納米膜復(fù)合面料和納米纖維復(fù)合面料助力智能堆肥發(fā)酵技術(shù)系統(tǒng)

納米膜智能堆肥發(fā)酵技術(shù)系統(tǒng)可根據(jù)項(xiàng)目縣的總糞污量提供相應(yīng)的解決方案，規(guī)劃糞污處理中心，分散式布置，集中處理，進(jìn)行共享利用，減少運(yùn)輸成本，解決環(huán)保臭味問(wèn)題。

中文名：納米膜智能堆肥技術(shù)

特 點(diǎn)：防水、對(duì)周邊環(huán)境影響小、無(wú)臭味溢出等

材 質(zhì)：納米膜復(fù)合面料

技術(shù)特點(diǎn)

納米膜智能堆肥不需要建設(shè)廠房、搭棚，只需進(jìn)行場(chǎng)地硬化，可兼容當(dāng)前主流的槽式和條垛式堆肥已有基建，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)達(dá)8-10年；環(huán)保無(wú)臭。納米膜是高分子選擇性透氣膜，具有防水、透濕、殺菌、除臭等功能，對(duì)周邊環(huán)境影響小，無(wú)臭味溢出，不用搭載臭氣收集及處理設(shè)備；適應(yīng)范圍廣。

納米膜堆肥傳統(tǒng)的堆肥方式主要有兩種：

厭氧堆肥：

在缺氧或無(wú)氧條件下，主要利用厭氧微生物進(jìn)行的堆肥化過(guò)程。終產(chǎn)物除腐殖質(zhì)類(lèi)有機(jī)物、二氧化碳和甲烷外，還有氨、硫化氫和其他有機(jī)酸等還原性物質(zhì)。工藝簡(jiǎn)單、不需進(jìn)行通風(fēng)，但反應(yīng)速率緩慢，堆肥化周期較長(zhǎng)。

好氧堆肥：

在人工控制和一定碳氮比例（C/N）、水分、溫度和通風(fēng)的情況下，通過(guò)微生物將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)的過(guò)程，這類(lèi)堆肥發(fā)酵后的成品無(wú)臭無(wú)蠅，反而有淡淡的泥土味。

納米膜堆肥作為新式堆肥方式，出現(xiàn)在了廣大用戶(hù)的視野中。這種方式結(jié)合了以上三種堆肥方式的優(yōu)點(diǎn)，且降低了他們的缺點(diǎn)，為廣大用戶(hù)帶來(lái)了堆肥發(fā)酵的新選擇。

由于納米膜堆肥采用新膜材進(jìn)行覆蓋發(fā)酵，所以可以露天進(jìn)行發(fā)酵，且膜材具有單向透過(guò)性可以有效的隔絕臭氣和外部水分子，但是內(nèi)部的水蒸氣可以正常通過(guò)，更好的保證內(nèi)部的發(fā)酵狀態(tài)。且中海環(huán)境旗下的NCS智能分子膜堆肥發(fā)酵系統(tǒng)，可以根據(jù)不同地區(qū)的氣候定制特殊膜材，使得不同氣候、濕度下的發(fā)酵物能在膜材的覆蓋下獲得一個(gè)良好的發(fā)酵環(huán)境。

納米膜堆肥發(fā)酵由于僅需供風(fēng)系統(tǒng)、膜覆蓋發(fā)酵系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)即可發(fā)酵，所以投資成本僅需其他反應(yīng)器發(fā)酵的30%即可，大大降低了投資成本，而且運(yùn)營(yíng)成本低，相較于傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，納米膜發(fā)酵在運(yùn)營(yíng)成名方面降低了90%，且徹底實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守功能，讓你足不出戶(hù)就可以掌控發(fā)酵情況。

研發(fā)重點(diǎn)

納米膜智能堆肥前后端輔助設(shè)備的開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)，優(yōu)化的重點(diǎn)是建立以納米膜為核心工藝的系統(tǒng)解決方案。

