二级高效发酵池

科技工作者之家 2020-11-17

二级高效发酵池是发酵池的一种。发酵池分为单级发酵池、二级高效发酵池和大型发酵池三类,二级高效发酵池适合于中型企业和城市使用,不适合农村使用。

池式发酵池式发酵方法是将物料置于水泥砌面的地坑中进行固态发酵。地坑深度通常为1m左右,宽度为2~5m,呈长条状,地坑四壁做防水处理。这种方法减少了人为污染,利于保温,容易产生稳定的发酵环境。但是由于物料搬运困难,工人操作的劳动强度依然很大。由于地坑的修建和物料的周转十分繁琐,这种方式只适用于产量不大的生产条件,我国的饲料生产企业目前较少采用。1

分类固态发酵固态发酵是发酵饲料生产环节中最重要的工序,其设备运行的可靠性、适用性直接决定产品的品质和产量。培养微生物的发酵设备必须具备微生物稳定生长繁殖的条件,以获得稳定的质量和产量。目前,我国根据物料的周转形式将固态发酵分为静态式和动态式。

静态式发酵的优点是场地简单,操作方便,产量大;其明显的缺点是热量、氧气和其他营养物质的传递困难,从而导致物料内部温度、湿度、酸碱度和菌体生长状态不均匀,物料品质难以保证;这种方式大都人工作业,劳动强度大、易受杂菌污染,国内小型饲料企业一般采用这种方式。动态式发酵是通过固定容器进行发酵,能实现一定程度的自动化,发酵环境好,可以进行多种工艺动作,产品品质稳定;但设备造价高,难于维护。

静态式固态发酵静态式固态发酵根据物料布设方式的不同分为:平地堆放式、池式、槽式3种。物料发酵堆放高度为0.5~0.8m,堆放量为200~400kg/m2,场地面积根据实际情况可大可小,为了保温通常搭建薄膜式暖棚。平地堆放式发酵方法是目前中小型发酵饲料生产企业采用最多的方式,见图3。这种方法有足够空间就能实施作业,技术要求低、简便易行。但开放式发酵环境如温度、湿度等因素极易因为人为的影响而受到干扰。此外,堆放式发酵的物料周转如装卸、搬运、翻料等完全需要人力进行,工人生产劳动强度极大,易将外界杂菌带入车间,这些不利因素对成品品质造成极大影响。

池式发酵池式发酵方法是将物料置于水泥砌面的地坑中进行固态发酵。地坑深度通常为1m左右,宽度为2~5m,呈长条状,地坑四壁做防水处理。这种方法减少了人为污染,利于保温,容易产生稳定的发酵环境。但是由于物料搬运困难,工人操作的劳动强度依然很大。由于地坑的修建和物料的周转十分繁琐,这种方式只适用于产量不大的生产条件,我国的饲料生产企业目前较少采用 。

槽式发酵槽式发酵结合了平地堆放式和池式发酵的优点。利用在地面砌墙规划成若干条发酵槽,墙高1.2~1.5m,墙体间隔为2.0~2.5m,长度为15~30m。这种方法使发酵生产条件有了较大的改善,尤其是大槽发酵利用两平行的墙体形成发酵区间,墙体上可安装布料、翻料设备,实现一些简易的机械化操作。但由于技术的限制,这些设备需要工人现场操控,一定程度上影响了发酵环境。另外发酵槽底层的物料仍然很难处理,残留量不易清理,易霉变。物料最后的搬运工作仍然十分繁重。

连续池式发酵随着我国饲养业的迅猛发展,大量畜禽粪无法及时处理,造成严重的环境污染。最近,专家发现在动物粪便中加上特效微生物可制取优质生物有机肥,这种肥料在提高土壤肥力的基础上,还能改善土壤结构,作物的增长势头比单施化肥还要好。因生物肥起到环保和增产作用,引起了国内外专家和政府的重视。目前,这一生产有机肥的连续池式发酵技术正在向全国推广。近年来,由于农村经济结构的调整,我国逐渐进入畜牧业大国的行列,规模化、集约化、现代化畜禽饲养场呈急剧上升势头。连续池式发酵技术可使畜禽粪便等有机废弃物快速除臭、腐熟,达到无害化和资源化的目的。用该技术生产的产品符合国家发展高效农业、高科技和环保三大产业政策的发展方向,生产出的产品也是顺应农业产业结构调整和肥料发展方向的新型微生物肥料。

发酵机理厌氧发酵的机理:沼气的产生是不同的微生物在发酵过程中共同作用的结果。根据其不同的作用,微生物可分为纤维素分解菌、脂肪分解菌和果胶分解菌。按它们的代谢产物不同,又可分为产酸细菌、产氢细菌和产甲烷细菌等。实际上,在发酵过程中,这些微生物物相互协调、分工合作作完成沼气发酵。沼气发酵是纤维素发酵、果胶发酵、氢气发酵、甲烷发酵等多种单一发酵的混合发酵过程。总之,沼气的生产过程是有机物在厌氧条件下被沼气微生物分解代谢,最后形成以甲烷和二氧化碳为主的混合气体的生物化学过程经过近100多年的研究,特别是近30年的研究实践,人们已基本认识和掌握了沼气发酵工艺和影响因素。2

其关键点如下:

①严格的厌氧环境。产甲烷菌是严格厌氧菌,对氧特别敏感。它们不能在有氧的环境中生存,哪怕是微量氧气也会使发酵受阻,因此沼气池要严格密。

②菌种的选择和数量的确定。便和发酵原料经过堆沤再添加活性污泥作为菌种是最适宜使用,且产甲烷速度极快的方法。一般加入污泥作为接种物,接接种量为发酵料液的10%~15%。

③发酵温度。在一定范围内,温温度越高,原料消化速度越快,产气量越大。例如,15℃时每吨原料发酵周期为12个月,35℃时发酵周期仅为1个月,即即35℃时1个月的产气总量相当于15℃时12个月的产气总量。

④发酵液的酸碱度(pH值)。发酵的最佳pH值为6,8-7.5之间。一般情况下,一个正常发酵的沼气池不需要人工调节plH值,而是靠其自动调节保持平衡。但但如果pH值低于6或高于8,就需要人工调节。此外,沼气池的压力以及是否搅拌也是很重要的因素。故严格的发酵工艺对于获得快速、高产、质优的沼气至关重要。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学

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