CN102826881B - 一种城市园林绿色废弃物生物处理成套系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种城市园林绿色废弃物生物处理成套系统及方法，属于化工、环保物料生物处理技术领域。该成套系统包括混配系统、布料系统、翻堆系统、供氧系统、筛分系统、除臭系统和各系统连接起来的生产线；合理布置和调动工艺设备并统筹各工艺环节的运行次序提高生物处理效率和产品质量。包括以下步骤；定量混合、运送、布料、翻堆、筛分、供氧、除臭和监控步骤。本发明生物处理功能设备齐全、生物处理率高、筛分效率高，系统集成优越，占地面积小，能耗低。本发明系统用于园林绿色废弃物生物处理以及其他有机物混合物料的生物处理。

Description

一种城市园林绿色废弃物生物处理成套系统及方法

技术领域

本发明涉及一种城市园林绿色废弃物生物处理成套系统及方法，属于化工、环保物料生物处理技术领域。其中好氧高温发酵处理技术，涉及一种固体发酵的装置和工艺，特别是一种可连续操作的固态发酵装置和生物处理工艺。且本发明同样适用园林绿色废弃物或混合作物秸秆处理与资源化方法。

背景技术

公园内产生大量的绿色垃圾，属于有机类垃圾，具有易腐烂、含水量高等特点，如果混入生活垃圾系统，在大量有机物填埋处置时，会加重臭气和渗沥液的产生。

近年来，园林废弃物生物处理方法有很多，如回收、卫生填埋、热化学处理、生物学处理、生产垃圾燃料等。但对于营养成分含量较高的园林绿色废弃物而言，填埋意味着营养元素的浪费，且昂贵的地价会使处理的成本增加，同时这种处理方式也与居民对环境卫生的要求不相符合。焚烧具有高温无害化和快速的体积削减能力，可以利用绿色废弃物的热能节省资源，但其高额的建设投资和运行费用限制了这种方式在处理园林绿色废弃物上的应用。

与前两种处理方法相比，园林绿色废弃物的循环利用即生物处理生产具有保护环境、节约能源、投资少、运行费用低、回报高等优点。

但是，一直以来有以下问题困扰园林绿色废弃物的机械化生物处理：

1）一座机械化生物处理厂不但投资资金非常大，设备安置车间占地面积大，而且处理能力极其有限，且在操作过程中会产生恶臭；

2）发酵车间需要人员现场操作，不能实现发酵生产线自动化；

3）筛分系统占地面积大，筛分分辨率较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种城市园林绿色废弃物生物处理成套系统及方法。

本发明将所有设备的性能发挥至极致，并解决现有生物处理发酵过程中存在的成本高、设备占地面积大、劳动强度大、恶臭等缺陷，从而提供一种能应用于城市园林绿植的生物处理发酵工艺成套系统，该成套系统降低造价，有利于推广应用。

一种城市园林绿色废弃物生物处理方法，本工艺方法选择适应结构紧凑、系统设备集中的工艺设备特点，并进行优化组合，发挥单体设备的最大优势，合理布置和调动工艺设备并统筹各工艺步骤的运行次序;

包括以下步骤：

定量混合步骤；调节发酵原料碳氮比，将粉碎后的树枝、树叶、碎草或其他原料按照不同设定比例进行定量混合；

运送步骤；发酵主料通过运输设备，将主要物料按比例混合装填到主料料斗，辅料按比例加入配料料仓，由输送设备运送至混合机；

所有物料在给料机构内初步交汇混合，并同时通过此输送设备送至混合机内，混合机将生物处理物料充分搅拌混合后输送到布料系统；

布料步骤；该系统上设置水分补充系统，可根据物料含水率变化情况适当增补水分，使堆肥原料满足发酵水分要求；

翻堆步骤；其与布料系统配合完成物料的倒垛。

生物处理物料从生物处理条垛挖起，然后通过带式输送机将物料输送到T型机构的可移动带式输送机上，即可将挖出的物料移到另一生物处理位置，也可实现布料或出料运输的功能；

筛分步骤；园林垃圾经过发酵后，含水率降低，发酵物料根据实际需要，经过机械筛分后，大于要求粒径的物料直接装入转运车外运，小于要求粒径的物料送至次级发酵车间进行腐熟即可；