市場(chǎng)應(yīng)用

納米膜智能堆肥技術(shù)現(xiàn)階段面向市場(chǎng)推廣取得了一定的效果，在山東、河北、江蘇、內(nèi)蒙古、湖北等地已經(jīng)建立30余處示范基地。

智能納米膜堆肥技術(shù)增設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，園區(qū)下載APP可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)智能納米膜內(nèi)的濕度、溫度以及含氧量，并根據(jù)數(shù)據(jù)加以調(diào)控。

　閱讀提示　畜禽養(yǎng)殖污染是當(dāng)前社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。國(guó)家鼓勵(lì)根據(jù)不同區(qū)域的資源和環(huán)境特點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)適用的處理模式。對(duì)于不同養(yǎng)殖品種、不同養(yǎng)殖規(guī)模的養(yǎng)殖場(chǎng)，如何選擇適用的畜禽糞污處理模式仍是很多養(yǎng)殖場(chǎng)面臨的難題。針對(duì)這一問(wèn)題，記者專(zhuān)訪了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物學(xué)博士、高級(jí)農(nóng)藝師，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所博士后、中農(nóng)創(chuàng)達(dá)（北京）環(huán)?？萍加邢薰究偨?jīng)理馬瑞強(qiáng)，為我們分析各種畜禽糞污處理模式的優(yōu)劣，并著重介紹納米膜智能堆肥技術(shù)是如何運(yùn)行的。

　　記者：豬、牛、雞等畜禽的糞便，各自有什么特點(diǎn)，其中雞糞在處理方式上有什么不同或需要注意的地方？

　　馬瑞強(qiáng)：豬、奶牛都是水泡糞，處理的特點(diǎn)是糞水都需要處理，通過(guò)干濕分離機(jī)之后，固體糞污可以制成有機(jī)肥。液體需要經(jīng)過(guò)多級(jí)氧化才能還田。雞糞主要是含水率在80％的鮮糞，雞的消化道短，其中70％的飼料蛋白不能消化，但終這些蛋白分解成氨氣，氨味很濃，使得雞糞很臭，但是雞糞不需要經(jīng)過(guò)干濕分離機(jī)，可以直接添加輔料發(fā)酵制作成有機(jī)肥，就可以解決雞糞的臭味問(wèn)題，還能生產(chǎn)有機(jī)肥。

　　正是由于雞的消化道短，很多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)沒(méi)有吸收，所以雞糞肥效好，氮、磷、鋅、銅含量明顯高于牛糞和羊糞，而鉀含量相當(dāng)，如果加工利用好了是一種很好的有機(jī)肥。但現(xiàn)在不少農(nóng)戶(hù)直接拉來(lái)沒(méi)有腐熟發(fā)酵好的生雞糞干雞糞上地，時(shí)有燒苗燒芯，土壤板結(jié)情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害很大。所以，普及糞污發(fā)酵有機(jī)肥知識(shí)，推廣低成本處理模式，對(duì)種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展都有重大利好。

　　記者：目前，我國(guó)針對(duì)養(yǎng)雞場(chǎng)的雞糞處理主要有哪些方式？各自有何特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)？

　　馬瑞強(qiáng)：我國(guó)傳統(tǒng)的、主流的堆肥模式主要包括槽式堆肥、條垛式堆肥和反應(yīng)器堆肥。槽式和條垛式堆肥屬于開(kāi)放式堆肥，處理量大但是對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重；反應(yīng)器堆肥密閉性好，環(huán)保性能強(qiáng)，但處理量有限，控制成本較高。而膜覆蓋好氧堆肥技術(shù)是一種新興的高效環(huán)保堆肥技術(shù)，它不僅兼具反應(yīng)器堆肥密閉性好、環(huán)保性能強(qiáng)和槽式及條垛式堆肥處理量大等優(yōu)點(diǎn)，還能很好地兼容當(dāng)前主流的槽式和條垛式堆肥已有的基建模式，就算新建場(chǎng)地也只需要有硬化場(chǎng)地，不需要重新進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)。

