CN103145467B - 有机固体废物好氧堆肥器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了有机固体废物好氧堆肥器，包括进料混合器、输送机、发酵塔、刮板驱动装置、鼓风机、加热装置、抽风机、废气处理装置、中心出料托盘、周边出料托盘、转盘式造粒机、造粒机驱动装置、返料输送机、造粒剂添加装置及螺旋输送机，其特征在于：所述发酵塔的上方设置有圆锥台型的封盖；所述转盘式造粒机设置在发酵塔的下方；所述进料混合器通过输送机与封盖侧面的进料口连接；所述中心出料托盘上方设置向内刮板，周边出料托盘上方设置向外刮板；所述发酵塔内自上而下依次设置有两组以上的中心出料托盘和周边出料托盘。本发明具有处置有机固体废物实现减量化、稳定化、无害化、资源化的特点，占地面积较小，同时具有能进行自动化进料、造粒、自控通风、温度控制、尾气处理的特点。
Description
技术领域
本发明涉及堆肥技术领域，具体涉及有机固体废物好氧堆肥器。
背景技术
随着城市化进程加快，固体废物产生量不断增加，尤其是城市垃圾量和污水量不断增加，随之产生的城市有机垃圾和污水处理厂污泥越来越多，从固体废物中回收资源和能源，减少最终处置的废物量，从而减轻其对环境污染的负荷，已成为急待解决的问题。固体废物处置的目的主要有以下四个方面：减量化：减少固体废物最终处置前的体积，以降低固体废物处理及最终处置的费用；稳定化：通过处理使固体废物稳定化，避免产生二次污染；无害化：达到固体废物的无害化与卫生化，如去除重金属、灭菌等；资源化：在处理固体废物的同时达到变害为利、综合利用、保护环境的目的，如产生堆肥、沼气等。固体废物处置的方法有海洋处置、陆地处置、垃圾填埋场处置、焚烧、生物处理等，其缺点分别为：海洋处置已受到越来越多的限制；陆地处置对土地的污染很严重；垃圾填埋场处置：选择合适场地做防渗处理后将垃圾进行填埋，对周围污染较小，但是会产生很难处理的高浓度垃圾渗滤液；焚烧处置存在产生废气问题。其中，固体废物生物处置：以固体废物中的可降解有机物为对象，通过生物的好氧和厌氧作用，转化为稳定产物、能源和其他有用物质的一种处理方法，同时具有固体废物处置减量化、稳定化、无害化、资源化的目的，实现了资源综合利用，好氧堆肥化为固体废物生物处置的其中一类。
现有传统的好氧堆肥化技术，有采用露天条垛型、静态强制通风型、卧式动态密闭型堆肥等，都存在占地面积较大，很难控制好氧堆肥的运行条件，还会产生恶臭气体，影响周围环境，因为缺少肥料所需营养元素，最终堆肥产品的价值不高，很难实现堆肥产业化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了有机固体废物好氧堆肥器，具有处置有机固体废物实现减量化、稳定化、无害化、资源化的特点，好氧堆肥器的占地面积较小，同时该好氧堆肥器具有能进行自动化进料、造粒、自控通风、温度控制、尾气处理的特点。
本发明的目的主要通过以下技术方案实现：有机固体废物好氧堆肥器，包括进料混合器、输送机、发酵塔、刮板驱动装置、鼓风机、加热装置、抽风机、废气处理装置、中心出料托盘、周边出料托盘、转盘式造粒机、造粒机驱动装置、返料输送机、造粒剂添加装置及螺旋输送机，其特征在于：所述发酵塔的上方设置有圆锥台型的封盖；所述转盘式造粒机设置在发酵塔的下方；所述进料混合器通过输送机与封盖侧面的进料口连接；所述中心出料托盘上方设置向内刮板，周边出料托盘上方设置向外刮板，且向内刮板和向外刮板均安装在传动轴上；所述封盖顶部中心设置有刮板驱动装置；所述发酵塔内自上而下依次设置有两组以上的中心出料托盘和周边出料托盘，且一个中心出料托盘和一个周边出料托盘为一组。有机固体废物经过进料混合器混合均匀后，通过输送机从封盖的进料口进入发酵塔内的中心出料托盘上，刮板驱动装置通过传动轴带动向内刮板将物料推向中心，然后进入周边出料托盘上，同时刮板驱动装置通过传动轴带动向外刮板将物料推向周边，接下来进入中心出料托盘上，以此类推物料自上而下迁移。
所述中心出料托盘和周边出料托盘的锥顶角α均为160°～170°。中心出料托盘向下凹，周边出料托盘向上凸，采用此锥顶角α为160°～170°是为了使中心出料托盘上物料被推向中心，使周边出料托盘上物料被推向周边，经过试验研究的最佳角度。
所述发酵塔的侧壁每间隔2.5米～3.0米设置一层检修平台。检修平台设置此间隔高度是为了便于安装和检修。
所述发酵塔的侧壁设置有温度计，且温度计位于每个中心出料托盘或周边出料托盘的盘边上方。通过温度计可以监控每层的温度，实现对堆肥过程的温度控制。
所述鼓风机通过管道依次连接加热装置、通风主管、通风支管及发酵塔内侧的喇叭口型的扩散器，并在通风支管上设置有阀门，且通风支管位于每个中心出料托盘和周边出料托盘的盘边上方。因为发酵塔内每段所需通风量不同，通过阀门调节每层风量，加热装置将空气加热调节发酵塔内各段温度。
所述抽风机的进口端连接抽气管，抽风机的出口端连接废气处理装置。在堆肥过程中会产生恶臭气体，废气处理装置通过吸附剂吸附去除恶臭气体。
