用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂
阅读说明：本技术 用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂 (Deodorizing reagent for industrial fermentation of agricultural, forestry and animal production wastes ) 是由 程涔 蒋媛泠 童柯 吴芋钢 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明属于农林畜生产废弃物处理技术领域,公开了用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂。包含如下重量份的原料：亚铁盐溶液1-5份、pH调节剂1-3份和助剂2-4份。本发明的除臭试剂以亚铁盐为主要成分,在使用时通过本发明的智能除臭装置喷淋而出,喷出的除臭试剂呈雾状,使得空气中的氨氮气体与亚铁盐水溶液会生成硫酸亚铁氨沉淀等物质,硫化氢则会与亚铁盐反应生成硫化亚铁沉淀、硫化物气体也会与亚铁盐反应生成硫化亚铁沉淀物,这些沉淀物在水幕作用下,降落到发酵堆上,既消除了空气中的异味,又将氨氮等肥料成分归还到堆肥中,添加的硫酸亚铁本身也是植物需要量比较大的营养元素。(The invention belongs to the technical field of agricultural, forestry and animal production waste treatment, and discloses a deodorizing reagent for industrial fermentation of agricultural, forestry and animal production waste. Comprises the following raw materials in parts by weight: 1-5 parts of ferrous salt solution, 1-3 parts of pH regulator and 2-4 parts of assistant. The deodorizing reagent provided by the invention takes ferrous salt as a main component, the ferrous salt is sprayed out through the intelligent deodorizing device when the deodorizing reagent is used, the sprayed deodorizing reagent is in a mist shape, ammonia nitrogen gas in the air and ferrous salt water solution can generate ferrous sulfate ammonia sediment and other substances, hydrogen sulfide can react with the ferrous salt to generate ferrous sulfide sediment, sulfide gas can also react with the ferrous salt to generate ferrous sulfide sediment, and the sediment falls onto a fermentation pile under the action of a water curtain, so that peculiar smell in the air is eliminated, fertilizer components such as ammonia nitrogen and the like are returned to compost, and the added ferrous sulfate is also a nutrient element with larger plant demand.)
技术领域
本发明涉及农林畜生产废弃物处理技术领域，具体涉及用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的智能除臭保氮装置。
背景技术
我国是一个农业大国，农作物种植一直是我国持续发展的根基，农林畜生产过程中，将产生大量的附属产品，其中：秸秆就是农作物中产量最高、种类最多的副产品。有关研究表明：2020年我国的秸秆产量约为7.97亿吨。因受收集方式、利用技术和运输成本的限制，焚烧、废弃成为主要处理方式，不仅导致环境污染，造成严重的资源浪费，同时还存在着不利于农作物生长和人类健康的病原菌、虫卵、重金属和抗生素等，这些农林畜生产废弃物若不加以综合利用、而是随意排放、肆意焚烧，将会对生态环境造成极大危害。