供氧步骤：即按照堆体反应情况和反应温度调整通风量，以全面满足供氧和冷却的通风功能；

除臭步骤：即经过整套系统处理后，臭气中的各污染物将分别被吸收、分解，净化，经处理后最终达到国家排放标准要求；

翻堆步骤可完成：同一生物处理发酵槽内物料的横向变距翻倒；

或：同一生物处理发酵槽内物料的纵向翻倒，不同生物处理发酵槽内物料的横向变距翻倒；

或：不同生物处理发酵槽内物料的纵向翻倒。

监控步骤；上述设备均可设置就地启停和远程启停功能，同时监测设备的启动、运行、停止和报警状态。相关设备均设置有跑偏开关、失速开关等仪表，实时监测设备的运行工作状态并将监测信号远程监控系统，远程监控系统可根据这些监测信号判断设备的工作状态是否正常，一旦出现报警信息可立即停机。

除臭步骤第一步采用酸液洗涤净化塔除臭，第二步采用碱液洗涤净化塔除臭;采用就地和远程两种运行模式，就地控制模式下，通过人工手动控制设备的启停，在远程控制模式下，可在中控室对设备进行启停控制，同时，设备运行状态应可在中控室进行显示。

本发明技术方案是一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，包括混配系统、布料系统、翻堆系统、供氧系统、筛分系统、除臭系统和各系统连接起来的生产线；

1）混配系统的各单元设备连接顺序自上游向下游依次为：一台上料设备、一台可连接计量装置的主料仓、一台可连接计量装置的配料仓、一台给料机构和一台有搅拌功能的混合机；

混配系统的各单元设备的连接关系为：发酵主料通过运输设备将主要物料按比例混合装填到主料料斗，辅料按比例加入配料料仓，由输送设备运送至混合机；所有物料在给料机构内初步交汇混合，并同时通过此输送设备送至混合机内，混合机将生物处理物料充分搅拌混合后输送到布料系统；

远程监控系统控制各个设备；

2）布料系统其上游接混合机尾端，向下游各单元设备的连接顺序依次为：一台带式输送机、一条可移动布料机；

布料系统的各单元设备的连接关系为：该条可移动布料机的支撑和行走机构，通过铰接与带式输送机的支撑成为一体，构成T型机构；

在T型机构行走范围内的两端极限位置设置机械限位和电气限位装置，电气限位除了设置行程开关外，还通过远程监控系统采集到的行程编码信号设定软限位开关；

3）翻堆系统其上游接布料系统的带式输送机，向下游各单元设备连接顺序依次为：一台可移动翻堆机、一套出料设备；

翻堆机可通过带式输送机将物料输送到T型机构的可移动带式输送机上，将挖出的物料移到另一生物处理位置；还可通过带式输送机与翻堆机的配合，完成初级发酵熟料的出料。

4）筛分系统为装载机和与之配合的筛分铲斗；

筛分铲斗是一台集筛分和装运于一体的设备，铲斗底部安装具有一定孔隙间距的圆盘筛面，圆盘筛的主要运动部件为均布圆盘的回转轴组，以圆盘和回转轴构成筛分区域；其动力来自于装载机；

