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实用技术|​中海环境——智能分子膜发酵系统

来源：中国环保产业协会2023/11/25 8:48:1591
导读
智能分子膜发酵系统适用于有机固体废弃物无害化、资源化利用领域，可节约发酵时间的40%-65%，实现单个设备多个探点、多项指标的集成式检测。
　　技术名称
 
　　中海环境——智能分子膜发酵系统
 
　　推荐单位
 
　　青岛市环境保护产业协会
 
　　申报单位
 
　　青岛中海环境工程有限公司
 
　　适用范围
 
　　适用于有机固体废弃物无害化、资源化利用领域。处理对象主要为农牧林业有机固体废弃物(畜禽粪污、农业秸秆、尾菜)、粪污、市政污泥、园林绿化垃圾、餐厨垃圾等，无地域、季节限制。
 
　　一、技术简介
 
　　技术原理
 
　　NCS智能分子膜好氧堆肥技术是一种将特制功能膜作为有机废弃物好氧发酵处理覆盖物的工艺技术。该技术的核心是一种具有特制微孔的功能膜，其选择透过性功能可以为好氧发酵微生物营造一个良好的的生存环境；通过主动通风使发酵体内形成一个微正压内腔，保证了发酵堆体内部供氧均匀充分，为好氧发酵构建了一个适宜的环境。发酵中产生的水蒸气和二氧化碳能够从功能膜的微孔结构扩散出去，维持了发酵堆体膜内外的气流平衡，保证好氧发酵进行得更加充分彻底。有气味的物质如氮气等溶于膜内层水气并凝聚坠落进堆体，有效地减少了臭气的排放和氮的流失，有助于提高有机肥的氮含量，提高堆肥品质。NCS智能分子膜内形成的高温环境使得致病性微生物得到有效杀灭，从而确保了发酵物的无害化水平。
 
　　本技术的核心是NCS智能分子膜，该膜具有特制微孔，由三层膜复合而成，分别是表层：高品质抗紫外线抗老化聚酯纤维材料；中间层：具有特殊选择透过性的e-PTFE半透膜材料；内层：抗酸碱腐蚀的聚酯纤维材料。
 
　　e-PTFE膜材为NCS智能分子膜系统的核心，该高分子膜可以将发酵过程中产生的恶臭气体(NH3/H2S)、VOCs、粉尘以及病原菌阻隔在膜内继续进行分解，但产生的水蒸气可以快速渗出，同时外界的液态水(雨水、雪水)无法进入膜内。
 
　　工艺路线
 
　　粪污收集后用混料设备混合均匀，铲车运送至发酵区，布成发酵槽。开启智能控制系统，控制风机，智能送风。固体物料经过一段时间腐熟后集中出料，此时经过发酵，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，整个发酵堆体的体积减少，因此翻堆出料时会先整合再运送至陈化区。具体工艺流程包括：
 
　　拌料：先将有机固体废弃物进行集中收集，与一定比例的辅料(农业秸秆、蘑菇渣等含水率低的有机物料)混合均匀，达到调节物料含水率和孔隙率的目的；
 
　　堆垛：用铲车等将混合后的物料堆放到发酵平台中(发酵槽或发酵条垛，底部铺设有曝气孔的供风管道)；
 
　　覆膜建垛完成进行覆膜压边。通过控制系统开启风机，进行强制通风，此时温度能达到65℃以上维持3-5天左右，使发酵物料达到无害化水平，期间微生物活动降解有机质，产生的热量经风机输送至发酵膜材外部，同时也将堆体水蒸气持续带出，使整体物料含水率降低；
 
　　出料：经过15-20天的发酵，物料已达到无害化、资源化标准。出料产品表面物料呈现黄褐色、无明显臭味，有白色菌丝生成，物料松散，含水率约40%-45%。
 
　　技术特点
 
　　1、创新性
 
　　(1)通过膜材改性、工艺改进，研制了一种保温性和氮气阻隔性更优的新型NCS智能分子膜，发酵时间节约了40%-65%，有效减少了臭气的排放和氮的流失，显著提高了有机肥品质；
 
