘑菇渣等含水率低的有機物料)混合均勻，達到調(diào)節(jié)物料含水率和孔隙率的目的；
堆垛：用鏟車等將混合后的物料堆放到發(fā)酵平臺中(發(fā)酵槽或發(fā)酵條垛，底部鋪設(shè)有曝氣孔的供風管道)；
覆膜建垛完成進行覆膜壓邊。通過控制系統(tǒng)開啟風機，進行強制通風，此時溫度能達到65℃以上維持3-5天左右，使發(fā)酵物料達到無害化水平，期間微生物活動降解有機質(zhì)，產(chǎn)生的熱量經(jīng)風機輸送至發(fā)酵膜材外部，同時也將堆體水蒸氣持續(xù)帶出，使整體物料含水率降低；
出料：經(jīng)過15-20天的發(fā)酵，物料已達到無害化、資源化標準。出料產(chǎn)品表面物料呈現(xiàn)黃褐色、無明顯臭味，有白色菌絲生成，物料松散，含水率約40%-45%。
技術(shù)特點
1、創(chuàng)新性
(1)通過膜材改性、工藝改進，研制了一種保溫性和氮氣阻隔性更優(yōu)的新型NCS智能分子膜，發(fā)酵時間節(jié)約了40%-65%，有效減少了臭氣的排放和氮的流失，顯著提高了有機肥品質(zhì)；
(2)從物料角度出發(fā)，利用公式科學計算發(fā)酵需氧量，首次與膜材的氣流阻隔相結(jié)合，實現(xiàn)風量布局的合理配置，有效解決了行業(yè)內(nèi)存在的供風量不足、風壓不匹配、供風不均勻等問題；
(3)在好氧堆肥發(fā)酵過程中，創(chuàng)新引入自主研發(fā)的智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)酵過程的自動化、智能化控制，有效解決了發(fā)酵過程調(diào)控難的問題；
(4)通過個性化定制多種在線檢測設(shè)備，實現(xiàn)單個設(shè)備多個探點、多項指標的集成式檢測。
2、先進性
(1)與傳統(tǒng)好氧發(fā)酵堆肥技術(shù)對比
NCS智能分子膜覆蓋堆肥技術(shù)利用改進的含氟新材料、專用e-PTFE分子膜選擇透過性的特點，有效減少了臭氣排放和氮的流失，提高了有機肥氮含量和堆肥品質(zhì)。此外，該技術(shù)實現(xiàn)了智能控制，比傳統(tǒng)發(fā)酵時間更短、投入更少、操作更便捷。
(2)NCS智能分子膜系統(tǒng)的核心技術(shù)-NCS智能分子膜材對比
據(jù)文獻記載，堆肥功能膜材的透氣性為1.68m2/h，0.67-0.84m3/h，中海環(huán)境通過膜改性結(jié)合工藝改進研制的NCS智能分子膜的透氣性為8.64m2/h、1.728m3/h(根據(jù)檢測范圍換算得到2個數(shù)據(jù))，與普通膜材相比，整體性能更優(yōu)。
二、典型應用案例
案例名稱
農(nóng)安耘墾養(yǎng)殖有限公司NCS覆膜發(fā)酵技術(shù)處理雞糞項目。
案例簡介
本項目位于吉林省，是由青島中海環(huán)境工程有限公司設(shè)計、安裝、調(diào)試的利用NCS覆膜發(fā)酵工藝進行雞糞處理的項目，共建設(shè)處理能力為300 m3的覆膜發(fā)酵設(shè)備10套，項目建成后，由農(nóng)安耘墾養(yǎng)殖有限公司自行運行使用。
達到的標準或性能要求
本項目調(diào)試期間是冬天，平均溫度-15℃左右，在設(shè)備使用期間，堆體在第三天順利升溫到56℃以上并維持5-15天左右，全發(fā)酵過程無外排的廢水，臭氣排放濃度符合環(huán)評要求，出料含水率在40-45%之間，陳化后含水率能夠降到30%以下,本技術(shù)產(chǎn)品能夠達到畜禽糞污無害化的要求。
NCS智能分子膜好氧堆肥技術(shù)可使大部分溶于水的臭氣分子隨冷凝水返回物料中；使臭氣排放濃度<10，此結(jié)果遠遠優(yōu)于GB14554-93《惡臭污染物排放標準》標準(30無量綱)，因此，本技術(shù)完全滿足建設(shè)項目環(huán)境影響評價要求。
經(jīng)檢測，NCS智能分子膜好氧堆肥技術(shù)，產(chǎn)品品質(zhì)能夠達到NY/T-3442-2019(含水率≤45%，有機質(zhì)≥30%，種子發(fā)芽指數(shù)(GD)≥70%，蛔蟲卵死亡率≥95%，糞大腸菌群數(shù)≤100個/g)以及NY/T-525-2021(含水率≤30%，有機質(zhì)≥30%，總養(yǎng)分≥5%，種子發(fā)芽指數(shù)(GD)≥70%，機械雜質(zhì)≤0.5%，蛔蟲卵死亡率≥95%，糞大腸菌群數(shù)≤100個/g)的標準要求，產(chǎn)品完全符合畜禽糞污資源化利用要求。
業(yè)主單位
農(nóng)安耘墾養(yǎng)殖有限公司
投運時間
2021.3
技術(shù)應用產(chǎn)生的碳減排效果
本項目建設(shè)處理能力為300 m3的設(shè)備10套，運行過程中的主要能耗是風機的電費、鏟車的燃油動力費，成本核算后每產(chǎn)出1噸有機肥的成本約15-20元；與傳統(tǒng)處理方式相比減少了30-60%。
在資源化利用方面，設(shè)備處理了養(yǎng)殖場內(nèi)的雞糞和周邊農(nóng)田大量種植的玉米秸稈，降低了糞污的危害，同時也減少了秸稈的浪費，提高了廢棄物的綜合利用。
在環(huán)境保護方面，本技術(shù)不產(chǎn)生二次污染物，特制的功能膜材對臭氣有一定的控制作用，發(fā)酵過程中排放的臭氣符合環(huán)保標準，無需額外建設(shè)除臭設(shè)備。
原標題：實用技術(shù) |? 中海環(huán)境——智能分子膜發(fā)酵系統(tǒng)