5）供氧系统其与初级发酵设备共处一室，风机进风口穿过车间外墙，从外部引入新鲜空气，在堆肥发酵槽底部按堆肥条垛位置均布供风管路供风管路分干管和支管；

6）除臭系统设一套二级洗涤除臭净化系统。

T型机构在生物处理发酵槽长边方向上或称纵向一起行进和后退；其中可移动布料机，可随T型机构在生物处理发酵槽短边方向行进和后退T型机构在布料起始端布料时，可移动布料机可实现沿左右两个发酵槽短边方向移动；通过T型机构和可移动布料机的横向和纵向行进和后退，可在生物处理发酵槽区域形成一个平面坐标体系，至此，构成了生物处理发酵槽布料的三维空间坐标体系。

翻堆机均由多个电机驱动，其纵向行走由2个电机同步运行来完成，2个电机分别设置就地启停和远程启停功能；其横向行走由1个电机来完成。

翻堆系统的翻堆机个数由2个以上组成或可根据实际情况任选；运输设备可选用装载机、各式皮带机等运输装置均可。

上料设备为装载机、各式皮带机等运输装置均可。

给料机构为提升机、带式输送机、螺旋给料器或输送给料设备。

本园林绿色废弃物生物处理成套系统用于处理城市园林绿色废弃物生物处理有以下优势：

1）通过工艺设备的移动和穿梭，减少了工艺设备数量，降低了设备能耗，提高了工艺运行的灵活机动性能；

2）通过设置可移动式设备，结合可移动的料位检测装置，建立了布料、翻堆、出料系统料堆成堆的三维坐标体系，定位准确，运行可靠性、可操作性大为提高；

3）筛分系统结合装载机和筛分铲斗两种设备为一体，操作简单灵活，同样能够完成筛分、布料和装车等功能，一机多用，效率提高，而且采用移动型设备，不占用次级发酵车间的固定空间和位置。

4）生产线上，各类功能设施齐全，单元设备衔接合理，物料生产效率高。

5）设备集成度高，占据空间小，土地利用率高。布料系统、翻堆系统、出料系统公用一套带输送系统，提高了设备使用效率，同时减少了空间占用，提高了生物处理空间利用率，并且节省了设备投资，降低了整体设备能耗；

6）总能耗低。在混配、布料、翻堆环节，设备负荷都显著低于传统生物处理生产线的相应负荷。

7）环保设备效益，本系统作为一种模式，可以推进城市垃圾处理基础设施建设，加快改善城市环境，提高垃圾的再利用率。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整清晰地理解本发明，以及容易得知其中许多伴随优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

图1所示为一由两个生物处理槽与一条生产线而成的园林绿色废弃物生物处理成套系统实施案例的平面布局图；

图1中各编号对应的单元设备如下：

主料仓1、辅料仓2、物料运输设备3、混合机4、纵向穿梭输送带5、布料机6、翻堆机7、出料设备8、筛分设备9、除臭系统10、供氧系统11。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所示，

本发明技术方案是一种城市园林绿色废弃物生物处理成套系统，用来对城市公园绿色废弃物进行综合机械生物处理。它包含主料仓1、配料仓2、物料运输设备3、混合机4、纵向穿梭输送带5、布料机6、翻堆机7、出料设备8、筛分设备9、除臭系统10和供氧系统11，还包含控制元件、配电柜、以及自控系统。

该园林绿色废弃物生物处理成套系统是由单元设备构成的，分别依照混配系统、布料系统、翻堆系统、供氧系统、筛分系统、除臭系统和各系统衔接起来的生产线。

1）混配系统是用于调节发酵原料碳氮比，可将粉碎后的树枝、树叶、碎草或其他原料按照不同设定比例进行定量混合的路线系统，各单元设备衔接顺序自上游向下游依次为：一台上料设备（装载机、皮带机等各种运输设备均可）、一台主料仓1（可含计量装置）、一台配料仓2（可含计量装置）、一台物料运输设备3（即给料机构根据有效使用空间，提升机、带式输送机、螺旋给料器等输送给料设备均可）和一台有搅拌功能的混合机4。