我国的农林畜生产废弃物处理的常见方法主要有饲料化、肥料化、能源化和基料化等几种，其中：秸秆综合利用率已达到85%以上，秸秆肥料化利用约占整体利用规模的50%左右。微生物是农林畜生产废弃物发酵处理的灵魂，发酵基料中的蛋白质、氨基酸在微生物的作用下发生脱羧和脱氨产生异臭味，臭气浓度一般可达到5000-7500 之间。臭气成分主要是氨、含硫化物、胺类和一些低级脂肪酸类等的混合物。不同原料的堆肥，发酵过程中所散发出的臭气成分各不相同。
目前解决农林畜生产废弃物发酵中的异味气体处理方法主要有三种：物理方法、化学方法和生物方法。其中：物理方法：该方法是采用适量通风并有规律地进行翻堆，以及用水洗或用具有吸附能力的材料对臭气进行吸附除臭。化学方法：其核心技术是往堆肥中掺和过磷酸钙、高锰酸钾、过氧化氢、乙酸中的一种或多种化学物品，利用这些化学物品进行化学吸收除臭。另外，不得不提的是化学方法中还有一种直接将臭气进行催化燃烧的方法。生物方法，生物方法将部分臭气由气相转变为液相，使溶于水中的臭气通过微生物的细胞壁和细胞膜而吸收。不溶于水的臭气暂时附在微生物体外，由微生物分泌的细胞外酶分解为可溶性物质，然后再渗入细胞中，待臭气进入细胞后，在体内作为营养物质为微生物所分解、利用，使得臭气得以去除。
上述三种方法虽然已被大量应用，但实际使用中也暴露一些问题。物理方法对通风要求高，引入的空气必须作预净化处理。否则，配套的吸附剂易堵塞而失效。化学方法存在二次污染问题，净化效率一般。化学方法中用臭气催化然烧法最难的是催化剂选择，并且要防止催化剂中毒问题发生。生物方法应用有时间、地理区域限制，因为微生物细菌活性温度在10-40℃，住寒冷地区冬季无法应用。
发明内容
为解决背景技术中的问题，本发明提供了用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，包含如下重量份的原料：亚铁盐溶液1-5份、pH调节剂1-3份和助剂2-4份。
进一步地，所述pH调节剂调节除臭试剂的pH为4-6，所述pH调节剂包含柠檬酸或草酸。
进一步地，所述亚铁盐溶液中亚铁盐包含硫酸亚铁或氯化亚铁。
进一步地，所述助剂包含润湿剂、分散剂和发泡剂中任一种或多种。
进一步地，所述除臭试剂用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭时采用智能除臭装置进行喷洒，该智能除臭装置包含：
数个设置于发酵堆的气味检测装置；
数个设置于发酵槽的喷淋装置，通过喷淋装置喷淋的除臭试剂水幕能够覆盖发酵堆；
智能控制装置，与所述气味检测装置和喷淋装置可通信地连接，用于接收气味检测装置获得的数据，控制喷淋装置的开启和断开。
进一步地，所述智能除臭装置还包含：
配药装置，连接于所述喷淋装置，用于配置除臭试剂；
储药装置，连接于所述配药装置和喷淋系统之间，用于储藏配置好的除臭试剂。
进一步地，所述气味检测装置包含氨氮检测探头、硫化氢检测探头和有机挥发物检测探头。
进一步地，所述智能除臭装置还包含手持监测装置，用于监测发酵过程中臭味物质含量。
进一步地，所述智能除臭装置还包含提升装置，用于对除臭试剂的提取。
本发明具有的效果为：
本发明的除臭试剂以亚铁盐为主要成分，在使用时通过本发明的智能除臭装置喷淋而出，喷出的除臭试剂呈雾状，使得空气中的氨氮气体与亚铁盐水溶液会生成硫酸亚铁氨沉淀等物质，硫化氢则会与亚铁盐反应生成硫化亚铁沉淀、硫化物气体也会与亚铁盐反应生成硫化亚铁沉淀物，这些沉淀物在水幕作用下，降落到发酵堆上，既消除了空气中的异味，又将氨氮等肥料成分归还到堆肥中，添加的硫酸亚铁本身也是植物需要量比较大的营养元素。因喷淋水幕间隔短时作业，所需水量很小，不会造成发酵堆中黑夜流出等二次污染。
本发明设计的智能除臭装置，通过气味检测装置、智能控制装置和喷淋装置的协同运作，可以自动检测发酵过程中臭味成分的含量，并实现制动控制喷淋系统的启动和关闭，喷淋系统启动后喷淋出的除臭试剂喷洒于发酵堆后，与臭味物质发生反应，达到除臭保氮的目的。
整个装置自动运行，能够实现有效地除臭保氮，不需要人工实时操作，效率高，除臭保氮效果好。
本发明通过设置的气味检测装置，可以检测到发酵堆中产生的氨氮、硫化氢和有机挥发物等臭味成分，气味检测装置的设置具有一定的针对性可操作性，若发酵物料发生了相应的变化，可以根据实际需要，进行适当地增加或减少传感器数量或类别。
通过设置智能控制装置，能够将气味检测装置获得的臭味成分数据与预先设置的臭味成分含量阈值进行对比，实现对喷淋装置的关闭和开启的控制。即当探头获得的臭味成分数据超过所设置的阈值时即开启喷淋装置，当探头获得的臭味成分数据低于所设置的阈值时即关闭喷淋装置。
通过设置的配药装置，根据除臭试剂的配方来实现除臭试剂的配置；同时还设置有储药装置，对配置好的除臭试剂进行储藏。
通过设置监测装置，实现对氨氮、硫化氢等含量的实时监测记录。
附图说明
图1 为本发明的用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的智能除臭保氮装置的示意图；
图中，1为发酵槽、2为发酵堆、3为气味检测装置、4为喷淋装置，5为智能控制装置、6为储药装置、7为配药装置。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整。
