CN102935443A - 蜂窝式有机固体废物发酵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蜂窝式有机固体废物发酵系统，是由至少一个两两相切排列且垂直于地面的发酵单元组成，其所述发酵单元包括承重装置（1）、发酵装置和检测装置，检测装置设于发酵装置内，所述发酵装置包括发酵袋（6）、牵引带（5）和中轴管（7），所述承重装置（1）顶部设有固定装置Ⅰ（2）和固定装置Ⅱ（3）；所述发酵袋（6）上袋口与固定装置Ⅰ（2）连接。本发明具有土地利用率高、发酵成本低、环境污染小、能自动化和规模化生产等优点，无论多大生产规模，发酵过程只需一人操作就可完成，整个发酵过程中无需人工通气与搅拌。

Description

蜂窝式有机固体废物发酵系统

技术领域

本发明涉属于发酵设备领域，具体是一种蜂窝式有机固体废物发酵系统。

背景技术

随着我国社会经济和城镇化的快速发展，城镇污水处理厂污泥、有机工业废水污泥、畜禽粪便、生活垃圾、农作秸秆等有机固体废物产生量越来越多。有机固体废物中的高含水率和高有机质含量使其极易腐败发臭，另外还含有大量病原微生物、寄生虫卵和重金属，如不对其进行有效地处理处置，将会破坏环境，污染水体和土壤，危害人体健康。

有机固体废物发酵方式多种多样，总的来说基本上分敞开式和封闭式发酵两大类，敞开式发酵是一种古老的发酵技术，分为堆式和仓式两种形式。关于敞开式发酵，我们查到如下公开文献：

1.      申请号：00253853.9，实用新型名称：深池固体发酵高效翻倒装置，摘要：一种深池固体发酵高效翻倒装置包括一个盛着发酵物料的池体，池上有架在导轨上的桥形纵向行走机构、架在纵向行走机构上的横向行走小车，在横向行走小车上置有垂直提料机构和水平输料机构，由电控部分控制控制运动，其垂直提料机构是斗提机，其水平输料机构是皮带机或螺旋输送机，其水平输料机构前端设有轴流风机冷却机构。该装置可提高堆肥的质量和均匀性，减小工人的劳动强度，使废料发酵实现工厂化、自动化、规模化。

2.      申请号：200910195541.3，发明名称：新型间歇动态快速高温好氧发酵仓，摘要：该发酵仓罩壳上部中央位置底部设有废气收集装置，废气收集装置下部设有有机固体废弃物均布装置，所述的有机固体废弃物均布装置由一个设置在罩壳内腔左侧的立柱，立柱顶部设有斜向上的输送装置和一个位于该输送装置右侧端口正下方的摆动溜槽相对应构成，所述的摆动溜槽的下部设有发酵仓，发酵仓的下部设有供气装置，供气装置的下部设有螺杆出料装置，螺杆出料装置把完成发酵的物料从发酵仓右侧面的出口挤出。本发明同现有技术相比，占地面的小，机械化程度高、自动化程度高、发酵效率高、效果好，只要供风不断，发酵仓内始终保证一个适宜菌群生长的温度，提高发酵速度。

但敞开式发酵占地面积大，极易产生废气、废水、废渣造成二次污染等缺点，具有很大不可控性。

现有的封闭式发酵是将需要发酵的物料放入密闭的容器内,在容器底部留有通气空间,也有将通气设施事先预埋好，或在发酵物料内钻孔等方法进行发酵，期间要对物料进行数次搅拌或者向发酵料内压入空气。关于封闭式发酵，我们查到如下公开文献：

1.申请号：01270618.3，实用新型名称：固体有机废物好氧发酵装置，摘要：一种固体有机废物好氧发酵装置，包括：利用皮带进行物料分层和皮带的运动来实现物料的传递，所述物料分层，则根据固体有机物料发酵时间作为分层的依据，利用皮带承受物料和分层，所述物料传递，则通过动力滚筒和改向滚筒的运动控制皮带的均匀移动，确保各层物料的相互传递。这种装置可以对有机质成分含量高（40%-80%以上）的固体废物进行好氧发酵处理后变成有机肥。