在所述混配系统上，各单元设备的衔接关系为：发酵主料通过运输设备将主要物料按比例混合装填到主料料斗（料斗1），辅料按比例加入配料料仓（料斗2），由输送设备（物料运输设备3）运送至混合机4。所有物料在给料机构（物料运输设备3）内初步交汇混合，并同时通过此输送设备（物料运输设备3）送至混合机4内，混合机4将生物处理物料充分搅拌混合后输送到布料系统。

远程监控系统控制各个设备。

所述设备均可设置就地启停和远程启停功能，同时远程监控系统可以监测设备的启动、运行、停止和报警状态；且相关设备均设置有跑偏开关、失速开关等仪表，实时监测设备的运行工作状态并将监测信号远程监控系统，远程监控系统可根据这些监测信号判断设备的工作状态是否正常，一旦出现报警信息可立即停机。

2）所谓布料系统是实现初级发酵期，生物处理物料的全方位摊铺和成垛。其上游接混合机尾端，向下游各单元设备的衔接顺序依次为：一台带式输送机（纵向穿梭输送带5，其可根据具体空间条件更换皮带长度）、一条可移动布料机6。

在所述布料系统上，各单元设备的衔接关系为：一条可移动布料机支撑和行走机构通过铰接成为一体，成T字形状(以下简称T型机构)，T型机构在生物处理发酵槽长边方向上(以下简称纵向)一起行进和后退。其中可移动布料机，可随T型机构在生物处理发酵槽长边方向行进和后退，T型机构在布料起始端布料时，可移动布料机6可沿两个发酵槽短边方向左右移动。通过可移动布料机6的横向和纵向行进和后退，可在生物处理发酵槽区域形成一个平面坐标体系，至此，构成了生物处理发酵槽布料的三维空间坐标体系，可实现本工序流程。

所述可移动布料机6设置就地启停和远程启停功能，同时远程监控系统可以监测设备的启动、运行、停止和报警状态。

所述T型机构的行进电机分别设置就地启停和远程启停功能，同时远程监控系统可以监测设备的启动、运行、停止和报警状态，一旦出现报警信息可立即停机。为了T型机构安全考虑，分别在其行走范围内的两端极限位置设置机械限位和电气限位装置，电气限位除了设置行程开关外，还通过远程监控系统采集到的行程编码信号设定软限位开关，一旦T型机构行进到极限位置设定范围，远程监控系统可发出报警和停机信号并停机。

3）所谓翻堆系统，其将与布料系统配合实现：a.同一生物处理发酵槽内物料的横向变距翻倒；b.同一生物处理发酵槽内物料的纵向翻倒，不同生物处理发酵槽内物料的横向变距翻倒；c.不同生物处理发酵槽内物料的纵向翻倒。翻堆系统的翻堆机个数由2个以上组成或可根据实际情况任选。

在所述翻堆系统中，翻堆操作除翻堆机7外，还需要使用布料系统（纵向穿梭输送带5和布料机6）共同完成。翻堆机7将生物处理物料从生物处理条垛挖起，然后输送到T型机构的可移动带式输送机（纵向穿梭输送带5）上，将挖出的物料移到另一生物处理位置。

翻堆机均由多个电机驱动，其纵向行走由2个电机同步运行来完成，2个电机分别设置就地启停和远程启停功能，同时远程监控系统可以监测设备的启动、运行、停止和报警状态，一旦出现报警信息可立即停机。其横向行走由1个电机来完成，分别设置就地启停和远程启停功能，同时远程监控系统可以监测设备的启动、运行、停止和报警状态，一旦出现报警信息可立即停机。

4）所谓筛分系统，园林垃圾经过发酵后，含水率降低。发酵物料根据实际需要，经过筛分设备9的机械筛分后，大于要求粒径的物料直接装入转运车外运，小于要求粒径的物料送至次级发酵车间进行腐熟即可。本成套系统，考虑到空间有限，特选用此筛分系统。

