纳米膜复合面料和纳米纤维复合面料助力智能堆肥发酵技术系统

纳米膜复合面料和纳米纤维复合面料助力智能堆肥发酵技术系统

纳米膜智能堆肥发酵技术系统可根据项目县的总粪污量提供相应的解决方案，规划粪污处理中心，分散式布置，集中处理，进行共享利用，减少运输成本，解决环保臭味问题。

中文名：纳米膜智能堆肥技术

特 点：防水、对周边环境影响小、无臭味溢出等

材 质：纳米膜复合面料

技术特点

纳米膜智能堆肥不需要建设厂房、搭棚，只需进行场地硬化，可兼容当前主流的槽式和条垛式堆肥已有基建，设备使用寿命长达8-10年；环保无臭。纳米膜是高分子选择性透气膜，具有防水、透湿、杀菌、除臭等功能，对周边环境影响小，无臭味溢出，不用搭载臭气收集及处理设备；适应范围广。

纳米膜堆肥传统的堆肥方式主要有两种：

厌氧堆肥：

在缺氧或无氧条件下，主要利用厌氧微生物进行的堆肥化过程。终产物除腐殖质类有机物、二氧化碳和甲烷外，还有氨、硫化氢和其他有机酸等还原性物质。工艺简单、不需进行通风，但反应速率缓慢，堆肥化周期较长。

好氧堆肥：

在人工控制和一定碳氮比例（C/N）、水分、温度和通风的情况下，通过微生物将有机质转化为稳定的腐殖质的过程，这类堆肥发酵后的成品无臭无蝇，反而有淡淡的泥土味。

纳米膜堆肥作为新式堆肥方式，出现在了广大用户的视野中。这种方式结合了以上三种堆肥方式的优点，且降低了他们的缺点，为广大用户带来了堆肥发酵的新选择。

由于纳米膜堆肥采用新膜材进行覆盖发酵，所以可以露天进行发酵，且膜材具有单向透过性可以有效的隔绝臭气和外部水分子，但是内部的水蒸气可以正常通过，更好的保证内部的发酵状态。且中海环境旗下的NCS智能分子膜堆肥发酵系统，可以根据不同地区的气候定制特殊膜材，使得不同气候、湿度下的发酵物能在膜材的覆盖下获得一个良好的发酵环境。

纳米膜堆肥发酵由于仅需供风系统、膜覆盖发酵系统、智能控制系统即可发酵，所以投资成本仅需其他反应器发酵的30%即可，大大降低了投资成本，而且运营成本低，相较于传统运营成本，纳米膜发酵在运营成名方面降低了90%，且彻底实现了无人值守功能，让你足不出户就可以掌控发酵情况。

研发重点

纳米膜智能堆肥前后端辅助设备的开发和试验，优化的重点是建立以纳米膜为核心工艺的系统解决方案。

市场应用

纳米膜智能堆肥技术现阶段面向市场推广取得了一定的效果，在山东、河北、江苏、内蒙古、湖北等地已经建立30余处示范基地。

智能纳米膜堆肥技术增设了物联网系统，园区下载APP可以实时监测智能纳米膜内的湿度、温度以及含氧量，并根据数据加以调控。

　阅读提示　畜禽养殖污染是当前社会关注的焦点问题。国家鼓励根据不同区域的资源和环境特点，选择经济适用的处理模式。对于不同养殖品种、不同养殖规模的养殖场，如何选择适用的畜禽粪污处理模式仍是很多养殖场面临的难题。针对这一问题，记者专访了中国农业大学微生物学博士、高级农艺师，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所博士后、中农创达（北京）环保科技有限公司总经理马瑞强，为我们分析各种畜禽粪污处理模式的优劣，并着重介绍纳米膜智能堆肥技术是如何运行的。