2.申请号：201120302973.2，实用新型名称：一种好氧发酵室，摘要：本实用新型公开了一种好氧发酵室，包括位于下部的池体及位于池体上方的挡雨透光顶棚，所述的池体内设置有向待发酵物供氧的供氧通路。供氧通路包括铺设在池体底部的管路，管路与气源相连，管路上有出气口，并在管路上铺设碎石子。供氧通路出来的空气与池体内堆放的发酵物充分接触，为发酵物的发酵提供氧气。本实用新型可有效解决，现有固体发酵设备对发酵量大、发酵周期长的固体发酵物存在处理量不足、经济效益低的问题。

3.申请号：201120348046.4，实用新型名称：一种城市生活垃圾好氧发酵改进装置，摘要：包括进料驱动装置结构、排料驱动装置结构、喷淋泵机构、过滤材料、排水进气阀结构、搅拌器结构、排料管、进料管，好氧降解装置的主体是空腔结构的降解罐，降解罐内的空腔结构上、中、下部被分为储气室、降解室、储液室三个部分，降解罐的顶端连接进料管，进料管上设有进料驱动装置，降解罐的顶部还设有排气泄压管和催化剂添加管，降解罐低端设排水进气阀，排水进气阀另一端连接排料管，排料管上设有排料驱动装置。本实用新型具有降解效率更高、结构更合理、分布更均、占地面积更小的优点。

4.申请号：201120494797.7，实用新型名称：一种筒仓式生物固体好氧发酵反应器，摘要：包括直立的圆筒状的筒仓、用于向筒仓内添加物料的布料器、曝气管、鼓风机、排风机和用于出料的出料机。本实用新型具有占地面积小，发酵周期短等优点。

5.申请号：200810230643.X，发明名称：斜体式气流脉动固体发酵反应组合仓，摘要：包括无菌供风系统、刮板提升系统、密封螺旋传导系统、接种补料系统、自动检测系统、电脑控制系统、无菌空气过滤系统，发酵反应组合仓由一个物料汽爆系统和一个螯合反应仓及至少一组的发酵仓构成，发酵仓的仓体为独立密闭式结构，仓体成25°-75°角倾斜设置，斜舱内壁设有脉动式输送机及布风和送风系统，在仓体的顶部设有螺旋输送机及整流板，发酵仓的仓底设有反V型通风板，发酵仓的顶部四角设有喷入菌液的接种喷头。优点是：斜体式仓体，便于物料提升；每个仓体都是独立体系，易于控制杂菌；生产效率高、能耗小、适于将秸秆、杂粕、各种农副产品辅料制成微生物菌剂或生物蛋白饲料。

6.      申请号：200420118492.6，实用新型名称：一种大容量固体生物发酵塔，摘要：它由发酵塔、发酵室、搅龙翻抛机、布料传送系统、空气输送与尾气处理系统等组成。其特征是：提供一种大容量固体生物发酵塔，其结构简单巧妙，发酵效率高，能耗低，容量大，占地面积小，操作容易，维修方便，不会造成二次污染。

其封闭式发酵技术缺陷表现在以下方面：1、土地利用率低，目前封闭发酵容器高度一般不超过2米，发酵产量受场地因素制约很大；2、如果是多层容器发酵，则设备投入成本很高；

3、发酵过程中要求不断进行通气或搅拌，费工耗能，发酵成本高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种土地利用率高、发酵成本低、环境污染小、能自动化和规模化生产的蜂窝式有机固体废物发酵系统，无论多大生产规模，发酵过程只需一人操作就可完成，整个发酵过程中无需人工通气和搅拌。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种蜂窝式有机固体废物发酵系统，是至少一个两两相切排列且垂直于地面的发酵单元组成，所述发酵单元包括承重装置、发酵装置和检测装置，检测装置设于发酵装置内，所述发酵装置包括发酵袋、牵引带、中轴管和转向装置，所述承重装置顶部设有固定装置Ⅰ和固定装置Ⅱ；所述发酵袋上袋口与固定装置Ⅰ连接，所述牵引带一端与发酵袋外表面连接，另一端从中轴管底端延长至中轴管顶端汇集处与外部动力连接，所述从中轴管底端至中轴管顶端汇集处之间的部分牵引带与中轴管外表面相连接；所述中轴管设于发酵袋内部中心线上并与地面垂直。