本发明提供了用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，此除臭试剂的主要成分为亚铁盐，在使用时通过本发明的智能除臭装置喷淋而出，喷出的除臭试剂呈雾状，使得空气中的氨氮气体与亚铁盐水溶液会生成硫酸亚铁氨沉淀等物质，硫化氢则会与亚铁盐反应生成硫化亚铁沉淀、硫化物气体也会与亚铁盐反应生成硫化亚铁沉淀物，这些沉淀物在水幕作用下，降落到发酵堆上，既消除了空气中的异味，又将氨氮等肥料成分归还到堆肥中，添加的硫酸亚铁本身也是植物需要量比较大的营养元素。因喷淋水幕间隔短时作业，所需水量很小，不会造成发酵堆中黑夜流出等二次污染。
本发明实施例的除臭试剂的除臭原理如下述化学方程式：
Fe2++2NH3→NH4 ++ Fe(NH4)2
Fe2++ H2S→FeS +2H+
农林畜生产废弃物发酵过程一般要经历24-40天才能完成，为了使配置的硫酸亚铁水溶液中的亚铁成分不被氧化，本项目经试验，选用柠檬酸作为还原剂，主要将硫酸亚铁稀溶液的PH控制在6以下，优选为4-6，即可确保配置的硫酸亚铁水溶液长期不被氧化。
本发明的一个实施方式是提供了用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，包含如下重量份的原料：亚铁盐溶液1-5份、pH调节剂1-3份和助剂2-4份。所述pH调节剂调节除臭试剂的pH优选为4-6，所述pH调节剂包含柠檬酸或草酸。
在一个可选实施例中所述亚铁盐溶液中亚铁盐包含硫酸亚铁或氯化亚铁。
在一个可选实施例中，所述助剂包含润湿剂、分散剂和发泡剂中任一种或多种。需要说明的是本发明所使用的润湿剂、分散剂和发泡剂均为市售的常用化学试剂。
还需要说明的是本发明实施例中，所用的“份”均指“重量份数”。
为更好地理解本发明提供的技术方案，下述以多个具体实例分别说明应用本发明上述实施方式提供的用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，即具体使用方法。
实施例1 用于说明智能除臭装置的具体结构
本实施例以一个年处理10万吨的农林畜有机废弃物智能化发酵工厂为基础，设计一个与发酵规模相适应的快速智能除臭装置，具体如下。
智能除臭保氮装置，包含：数个设置于发酵堆2的气味检测装置3；主要选择氨氮、硫化氢、有机挥发物等几种传感器作为该系统的配套来检测发酵车间的几种异味气体，通过小试比较，确定传感器类型后，再批量购置安装、调试和使用。根据实际需要，还可以适当增加传感器的数量和类型。
数个设置于发酵槽1的喷淋装置4，沿有机废弃物工厂化发酵沟槽两边间隔布局，通过喷淋装置4喷淋的除臭试剂水幕能够覆盖发酵堆2，并能形成均匀的水幕，尽量减少异味气体向周边环境的逸失。
智能控制装置5，与所述气味检测装置3和喷淋装置4可通信地连接，用于接收气味检测装置3获得的数据，控制喷淋装置4的开启和断开。此智能控制装置的选择为现有的至少能够实现对湿度、含氧量、PH以及温度传感器智能控制的系统。通过在智能控制装置中预先设置氨氮、硫化氢、有机挥发物等臭味成分含量的阈值，实现对喷淋装置的启动和实时关闭。
配药装置7，连接于所述喷淋装置4，用于配置除臭试剂；根据化学除臭原理选择相应的化学试剂，通过小试试验确定，确定快速除臭保氮剂配方，使用浓度及剂量来设计配药装置的容量。
储药装置6，连接于所述配药装置7和喷淋系统4之间，用于储藏配置好的除臭试剂，根据年产10万吨有机肥发酵过程所需的快速除臭保氮液用量来设计贮药装置的体积大小。
还包含提升装置，用于对除臭试剂的提取，所使用的提升装置为市售的潜水泵。
为了使发酵车间更为科学的反映快速除臭保氮的效果，还包含手持监测模块，用于监测发酵过程中臭味物质含量，如手持氨氮监测仪器、硫化氢监测仪器等。
本实施例的运行原理为：在发酵堆在中设置多个能够检测氨氮、硫化氢、有机挥发物等的气味检测装置，气味检测装置将检测到的数据传送到智能控制装置，与在智能控制装置中设置的臭味成分含量阈值进行对比分析，实现对喷淋装置的启动或关闭，喷淋装置启动后能够喷淋出除臭试剂，形成的均匀喷淋水幕能够覆盖所有的发酵物堆，喷出的除臭试剂降落在发酵堆上与臭味成分发生反应达到除臭的效果。
实施例2 用于说明除臭试剂的制备和使用
用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，包含硫酸亚铁1-5份、柠檬酸1份，此除臭试剂的pH为5.3。
配置方法：按照上述配方称取硫酸亚铁和柠檬酸，溶解于100公斤水中，充分搅拌均匀，完全溶解后即可使用。即实施例1中智能除臭装置中的配药装置按照此配方进行配置，然后储存于储药装置中，当发酵堆中臭味成分高于预设的阈值时，智能控制装置会启动喷淋装置和提升装置，并将此除臭试剂均匀地喷洒于发酵堆中。
实施例3
用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，包含硫酸亚铁4份、柠檬酸2份、脂肪醇聚氧乙烯醚1份、木质素磺酸钠1份。
配置及使用方法参考实施例2。
实施例4
用于农林畜生产废弃物工厂化发酵的除臭试剂，包含氯化亚铁5份、草酸2份、烷基酚聚氧乙烯醚1份、丁基奈磺酸钠2份。
配置及使用方法参考实施例2。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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