筛分系统的装载机和与之配合的筛分铲斗。

筛分铲斗是一台集筛分和装运于一体的设备，由装载机和与之配合的筛分铲斗完成筛分和腐熟条垛的成堆过程；铲斗底部安装具有一定孔隙间距的圆盘筛面，圆盘筛的主要运动部件为均布圆盘的回转轴组，以圆盘和回转轴构成筛分区域。其动力来自于装载机，可以通过装载机控制全部筛分过程。

5）所谓供氧系统，即按照堆体反应情况和反应温度调整通风量，以全面满足供氧和冷却的通风功能。

供氧系统其与初级发酵设备共处一室，风机进风口穿过车间外墙，从外部引入新鲜空气，在堆肥发酵槽底部按堆肥条垛位置均布供风管路供风管路风分干管和支管。

每台风机均分别设置就地启停和远程启停功能，同时远程监控系统可以监测设备的启动、运行、停止和报警状态，一旦出现报警信息可立即停机。风量的调节可根据堆温进行设定。

6）所谓除臭系统，即经过整套系统处理后，臭气中的各污染物将分别被吸收、分解，净化，处理后的气体最终满足国家排放标准要求。

除臭系统设一套二级洗涤除臭净化系统,第一步采用酸液洗涤净化塔除臭，第二步采用碱液洗涤净化塔除臭。整套系统自动控制，包括风机、循环水泵、加药系统等一切除臭系统的运行。整套二级洗涤除臭净化设备采用就地和远程两种运行模式，就地控制模式下，通过人工手动控制设备的启停，在远程控制模式下，可在中控室对设备进行启停控制，同时，设备运行状态应可在中控室进行显示。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，其特征在于包括混配系统、布料系统、翻堆系统、供氧系统、筛分系统、除臭系统和各系统连接起来的生产线； 

1）混配系统的各单元设备连接顺序自上游向下游依次为：一台上料设备、一台主料仓连接计量装置、一台配料仓连接计量装置、一台给料机构和一台有运输功能的混合机； 

混配系统的各单元设备的连接关系为：发酵主料通过运输设备将主要物料按比例混合装填到主料料斗，辅料按比例加入配料料仓，由输送设备将所有物料运送至混合机；所有物料在给料机构内初步交汇混合，并同时通过此输送设备送至混合机内，混合机将生物处理物料充分搅拌混合后输送到布料系统； 

远程监控系统控制各个设备； 

2）布料系统其上游接混合机尾端，向下游各单元设备的连接顺序依次为：一台带式输送机、一条可移动布料机； 

布料系统的各单元设备的连接关系为：该条可移动布料机的支撑和行走机构，通过铰接与带式输送机的支撑成为一体，构成T型机构； 

在T型机构行走范围内的两端极限位置设置机械限位和电气限位装置，电气限位除了设置行程开关外，还通过远程监控系统采集到的行程编码信号设定软限位开关； 

3）翻堆系统其上游接布料系统的带式输送机，向下游各单元设备连 接顺序依次为：一台可移动翻堆机、一套出料设备； 

翻堆机可通过带式输送机将物料输送到T型机构的可移动带式输送机上，将挖出的物料移到另一生物处理位置；还可通过带式输送机与翻堆机的配合，完成初级发酵孰料的出料 ；

4）筛分系统为装载机和与之配合的筛分铲斗； 

筛分铲斗是一台集筛分和装运于一体的设备，铲斗底部安装具有一定孔隙间距的圆盘筛面，圆盘筛的主要运动部件为均布圆盘的回转轴组，以圆盘和回转轴构成筛分区域；其动力来自于装载机； 