作为进一步说明，以上所述发酵袋上下贯通，设为透气、承重和底部可开合的结构；所述发酵袋的长度为袋口半径的1倍以上，所述半径为0.75m以下。 

作为更优方案，在以上所述中轴管上方设有转向装置，转向装置与固定装置Ⅱ连接；所述牵引带另一端从中轴管底端延长至中轴管顶端汇集处，经转向装置转向后与外部动力连接。

作为进一步说明，在以上所述中轴管顶端汇集处与转向装置之间设有拉绳，拉绳经转向装置转向后与外部动力连接。

作为优选，以上所述转向装置为滑轮。

作为进一步说明，以上所述中轴管设为可在发酵袋内与牵引带一起上下移动的管式结构，所述中轴管内部中空，管壁设为透气结构。

作为进一步说明，以上所述牵引带设为牵引和承重的带状结构。

作为进一步说明，以上所述检测装置为测温仪和测湿仪。

本发明可用于处理有各种农作秸秆（油菜杆、玉米杆、稻草、玉米、豆杆、花生杆、甘蔗杆、木薯杆等）、菜叶、果皮、食物残渣、酒糟、禽畜粪便、淀粉厂废渣、糖厂滤泥、污水厂污泥等。以下是对本发明进一步说明：

本发明的发酵袋，由具有一定耐酸、耐碱、耐温度（40℃以上）的材料制成，可采用软型材料例如膜状材料中的PPC塑料编织薄膜、不锈钢丝以及其他复合型材料编织的网等。发酵袋主要作用是盛料，具有透气、承重和底部可开合功能。

本发明的牵引带对发酵袋起牵引和承重作用，牵引带数量、宽度、厚度以及带间距可根据发酵袋大小来决定。 牵引带与发酵袋的连接有多种方式，当发酵袋强度不足以承载发酵物料时，牵引带可从发酵袋下袋口一直延长到上袋口，与上袋口同时固定在承重装置顶部的固定装置Ⅱ上（固定方法可多样）；当发酵袋强度足以承载发酵物料时，牵引带一端可固定在发酵袋下袋口或下袋口以上任何部位。

本发明的外部动力，具有承重和控制发酵袋下袋口的打开与关闭功能。

本发明的转向装置，它有两个主要功能，一是转向，二是承重。

本发明的测温仪和测湿仪是分别安装在发酵袋内的数字仪器，其检测数据可在操控台上显示出来，可即时监测发酵袋内部发酵过程中的温度和湿度。

本发明的中轴管具有通气作用，其长度与管径大小可根据发酵量的多少确定。

本发明的工作原理是：

当发酵袋需要盛装物料时，外部动力收缩，牵引带上移，发酵袋下袋口随之向内然后向上收拢提升至一定距离形成封闭的袋底，提升的距离可根据发酵袋尺寸而定。这样，发酵物料可从发酵袋上袋口被装入袋中进行发酵；当需要出料的时候，外部动力松开，牵引带下移，发酵袋下袋口会被发酵物料自身重量产生的重力下挤而张开，物料即可以通过牵引带之间的空隙自由落下。

本发明的发酵物料在装进去前都按照配方调配好，因此在发酵过程中温度和湿度不会有太大的变动，不需要进行调节，若温度和湿度过高，直接将物料放出即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）土地利用率高，本发明发酵系统可同时采用多个蜂窝式结构上下叠加进行发酵，可高达几十米，单位面积的发酵效率得到提高。

（2）本发明发酵过程中通气性能得到提高，无需人工通气和搅拌，，整个发酵系统完全使用电控线路来操作。

（3）本发酵系统性价比合理，物料发酵成本低；

（4）整个发酵过程无废气、废水、废渣排放，对环境无污染；

（5）可大规模自动化生产，无论生产规模多大，发酵过程只需一人操作就可完成。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明发酵单元的内剖图；

