CN101289337A

CN101289337A - 一种垃圾发酵专用装置及垃圾发酵法

Info

Publication number: CN101289337A
Application number: CNA2008100621529A
Authority: CN
Inventors: 林福呈; 凌民; 章初龙; 闵航
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2028-06-03
Also published as: CN101289337B

Abstract

本发明公开了一种垃圾发酵专用装置，包括与驱动机构(4)相连的发酵筒(2)，发酵筒(2)与托轮架组件(3)转动相连，发酵筒(2)上分别设有进料口(21)、出料口(23)、进气口(24)和出气口(22)，在发酵筒(2)内还设有抄板(11)和挡板(12)，在挡板(12)上设有至少一个的可调节孔径的通孔。本发明还提供了一种利用上述装置所进行的垃圾发酵法，选用内腔长32米、直径3.2米的发酵筒(2)，控制发酵筒(2)的转速为2r/min，发酵筒(2)的中心轴线与水平面的夹角为2°；从进气口(24)输入加热后空气，通风量为10000m³/h。采用本发明的装置处理垃圾，能使垃圾发酵周期更短、发酵更加充分。

Description

一种垃圾发酵专用装置及垃圾发酵法

技术领域

本发明涉及一种垃圾发酵装置及发酵法，特别是一种动态好氧快速生物发酵器及相应的发酵法。

背景技术

Dano滚筒是进行垃圾动态好氧发酵的一种卧式发酵装置。滚筒由钢板制成，直径一般为3～4m，长度30～40m，长径比为7～10；实际工作时，滚筒与地面保持一点的倾斜角(进料端高，出料端低)，便于物料在重力的作用下由进料口向出料口移动；在滚筒上还相应地设有进气口和出气口。滚筒由驱动机构带动作旋转运动；滚筒由三组托轮架组件支承，在滚筒上设有3组与托轮架组件相对应的外齿圈，依靠外齿圈与托轮架组件的转动相连，滚筒能绕其自身轴线作旋转运动。在最末端的一组托轮架组件上设有挡轮，挡轮的作用是阻止滚筒在运转时向下滑动。滚筒内设有抄板，抄板的作用是均匀地翻动滚筒内的物料(垃圾)，使物料能充分地与输入的空气相混和接触。在滚筒内还设有挡板，该挡板呈1/3或1/2的伞形，其固定安装在筒体一侧的内壁上；由于挡板与滚筒内壁所形成的物料通道是固定的，因此物料在滚筒内的流量只能是固定的。

实际工作时，筒内物料一般不装满，一般最多装50％体积的量；运行时转速在0.1～2r/min之间。在该发酵装置中，物料依靠抄板沿旋转方向被提升到一定高度，同时借助自身重力落下；通过这样反复的升落，物料被均匀地翻倒而与输入的空气相混和接触，并能利用物料中的各种微生物的生长进行好氧发酵。此外，由于筒体被斜置，当有物料从进料口进入筒内时，会逐渐向筒体的出料口一端移动，这样滚筒可以自动稳定地供应、传送和排出堆肥物。

此外，利用上述Dano滚筒进行发酵的过程中，进气口输入的是常温空气。

Dano滚筒最早在欧洲广泛采用，由于它具有较高的生产效率，因此如今世界上很多国家通常采用它与立式发酵塔组合应用，从而高速完成发酵任务，实现自动化生产。Dano滚筒的性能特点与工艺条件如下表1所示：

表1、Dano滚筒的性能特点与工艺条件

一次发酵周期	3～7天
一次发酵周期	3～7天	通风量	0.1m³/m³·min
填料量	≤50％	通风量	0.1m³/m³·min
填料量	≤50％	发酵平均温度	50-60℃
重复切断方法及频率	利用筒的旋转连续进行	发酵平均温度	50-60℃
重复切断方法及频率	利用筒的旋转连续进行	通气方法及通气性能	由筒的进气口通气，并从出气口排气，依靠物料在筒内的翻倒，从而使物料与空气充分混和。
通气阻力	小	通气方法及通气性能	由筒的进气口通气，并从出气口排气，依靠物料在筒内的翻倒，从而使物料与空气充分混和。
通气阻力	小	通气动力	小
占地面积	大	通气动力	小
占地面积	大	优点	生产效率高，物料能够均匀化
缺点	密闭困难；容易产生压实作用，影响通气，发酵不充分；能耗高。	优点	生产效率高，物料能够均匀化

综上所述，利用现有的Dano滚筒进行垃圾处理，主要存在着以下几个缺点：

1、由于我国垃圾没有进行分类，而且不同地区、不同季节的垃圾成分变化非常大；而Dano滚筒内的流量是固定的，是无法调节的；因此，该Dano滚筒无法达到通用的目的。只能根据需要，依靠改变挡板的形状，设计出若干个特定流量的Dano滚筒；这就会导致成本的增加，且也不便于使用。