5）供氧系统其与初级发酵设备共处一室，风机进风口穿过车间外墙，从外部引入新鲜空气，在堆肥发酵槽底部按堆肥条垛位置均布供风管路，供风管路分干管和支管； 

6）除臭系统设一套二级洗涤除臭净化系统。 

2.权利要求1所述的一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，其特征在于T型机构在生物处理发酵槽长边方向上或称纵向一起行进和后退；其中可移动布料机，可随T型机构在生物处理发酵槽长边方向行进和后退，T型机构在布料起始端布料时，可移动布料机沿两个发酵槽短边左右方向移动；通过可移动布料机的横向和纵向行进和后退，可在生物处理发酵槽区域形成一个平面坐标体系，至此，构成了生物处理发酵槽布料的三维空间坐标体系。 

3.权利要求1所述的一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，其特 征在于翻堆机均由多个电机驱动，其纵向行走由2个电机同步运行来完成，2个电机分别设置就地启停和远程启停功能；其横向行走由1个电机来完成。 

4.权利要求1所述的一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，其特征在于翻堆系统的翻堆机个数由2个以上组成； 

出料运输采用装载机或各式皮带机。 

5.权利要求1所述的一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，其特征在于上料设备为装载机、皮带机。 

6.权利要求1所述的一种园林绿色废弃物生物处理成套系统，其特征在于给料机构为提升机、带式输送机、螺旋给料器或输送给料设备。 

7.一种城市园林绿色废弃物生物处理方法，其特征在于包括以下步骤； 

定量混合步骤；调节发酵原料碳氮比，将粉碎后的树枝、树叶、碎草或其他原料按照不同设定比例进行定量混合； 

运送步骤；发酵主料通过运输设备将主要物料按比例混合装填到主料料斗，辅料按比例加入配料料仓，由输送设备运送至混合机； 

所有物料在给料机构内交汇初步混合，并同时通过此输送设备送至混合机内，混合机将生物处理物料充分搅拌混合后输送到布料系统； 

布料步骤；该系统上设置水分补充系统，可根据物料含水率变化情况适当增补水分，使堆肥原料满足发酵水分要求； 

翻堆步骤；其与布料系统配合完成物料的倒垛 ;

生物处理物料从生物处理条垛挖起，然后通过带式输送机将物料输送到T型机构的可移动带式输送机上，即可将挖出的物料移到另一生物处理位置，也可实现布料或出料运输的功能； 

筛分步骤；园林垃圾经过发酵后，含水率降低，发酵物料根据实际需要，经过机械筛分后，大于要求粒径的物料直接装入转运车外运，小于要求粒径的物料送至次级发酵车间进行腐熟即可； 

供氧步骤：即按照堆体反应情况和反应温度调整通风量，以全面满足供氧和冷却的通风功能； 

除臭步骤：即经过整套系统处理后，臭气中的各污染物将分别被吸收、分解，净化，处理后的气体最终满足国家排放标准要求； 

监控步骤；上述设备均可设置就地启停和远程启停功能，同时监测设备的启动、运行、停止和报警状态。 

8.权利要求7所述的一种城市园林绿色废弃物生物处理方法，其特征在于翻堆步骤可完成：同一生物处理发酵槽内物料的横向变距翻倒； 

或：同一生物处理发酵槽内物料的纵向翻倒，不同生物处理发酵槽内物料的横向变距翻倒； 

或：不同生物处理发酵槽内物料的纵向翻倒。 

9.权利要求7所述的一种城市园林绿色废弃物生物处理方法，其特征在于监控步骤；相关设备均设置有跑偏开关、失速开关仪表，实时监测设备的运行工作状态并将监测信号远程监控系统，远程监控系统可根据这些监测信号判断设备的工作状态是否正常，一旦出现报警信息可立即停机。 

10.权利要求7所述的一种城市园林绿色废弃物生物处理方法，其特征在于除臭步骤第一步采用酸液洗涤净化塔除臭，第二步采用碱液洗涤净化塔除臭;采用就地和远程两种运行模式，就地控制模式下，通过人工手动控制设备的启停，在远程控制模式下，可在中控室对设备进行启停控制，同时，设备运行状态应可在中控室进行显示。 

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