　　记者：猪、牛、鸡等畜禽的粪便，各自有什么特点，其中鸡粪在处理方式上有什么不同或需要注意的地方？

　　马瑞强：猪、奶牛都是水泡粪，处理的特点是粪水都需要处理，通过干湿分离机之后，固体粪污可以制成有机肥。液体需要经过多级氧化才能还田。鸡粪主要是含水率在80％的鲜粪，鸡的消化道短，其中70％的饲料蛋白不能消化，但终这些蛋白分解成氨气，氨味很浓，使得鸡粪很臭，但是鸡粪不需要经过干湿分离机，可以直接添加辅料发酵制作成有机肥，就可以解决鸡粪的臭味问题，还能生产有机肥。

　　正是由于鸡的消化道短，很多营养物质没有吸收，所以鸡粪肥效好，氮、磷、锌、铜含量明显高于牛粪和羊粪，而钾含量相当，如果加工利用好了是一种很好的有机肥。但现在不少农户直接拉来没有腐熟发酵好的生鸡粪干鸡粪上地，时有烧苗烧芯，土壤板结情况时有发生，对农业生产的危害很大。所以，普及粪污发酵有机肥知识，推广低成本处理模式，对种植业、养殖业发展都有重大利好。

　　记者：目前，我国针对养鸡场的鸡粪处理主要有哪些方式？各自有何特点及优缺点？

　　马瑞强：我国传统的、主流的堆肥模式主要包括槽式堆肥、条垛式堆肥和反应器堆肥。槽式和条垛式堆肥属于开放式堆肥，处理量大但是对环境污染严重；反应器堆肥密闭性好，环保性能强，但处理量有限，控制成本较高。而膜覆盖好氧堆肥技术是一种新兴的高效环保堆肥技术，它不仅兼具反应器堆肥密闭性好、环保性能强和槽式及条垛式堆肥处理量大等优点，还能很好地兼容当前主流的槽式和条垛式堆肥已有的基建模式，就算新建场地也只需要有硬化场地，不需要重新进行基础建设。

　　记者：对于鸡粪的资源化利用，您提到的膜覆盖好氧堆肥技术有哪些新的技术应用？

　　马瑞强：国内目前鸡养殖场分散、规模不大、分布在村社之间，鸡场相对于其他类养殖场来说都是小型体量，鸡粪臭味导致的环保压力目前是鸡场很头疼的问题，纳米膜智能堆肥技术对于鸡粪的资源化利用应该是有前景、适合的一种模式。

　　纳米膜堆肥是免翻堆的堆肥方式，在运行过程中免翻堆能够节省很大的人工和耗能，通过膜覆盖之后，底部的曝气能给堆体内微生物提供足够的发酵所需的氧气，随着温度的上升，氨气、硫化氢等臭气的大分子外溢，纳米膜的微孔结构能够阻挡外面的水分进入，但是能够将小分子的水分子穿过去，同时氨气、硫化氢大分子不能通过，溶于膜表面的水蒸气后返回到堆体再被微生物所利用，这样就达到了既除去水分，又没有臭味的效果，生产出了腐熟农家肥，可以直接还田，也可以直接卖到有机肥厂进行商品有机肥的加工和生产。

　　纳米膜智能堆肥技术现阶段面向市场推广取得了一定的效果，在山东、河北、江苏、内蒙古、湖北等地已经建立30余处示范基地。比如山东寿光当地一家养殖场使用纳米膜堆肥设备，生产的有机肥质量好、效果好，深受当地蔬菜种植户欢迎，卖到600-800元每吨。

