[发明专利]一种好氧堆肥甲烷减排试验装置及其使用方法

说明书

本发明属于堆肥试验设备技术领域，公开了一种好氧堆肥甲烷减排试验装置及其使用方法，堆肥反应室上端与甲烷监测系统连通，所述堆肥反应室内部设置有温度监控模块和翻堆模块，所述堆肥反应室侧面下端连通有通风模块，本发明采用感应堆体温度的堆肥翻堆系统，能够避免堆肥温度过高引起的微生物失活，同时配置有通风模块，能够更好的模拟好氧堆肥环境，使发酵更加彻底，试验数据更加真实可信；通过甲烷浓度在线监测与气体流量在线监测的数据耦合解决了堆肥过程甲烷准确、实时、动态监测的科学问题，能够获取不同时间段甲烷气体的产生量数据，便于研究堆肥过程甲烷排放变化特征。

技术领域

本发明属于堆肥试验设备技术领域，尤其涉及一种好氧堆肥甲烷减排试验装置及其使用方法。

背景技术

目前，高温好氧堆肥是目前常用的一种固体废弃物处理技术。但堆肥过程中会产生大量的温室气体(green house gas，GHG)，主要包括二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮等。

这不仅造成堆肥产品肥效降低问题，还会加剧温室效应、土壤酸化等环境问题，其中甲烷的产生量虽不及二氧化碳产生量大，但是甲烷的红外线吸收能力强，温室效应是二氧化碳的20～30倍。

当前针对畜牧养殖业的甲烷减排的研究主要集中肠道发酵过程，在粪便管理过程的甲烷减排研究较少。在为数不多的畜禽粪便堆肥甲烷减排研究中，为了监测甲烷的产生量，常采用的方法是静态箱法，静态箱法早期是用于农田温室气体排放的研究。在堆肥甲烷减排的研究中，静态箱一般是使用底部开口立方体或圆柱体结构，静态箱的材质一般要求耐腐蚀、保温，外面还要包裹具有反光隔热作用的材料。使用时扣置于堆肥体上，保证箱体与堆体密封接触。通过检测箱内气体样品的甲烷浓度变化，计算出单位表面积堆肥体的甲烷排放通量，最后根据堆体的总表面积和不同时间段甲烷排放通量计算出累积排放量。

如缪颖程采用静态暗箱-气相色谱法研究了过磷酸钙添加对猪粪好氧堆肥甲烷和氧化亚氮排放的影响。该静态暗箱是由PVC材质的箱体和带有凹槽的底座构成，凹槽中注满水用于密封。

该方法的优点是：能够同时适用于开放式和封闭式堆肥系统，而且测定步骤相对简单。但是不足之处在于：1、好氧堆肥过程需要进行通风和不定期的翻堆，这些都会对静态箱内的布置以及箱内气体采集造成影响。2、由于暗箱法是用有限的采样点的甲烷排放通量去估计总体排放量，计算值和真实值之间的误差不可避免。

当前好氧堆肥甲烷减排研究中还有一种较为普遍采用的研究方法，这种方法是通过缩小堆肥规模(堆肥物料通常总重量不超过20kg)，直接在小型的封闭试验装置中进行堆肥，堆肥产生的气体可以全量收集。但是这种小型试验装置由于堆肥的体积小导致堆肥升温缓慢且堆肥高温较难维持。试验过程的翻堆和通风等操作也多为人工控制，无法实现堆肥发酵条件的精准控制。而堆肥过程甲烷的产生与堆肥过程的条件控制密切相关。因此，采用这种堆肥装置所得的甲烷排放量结果也无法反映真实情况。

通过上述分析，当前好氧堆肥甲烷减排研究过程主要存在以下问题：

(1)开放式好氧堆肥易受到外界环境温度影响。且采用静态箱法测算的甲烷排放量是基于有限测量点基础上估算值，可能存在一定误差。

(2)封闭好氧堆肥试验装置对于堆肥条件无法实现动态控制，甲烷的释放易受到其他偶然变量因素影响，数据的真实性不足。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种好氧堆肥甲烷减排试验装置及其使用方法。

本发明是这样实现的，一种好氧堆肥甲烷减排试验装置包括：

堆肥反应室和气体采样室；

所述堆肥反应室内部设置有温度监控模块和翻堆模块，所述温度监控模块用于利用温度传感器对堆肥反应室内的温度进行检测，所述翻堆模块用于利用堆肥搅拌装置对堆肥进行搅拌；