　　記者：對(duì)于雞糞的資源化利用，您提到的膜覆蓋好氧堆肥技術(shù)有哪些新的技術(shù)應(yīng)用？

　　馬瑞強(qiáng)：國(guó)內(nèi)目前雞養(yǎng)殖場(chǎng)分散、規(guī)模不大、分布在村社之間，雞場(chǎng)相對(duì)于其他類(lèi)養(yǎng)殖場(chǎng)來(lái)說(shuō)都是小型體量，雞糞臭味導(dǎo)致的環(huán)保壓力目前是雞場(chǎng)很頭疼的問(wèn)題，納米膜智能堆肥技術(shù)對(duì)于雞糞的資源化利用應(yīng)該是有前景、適合的一種模式。

　　納米膜堆肥是免翻堆的堆肥方式，在運(yùn)行過(guò)程中免翻堆能夠節(jié)省很大的人工和耗能，通過(guò)膜覆蓋之后，底部的曝氣能給堆體內(nèi)微生物提供足夠的發(fā)酵所需的氧氣，隨著溫度的上升，氨氣、硫化氫等臭氣的大分子外溢，納米膜的微孔結(jié)構(gòu)能夠阻擋外面的水分進(jìn)入，但是能夠?qū)⑿》肿拥乃肿哟┻^(guò)去，同時(shí)氨氣、硫化氫大分子不能通過(guò)，溶于膜表面的水蒸氣后返回到堆體再被微生物所利用，這樣就達(dá)到了既除去水分，又沒(méi)有臭味的效果，生產(chǎn)出了腐熟農(nóng)家肥，可以直接還田，也可以直接賣(mài)到有機(jī)肥廠進(jìn)行商品有機(jī)肥的加工和生產(chǎn)。

　　納米膜智能堆肥技術(shù)現(xiàn)階段面向市場(chǎng)推廣取得了一定的效果，在山東、河北、江蘇、內(nèi)蒙古、湖北等地已經(jīng)建立30余處示范基地。比如山東壽光當(dāng)?shù)匾患茵B(yǎng)殖場(chǎng)使用納米膜堆肥設(shè)備，生產(chǎn)的有機(jī)肥質(zhì)量好、效果好，深受當(dāng)?shù)厥卟朔N植戶(hù)歡迎，賣(mài)到600-800元每噸。

　　總結(jié)起來(lái)，其技術(shù)和工藝優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

　　投資少。納米膜智能堆肥不需要建設(shè)廠房、搭棚，只需進(jìn)行場(chǎng)地硬化，可兼容當(dāng)前主流的槽式和條垛式堆肥已有基建，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)達(dá)8-10年；環(huán)保無(wú)臭。納米膜是高分子選擇性透氣膜，具有防水、透濕、殺菌、除臭等功能，對(duì)周邊環(huán)境影響小，無(wú)臭味溢出，不用搭載臭氣收集及處理設(shè)備；適應(yīng)范圍廣。大小規(guī)模均可有效處理，適用于-30℃以上氣溫地區(qū)的規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)、養(yǎng)殖小區(qū)或集中處理中心；運(yùn)行成本低。發(fā)酵1噸有機(jī)肥全程僅需2度電，1噸總成本不足20元，全年可產(chǎn)出1500噸；省時(shí)省力省人工。模塊式設(shè)計(jì)，靈活可移動(dòng)，1周以?xún)?nèi)即可安裝完成，只需建堆時(shí)翻拋一次，無(wú)需頻繁翻堆。且操作簡(jiǎn)單，通過(guò)傳感器連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備遠(yuǎn)程智能控制，手機(jī)或電腦上即可24小時(shí)監(jiān)控；堆肥效率高。糞污15-20天發(fā)酵成有機(jī)肥料，7-10天把奶牛糞轉(zhuǎn)化為牛床墊料。

　　記者：該項(xiàng)技術(shù)下一步完善優(yōu)化重點(diǎn)是什么？

　　馬瑞強(qiáng)：該項(xiàng)技術(shù)目前來(lái)講已經(jīng)處于成熟階段，除了處理雞糞，對(duì)牛糞、羊糞、豬糞等畜禽糞污，以及樹(shù)枝、秸稈、藥渣、城市污泥、尾菜等有機(jī)廢棄物的無(wú)害化處理及資源化利用，也有非常好的效果。