　　总结起来，其技术和工艺优势有以下几点：

　　投资少。纳米膜智能堆肥不需要建设厂房、搭棚，只需进行场地硬化，可兼容当前主流的槽式和条垛式堆肥已有基建，设备使用寿命长达8-10年；环保无臭。纳米膜是高分子选择性透气膜，具有防水、透湿、杀菌、除臭等功能，对周边环境影响小，无臭味溢出，不用搭载臭气收集及处理设备；适应范围广。大小规模均可有效处理，适用于-30℃以上气温地区的规模养殖场、养殖小区或集中处理中心；运行成本低。发酵1吨有机肥全程仅需2度电，1吨总成本不足20元，全年可产出1500吨；省时省力省人工。模块式设计，灵活可移动，1周以内即可安装完成，只需建堆时翻抛一次，无需频繁翻堆。且操作简单，通过传感器连接物联网设备远程智能控制，手机或电脑上即可24小时监控；堆肥效率高。粪污15-20天发酵成有机肥料，7-10天把奶牛粪转化为牛床垫料。

　　记者：该项技术下一步完善优化重点是什么？

　　马瑞强：该项技术目前来讲已经处于成熟阶段，除了处理鸡粪，对牛粪、羊粪、猪粪等畜禽粪污，以及树枝、秸秆、药渣、城市污泥、尾菜等有机废弃物的无害化处理及资源化利用，也有非常好的效果。

　　下一步，该技术研发的重点是纳米膜智能堆肥前后端辅助设备的开发和试验，优化的重点是建立以纳米膜为核心工艺的系统解决方案。

　　随着国家对固体废弃物处理过程中环保问题的重视，减少温室气体和臭气排放会成为衡量相关技术实用性和推广性的重中之重，膜覆盖好氧堆肥技术由于其核心的纳米膜结构能够显著减少废弃物处理过程中CH4、N2O、NH3等臭气的排放，实现环保达标，将在废弃物处理行业得到大力推广和应用。

按照《全国畜禽粪污资源化利用整县推进项目工作方案（2018—2020年）》，今年是收官之年，项目县畜禽粪污综合利用率要达到90％以上，规模养殖场粪污处理设施装备配套率要达到100％。纳米膜智能堆肥模式可根据项目县的总粪污量提供相应的解决方案，规划粪污处理中心，分散式布置，集中处理，进行共享利用，减少运输成本，解决环保臭味问题。

纳米膜复合面料知识：

1、纳米膜复合面料属于纳米纤维膜技术领域，尤其涉及一种纳米纤维膜复合面料的制备工艺。

2、纳米纤维，是指直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料。通过静电纺丝等技术，可以将纳米纤维纺至无纺布等基布上，以制得不同功能的复合面料。其中，可以通过静电纺丝具有抗菌性能的纳米纤维膜，以提高复合面料的抗菌性。

3、然而，现有技术中一般是在纺丝液中添加硝酸银等抗菌物质来提高复合面料的抗菌性能，其存在一定的毒副作用；此外，虽然也有通过在纺丝液中添加中药提取物等天然抗菌物质来提高复合面料的抗菌性能，但其存在抗菌效果较为一般等问题。

为开发具有高防水、透湿透气性好且力学性能优异的防水透湿面料,将聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶黏剂引入聚氨酯基纺丝液中,结合静电纺丝技术和热压工艺制备出聚氨酯基纳米纤维复合面料。

研究了热塑性聚氨酯(TPU)纳米纤维膜和聚氨酯(PU)/含氟聚氨酯(FPU)/PVB纳米纤维膜的结构形貌及其与基布(涤纶布)热压复合后面料的性能。结果表明:当TPU质量分数为22%,聚氨酯基纺丝液的质量分数为14.5%, 形成的点状结构不仅能有效黏合纤维膜和基布,也保障了复合面料的透气性;

聚氨酯基纳米纤维复合面料的断裂强度达89.6 MPa,耐水压高达51.6 kPa,透湿量达7.6 kg/(m^(2)·d),透气量为14.6 mm/s。

TPU/PTFE纳米纤维膜复合面料具备良好的防风、防水、透湿、抗菌性能等功能。

纳米膜复合面料优异的防水透湿抗菌性能可以满足其在户外运动服、化学防护服、堆肥发酵等领域的多元化应用。

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