2、由于不同的季节温度变化较大，特别在冬季，依靠发酵自身产生的热量以及物料与筒体内表面和挡板之间的摩擦所产生的热量，不足以维持发酵必须的温度；而且还导致温度波动较大，因此会最终导致不同季节不同成分的垃圾发酵的不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种垃圾发酵专用装置，采用该装置处理垃圾，能使垃圾发酵周期更短、发酵更加充分。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种垃圾发酵专用装置，包括与驱动机构相连的发酵筒，发酵筒与托轮架组件转动相连，发酵筒上分别设有进料口、出料口、进气口和出气口，在发酵筒内还设有抄板和挡板，在挡板上设有至少一个的可调节孔径的通孔。

作为本发明的垃圾发酵专用装置的改进：用于调节通孔孔径的挡片与挡板活动相连。

作为本发明的垃圾发酵专用装置的进一步改进：挡片与挡板转动相连。

作为本发明的垃圾发酵专用装置的进一步改进：发酵筒上还分别设有温度表、湿度表和耗氧表。

作为本发明的垃圾发酵专用装置的进一步改进：发酵筒上还分别设有检测口和人工检测孔。

本发明还提供了利用上述垃圾发酵专用装置所进行的垃圾发酵法，选用内腔长32米、直径3.2米的发酵筒，控制发酵筒的转速为2r/min，发酵筒的中心轴线与水平面的夹角为2°；从进气口输入温度为90～110℃的加热后空气，通风量为10000m³/h。

作为本发明的垃圾发酵法的改进：发酵筒内物料的量是发酵筒内腔体积的60％～80％。

作为本发明的垃圾发酵法的进一步改进：利用垃圾焚烧所产生的高温烟气热能加热空气。

本发明的垃圾发酵专用装置及发酵方法，与现有的Dano滚筒及相应的发酵法相比，具有如下优点：

1、由于在挡板上设有可调节孔径的通孔，因此能根据实际需要改变物料在发酵筒内的通过率和流量；使本发明的垃圾发酵专用装置能充分适应不同季节、不同地区的垃圾；因此本发明的垃圾发酵专用装置具有很强的通用性。

2、物料在发酵筒内提升落下的抛物点会影响物料与空气混和的效果，抛物点由筒体直径、转速、筒体与地面的夹角决定，理想的抛物点是筒体正上方，否则物料容易产生压实作用，导致发酵供氧不足。本发明专门设计的发酵筒内腔的直径3.2米、筒体转速2r/min、夹角2°，可使物料在发酵筒内的最佳抛物点落下，使物料不易产生压实作用，从而有效地增强物料与空气的混和，因而能进一步提高填充系数(物料与发酵筒内腔的体积比)，填充系数达60～80％，从而极大地提高生产效率。

3、首先利用垃圾焚烧所产生的高温烟气热能加热空气，能实现废物利用的目的；将上述加热后空气输入发酵筒内，能解决仅依靠发酵产生的热量以及物料与筒体内表面和挡板摩擦所产生热量不足的问题，因此能使发酵额定温度提高至65～70℃，且能保证该温度波动小。

综上所述，本发明的垃圾发酵专用装置属于一种新型的动态好氧快速生物发酵器。本发明能使垃圾在发酵筒中进行特定条件的工艺处理；因此本发明不仅具有生物接种均匀、升温快、保温好、有机质腐熟程度高、堆肥周期短的优势；同时由于均匀分布的生物菌的作用，垃圾中的有机质腐熟比较完全，因此还能有力地提高垃圾堆肥中的有机质含量。采用本发明的方法和垃圾发酵专用装置，能快速熟化和降解垃圾中的有机成份，一般只需48～72小时即能达到熟化，大大加强有机垃圾的处理速度和处理能力，节约了堆肥处理的场地，并有快速除臭的功效，保证了垃圾处理过程中的环境质量。单台垃圾发酵专用装置，每日处理生活垃圾能力可达150～200吨。而采用相同内腔体积的Dano滚筒及配合现有的发酵法，每日处理生活垃圾能力仅仅为60-70吨。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的垃圾发酵专用装置的局部剖视的结构示意图；

图2是图1的A-A剖的剖面图；

图3是图1的B-B剖的剖视图。

具体实施方式

图1、图2和图3结合给出了一种垃圾发酵专用装置，包括一个中空的发酵筒2，该发酵筒2由钢板制成，其内腔长32米、直径3.2米，即容积为258m³。在发酵筒2的左端分别设有进料口21和出气口22，在发酵筒2的右端分别设有出料口23和进气口24。发酵筒2的中心轴线与水平面的夹角为2°；从而使发酵筒2的左端高于右端。驱动机构4与发酵筒2相连，从而使发酵筒2产生转动。在发酵筒2的外表面设有3组外齿圈25，3组托轮架组件3正好与这3组外齿圈25一一对应的转动相连，起到支承发酵筒2的作用；从而使发酵筒2能绕其自身轴线作旋转运动。在靠近滚筒出料口23处的托轮架组件3上设有挡轮5，挡轮5的作用是阻止发酵筒2在运转时向下滑动。在发酵筒2的前段、中间段和末段上各设置一套测试装置，每套测试装置均由1个温度表6、1个湿度表7和1个耗氧表8组成；用于获知发酵筒2内不同部位的发酵情况。在发酵筒2的前段位置处设有检测口9，此检测口9用于观察物料进入发酵筒2的状况。在发酵筒2上还设有若干个可打开的人工检测孔10，在整个设备安装调试及设备检修时，可打开此人工检测孔10进入发酵筒2内，从而调节挡板12上通孔的孔径。