　　(2)从物料角度出发，利用公式科学计算发酵需氧量，首次与膜材的气流阻隔相结合，实现风量布局的合理配置，有效解决了行业内存在的供风量不足、风压不匹配、供风不均匀等问题；
 
　　(3)在好氧堆肥发酵过程中，创新引入自主研发的智能控制系统，实现发酵过程的自动化、智能化控制，有效解决了发酵过程调控难的问题；
 
　　(4)通过个性化定制多种在线检测设备，实现单个设备多个探点、多项指标的集成式检测。
 
　　2、先进性
 
　　(1)与传统好氧发酵堆肥技术对比
 
　　NCS智能分子膜覆盖堆肥技术利用改进的含氟新材料、专用e-PTFE分子膜选择透过性的特点，有效减少了臭气排放和氮的流失，提高了有机肥氮含量和堆肥品质。此外，该技术实现了智能控制，比传统发酵时间更短、投入更少、操作更便捷。
 
　　(2)NCS智能分子膜系统的核心技术-NCS智能分子膜材对比
 
　　据文献记载，堆肥功能膜材的透气性为1.68m2/h，0.67-0.84m3/h，中海环境通过膜改性结合工艺改进研制的NCS智能分子膜的透气性为8.64m2/h、1.728m3/h(根据检测范围换算得到2个数据)，与普通膜材相比，整体性能更优。
 
　　二、典型应用案例
 
　　案例名称
 
　　农安耘垦养殖有限公司NCS覆膜发酵技术处理鸡粪项目。
 
　　案例简介
 
　　本项目位于吉林省，是由青岛中海环境工程有限公司设计、安装、调试的利用NCS覆膜发酵工艺进行鸡粪处理的项目，共建设处理能力为300 m3的覆膜发酵设备10套，项目建成后，由农安耘垦养殖有限公司自行运行使用。
 
　　达到的标准或性能要求
 
　　本项目调试期间是冬天，平均温度-15℃左右，在设备使用期间，堆体在第三天顺利升温到56℃以上并维持5-15天左右，全发酵过程无外排的废水，臭气排放浓度符合环评要求，出料含水率在40-45%之间，陈化后含水率能够降到30%以下,本技术产品能够达到畜禽粪污无害化的要求。
 
　　NCS智能分子膜好氧堆肥技术可使大部分溶于水的臭气分子随冷凝水返回物料中；使臭气排放浓度<10，此结果远远优于GB14554-93《恶臭污染物排放标准》标准(30无量纲)，因此，本技术完全满足建设项目环境影响评价要求。
 
　　经检测，NCS智能分子膜好氧堆肥技术，产品品质能够达到NY/T-3442-2019(含水率≤45%，有机质≥30%，种子发芽指数(GD)≥70%，蛔虫卵死亡率≥95%，粪大肠菌群数≤100个/g)以及NY/T-525-2021(含水率≤30%，有机质≥30%，总养分≥5%，种子发芽指数(GD)≥70%，机械杂质≤0.5%，蛔虫卵死亡率≥95%，粪大肠菌群数≤100个/g)的标准要求，产品完全符合畜禽粪污资源化利用要求。
 
　　业主单位
 
　　农安耘垦养殖有限公司
 
　　投运时间
 
　　2021.3
 
　　技术应用产生的碳减排效果
 
　　本项目建设处理能力为300 m3的设备10套，运行过程中的主要能耗是风机的电费、铲车的燃油动力费，成本核算后每产出1吨有机肥的成本约15-20元；与传统处理方式相比减少了30-60%。
 
　　在资源化利用方面，设备处理了养殖场内的鸡粪和周边农田大量种植的玉米秸秆，降低了粪污的危害，同时也减少了秸秆的浪费，提高了废弃物的综合利用。
 
　　在环境保护方面，本技术不产生二次污染物，特制的功能膜材对臭气有一定的控制作用，发酵过程中排放的臭气符合环保标准，无需额外建设除臭设备。
 
　　原标题：实用技术 |​ 中海环境——智能分子膜发酵系统

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