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技術名稱
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、技術簡介
技術原理
NCS智能分子膜好氧堆肥技術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。該技術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構擴散出去，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備，實現(xiàn)單個設備多個探點、多項指標的集成式檢測。
2、先進性
(1)與傳統(tǒng)好氧發(fā)酵堆肥技術對比
NCS智能分子膜覆蓋堆肥技術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-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，共建設處理能力為300 m3的覆膜發(fā)酵設備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，本技術完全滿足建設項目環(huán)境影響評價要求。
經(jīng)檢測，NCS智能分子膜好氧堆肥技術，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
技術應用產(chǎn)生的碳減排效果
本項目建設處理能力為300 m3的設備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，無需額外建設除臭設備。
原標題：實用技術 |? 中海環(huán)境——智能分子膜發(fā)酵系統(tǒng)