图3为图1的A-A剖视图。

附图标记：

1-承重装置，2-固定装置Ⅰ，3-固定装置Ⅱ，4-转向装置，5-牵引带，6-发酵袋，7-中轴管、8-测温仪，9-测湿仪，10-汇集处，11-拉绳，12-外部动力。

具体实施例

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。

实施例1：

如图1~图3所示，一种蜂窝式有机固体废物发酵系统，是由4个发酵单元相切排列组合而成，发酵单元包括承重装置1、发酵装置和检测装置，检测装置设于发酵装置内，承重装置1顶部设有固定装置Ⅰ2和固定装置Ⅱ3；发酵袋6上袋口与固定装置Ⅰ2连接，发酵袋6内部中心设有牵引带5、中轴管7和转向装置4，牵引带5一端与发酵袋6外表面连接，另一端从中轴管7底端延长至中轴管7顶端汇集处10与外部动力连接，从中轴管7底端至中轴管7顶端汇集处10之间的部分牵引带5与中轴管7外表面相连接；中轴管7设于发酵袋6内部中心线上并与地面垂直，中轴管7设为可在发酵袋6内与牵引带7一起上下移动的管式结构，中轴管7内部中空，管壁设为透气结构；检测装置为测温仪8和测湿仪9；发酵袋6上下贯通，设为能够透气、承重和底部可开合的薄膜结构；发酵袋6的长度为袋口半径的1倍以上，所述半径为0.75m以下。

 

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：在中轴管7上方设有转向装置4，转向装置4与固定装置Ⅱ3连接；牵引带另一端从中轴管7底端延长至中轴管7顶端汇集处10，经转向装置4转向后与外部动力12连接；转向装置4为滑轮。

 

实施例3：

与实施例2的不同之处在于：在中轴管7顶端汇集处与转向装置4之间设有拉绳11，拉绳11经转向装置4转向后与外部动力12连接。

Claims (8)

1.一种蜂窝式有机固体废物发酵系统，是由至少一个两两相切排列且垂直于地面的发酵单元组成，其特征在于：所述发酵单元包括承重装置（1）、发酵装置和检测装置，检测装置设于发酵装置内，所述发酵装置包括发酵袋（6）、牵引带（5）和中轴管（7），所述承重装置（1）顶部设有固定装置Ⅰ（2）和固定装置Ⅱ（3）；所述发酵袋（6）上袋口与固定装置Ⅰ（2）连接，所述牵引带（5）一端与发酵袋（6）外表面连接，另一端从中轴管（7）底端延长至中轴管（7）顶端汇集处（10）与外部动力（12）连接，所述从中轴管（7）底端至中轴管（7）顶端汇集处（10）之间的部分牵引带（5）与中轴管（7）外表面相连接；所述中轴管（7）设于发酵袋（6）内部中心线上并与地面垂直。

2.根据权利要求1所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：所述发酵袋（6）上下贯通，设为能够透气、承重和底部可开合的薄膜结构；所述发酵袋（6）的长度为袋口半径的1倍以上，所述半径为0.75m以下。

3.根据权利要求2所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：在所述中轴管（7）上方设有转向装置（4），转向装置（4）与固定装置Ⅱ（3）连接；所述牵引带另一端从中轴管（7）底端延长至中轴管（7）顶端汇集处（10），经转向装置（4）转向后与外部动力（12）连接。

4.根据权利要求3所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：在所述中轴管（7）顶端汇集处与转向装置（4）之间设有拉绳（11），拉绳（11）经转向装置（4）转向后与外部动力（12）连接。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：所述转向装置（4）为滑轮。

6.根据权利要求1~4中任一项所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：所述中轴管（7）设为可在发酵袋（6）内与牵引带（7）一起上下移动的管式结构，所述中轴管（7）内部中空，管壁设为透气结构。

7.根据权利要求6所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：所述牵引带（5）为牵引和承重的带状结构。

8.根据权利要求1所述的蜂窝式有机固体废物发酵系统，其特征在于：所述检测装置为测温仪（8）和测湿仪（9）。

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