　　下一步，該技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)是納米膜智能堆肥前后端輔助設(shè)備的開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)，優(yōu)化的重點(diǎn)是建立以納米膜為核心工藝的系統(tǒng)解決方案。

　　隨著國(guó)家對(duì)固體廢棄物處理過(guò)程中環(huán)保問(wèn)題的重視，減少溫室氣體和臭氣排放會(huì)成為衡量相關(guān)技術(shù)實(shí)用性和推廣性的重中之重，膜覆蓋好氧堆肥技術(shù)由于其核心的納米膜結(jié)構(gòu)能夠顯著減少?gòu)U棄物處理過(guò)程中CH4、N2O、NH3等臭氣的排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)，將在廢棄物處理行業(yè)得到大力推廣和應(yīng)用。

按照《全國(guó)畜禽糞污資源化利用整縣推進(jìn)項(xiàng)目工作方案（2018—2020年）》，今年是收官之年，項(xiàng)目縣畜禽糞污綜合利用率要達(dá)到90％以上，規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理設(shè)施裝備配套率要達(dá)到100％。納米膜智能堆肥模式可根據(jù)項(xiàng)目縣的總糞污量提供相應(yīng)的解決方案，規(guī)劃糞污處理中心，分散式布置，集中處理，進(jìn)行共享利用，減少運(yùn)輸成本，解決環(huán)保臭味問(wèn)題。

納米膜復(fù)合面料知識(shí)：

1、納米膜復(fù)合面料屬于納米纖維膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米纖維膜復(fù)合面料的制備工藝。

2、納米纖維，是指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的具有一定長(zhǎng)徑比的線狀材料。通過(guò)靜電紡絲等技術(shù)，可以將納米纖維紡至無(wú)紡布等基布上，以制得不同功能的復(fù)合面料。其中，可以通過(guò)靜電紡絲具有抗菌性能的納米纖維膜，以提高復(fù)合面料的抗菌性。

3、然而，現(xiàn)有技術(shù)中一般是在紡絲液中添加硝酸銀等抗菌物質(zhì)來(lái)提高復(fù)合面料的抗菌性能，其存在一定的毒副作用；此外，雖然也有通過(guò)在紡絲液中添加中藥提取物等天然抗菌物質(zhì)來(lái)提高復(fù)合面料的抗菌性能，但其存在抗菌效果較為一般等問(wèn)題。

為開(kāi)發(fā)具有高防水、透濕透氣性好且力學(xué)性能優(yōu)異的防水透濕面料,將聚乙烯醇縮丁醛(PVB)膠黏劑引入聚氨酯基紡絲液中,結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和熱壓工藝制備出聚氨酯基納米纖維復(fù)合面料。

研究了熱塑性聚氨酯(TPU)納米纖維膜和聚氨酯(PU)/含氟聚氨酯(FPU)/PVB納米纖維膜的結(jié)構(gòu)形貌及其與基布(滌綸布)熱壓復(fù)合后面料的性能。結(jié)果表明:當(dāng)TPU質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%,聚氨酯基紡絲液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.5%, 形成的點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)不僅能有效黏合纖維膜和基布,也保障了復(fù)合面料的透氣性;

聚氨酯基納米纖維復(fù)合面料的斷裂強(qiáng)度達(dá)89.6 MPa,耐水壓高達(dá)51.6 kPa,透濕量達(dá)7.6 kg/(m^(2)·d),透氣量為14.6 mm/s。

TPU/PTFE納米纖維膜復(fù)合面料具備良好的防風(fēng)、防水、透濕、抗菌性能等功能。

納米膜復(fù)合面料優(yōu)異的防水透濕抗菌性能可以滿(mǎn)足其在戶(hù)外運(yùn)動(dòng)服、化學(xué)防護(hù)服、堆肥發(fā)酵等領(lǐng)域的多元化應(yīng)用。

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