如图2所示，在发酵筒2内还均匀地设有若干个的抄板11(此为现有技术)。物料在旋转的发酵筒2内壁上的抄板带动下，被提升到一定高度；同时借助其自身重力落下；通过这样反复的升落，物料被均匀地翻倒从而与输入的空气相均匀混和接触。

在发酵筒2内沿着发酵筒2的长度方向还均匀地设有6块挡板12，即保证相邻挡板12之间的间距相等。每块挡板12的结构均如下：

挡板12为一个圆形板，其直径等于发酵筒2内腔的直径，挡板12与发酵筒2的内壁固定相连。在挡板12上分别设有通孔I121、通孔II122、通孔III123和通孔IV124，上述4个通孔的孔径可以相同、也可以互不相同。挡片I131、挡片II132、挡片III133和挡片IV134均与挡板12转动相连。当转动挡片I131时，能逐渐遮挡住通孔I121的一部分；因此利用挡片I131，可调节通孔I121的孔径。同理，利用挡片II132，可调节通孔II122的孔径；利用挡片III133，可调节通孔III123的孔径；利用挡片IV134，可调节通孔IV124的孔径。如图3所示，挡片I131全部位于通孔I121内，因此此时通孔I121的孔径最小；挡片II132完全没有遮挡住通孔II122，因此此时通孔II122的孔径最大；挡片III133部分位于通孔III123内，因此此时通孔III123的孔径有所减小；挡片IV134完全没有遮挡住通孔IV124，因此此时通孔IV124的孔径最大。当需要更改物料的流量时，可从人工检测孔10进入发酵筒2内，以调节通孔上的挡片位置。

利用上述垃圾发酵专用装置所进行的垃圾发酵法，具体内容如下：

1、物料(以人工初选后含有50～80％可降解有机物的初始垃圾为物料；为了加快发酵速度，可均匀添加按照现有的后熟堆肥处理技术所得的熟化垃圾，熟化垃圾占初始垃圾总重的0.1～0.5％)从进料口21缓慢地连续进入发酵筒2的内腔，使得填充系数(物料与发酵筒2内腔的体积比)达60～80％。温度为100℃的加热后空气从进气口24进入发酵筒2的内腔，最后从出气口22排出。

2、控制发酵筒2的转速为2r/min，控制发酵筒2的通风量为：每个发酵筒每小时10000m³的空气流量；使发酵筒2内的发酵额定温度保持在65℃～70℃。

3、48～72小时即能完成垃圾发酵处理工艺，即完成垃圾的熟化处理。处理后所得的发酵垃圾从出料口23排出。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1、一种垃圾发酵专用装置，包括与驱动机构(4)相连的发酵筒(2)，发酵筒(2)与托轮架组件(3)转动相连，发酵筒(2)上分别设有进料口(21)、出料口(23)、进气口(24)和出气口(22)，在发酵筒(2)内还设有抄板(11)和挡板(12)，其特征是：在所述挡板(12)上设有至少一个的可调节孔径的通孔。

2、根据权利要求1所述的垃圾发酵专用装置，其特征是：用于调节所述通孔孔径的挡片与挡板(12)活动相连。

3、根据权利要求2所述的垃圾发酵专用装置，其特征是：挡片与挡板(12)转动相连。

4、根据权利要求1、2或3所述的垃圾发酵专用装置，其特征是：所述发酵筒(2)上还分别设有温度表(6)、湿度表(7)和耗氧表(8)。

5、根据权利要求4所述的垃圾发酵专用装置，其特征是：所述发酵筒(2)上还分别设有检测口(9)和人工检测孔(10)。

6、利用如权利要求1～5中任意一种垃圾发酵专用装置所进行的垃圾发酵法，其特征是：选用内腔长32米、直径3.2米的发酵筒(2)，控制发酵筒(2)的转速为2r/min，发酵筒(2)的中心轴线与水平面的夹角为2°；从进气口(24)输入温度为90～110℃的加热后空气，通风量为10000m³/h。

7、根据权利要求6所述的垃圾发酵法，其特征是：发酵筒(2)内物料的量占发酵筒(2)内腔体积的60％～80％。

8、根据权利要求7所述的垃圾发酵法，其特征是：利用垃圾焚烧所产生的高温烟气热能加热空气。