所述造粒机驱动装置的上方设置有圆盘型的转盘，造粒机驱动装置与转盘通过轴连接，且转盘的锥顶角β为160°～175°。物料在转盘内旋转滚动形成颗粒，采用此锥顶角β为160°～175°是为了增加物料与转盘表面的摩擦，形成适合的颗粒，经过试验研究的最佳角度。
所述转盘式造粒机的一侧设置有返料口，转盘式造粒机的另一侧设置有出料口，且出料口前设置有筛网。并根据堆肥产品的需要加入营养剂，如磷、钾等，物料在转盘内被旋转滚动形成颗粒，颗粒粒径为1.8～4.5毫米，合适粒径的颗粒漏过筛网进入出料口，得到最终的堆肥产品。
所述返料输送机设置在转盘式造粒机与进料混合器之间。将较大颗粒返回进料混合器，为新加入物料提供微生物接种，并可以调节进料的碳氮比和含水率。
进一步的，所述螺旋输送机的进料口连接造粒剂添加装置，螺旋输送机的出料口位于转盘式造粒机的转盘上方。造粒剂添加装置通过螺旋输送机向转盘内加入造粒剂，造粒剂具有粘接作用，并根据堆肥产品的需要加入营养剂。
本发明的工作原理为：有机固体废物首先经过破碎、分选后达到好氧堆肥所需物料要求，有机固体废物的有机质含量为20～80%之间，物料颗粒的平均适宜粒度为12～60mm，有机固体废物通过发酵塔在一定含水率、C/N（碳氮比）、温度、PH、通风、微生物、发酵时间、翻动等条件下进行好氧堆肥，起到主导作用的微生物为好氧菌和兼性菌，其中：含水率最佳范围为50%～60%，C/N最佳范围为20～25，中温好氧堆肥温度范围为30～38℃，高温好氧堆肥温度范围为55～60℃，发酵时间为10～15天，PH范围为7～7.5，采用强制通风。在上述条件下，有机固体废物经过进料混合器混合均匀后，通过输送机从封盖的进料口进入发酵塔内的中心出料托盘上，刮板驱动装置通过传动轴带动向内刮板将物料推向中心，然后进入周边出料托盘上，同时刮板驱动装置通过传动轴带动向外刮板将物料推向周边，接下来进入中心出料托盘上，以此类推物料自上而下迁移，并在这个过程中，鼓风机向发酵塔内吹入热风，温度计监控每层托盘的温度，调节热风量控制温度，有机固体废物产生好氧分解为腐殖质堆肥。完成发酵的物料在最后的一个周边出料托盘出料口进入转盘式造粒机，造粒机驱动装置带动转盘旋转，造粒剂添加装置通过螺旋输送机向转盘内加入造粒剂，造粒剂具有粘接作用，并根据堆肥产品的需要加入营养剂，如磷、钾等，物料在转盘内被旋转滚动形成颗粒，颗粒粒径为1.8～4.5毫米，合适粒径的颗粒漏过筛网进入出料口，得到最终的堆肥产品。每层中心出料托盘和周边出料托盘之间产生的废气通过抽风机，将废气抽入废气处理装置中进行吸附除臭处理，处理达标后排放。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明实现资源综合利用，将有机固体废物转化为腐殖质，进行添加营养元素，对堆肥进行造粒，形成最佳颗粒粒径的复合肥料，生产的堆肥产品作为肥料使用，实现了资源化利用。而不是像海洋处置、垃圾填埋等其他处置方式，没有实现资源化利用。
（2）本发明将有机固体废物转化为堆肥的同时，并通过反应过程中合适的温度和时间对有机固体废物中细菌进行了灭活，实现了固体废物减量化和无害化。
（3）本发明好氧堆肥器采用较大的高径比，物料自上而下迁移，有利于控制停留时间，并且好氧堆肥器的占地面积较小。
（4）本发明好氧堆肥器采用了废气处理装置，降低恶臭废气的产生，不会影响周围环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为发酵塔的其中一段剖面图；
图3为中心出料托盘的平面示意图；
图4为中心出料托盘的剖面图；
图5为周边出料托盘的平面示意图；
图6为周边出料托盘的剖面图；
图7为向内刮板的结构示意图；
图8为向外刮板的结构示意图；
图9为转盘式造粒机的结构示意图；
图10为转盘式造粒机的转盘剖面图。
附图中附图标记所对应的名称为：1、进料混合器，2、输送机，3、发酵塔，4、进料口， 5、封盖，6、刮板驱动装置，7、传动轴，8、鼓风机，9、加热装置，10、通风主管，11、通风支管，12、阀门，13、抽气管，14、抽风机，15、废气处理装置，16、中心出料托盘，17、周边出料托盘，18、温度计，19、向内刮板，20、向外刮板，21、检修口，22、出料口，23、底座，24、转盘式造粒机，25、造粒机驱动装置，26、返料输送机，27、造粒剂添加装置，28、螺旋输送机，29、返料口，30、观察视窗，31、转盘，32、检修平台，33、筛网。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
如图1～10所示，有机固体废物好氧堆肥器，包括进料混合器1、输送机2、发酵塔3、刮板驱动装置6、鼓风机8、加热装置9、抽风机14、废气处理装置15、中心出料托盘16、周边出料托盘17、转盘式造粒机24、造粒机驱动装置25、返料输送机26、造粒剂添加装置27及螺旋输送机28，其特征在于：所述发酵塔3的上方设置有圆锥台型的封盖5；所述转盘式造粒机24设置在发酵塔3的下方；所述进料混合器1通过输送机2与封盖5侧面的进料口4连接；所述中心出料托盘16上方设置向内刮板19，周边出料托盘17上方设置向外刮板20，且向内刮板19和向外刮板20均安装在传动轴7上；所述封盖5顶部中心设置有刮板驱动装置6；所述发酵塔3内自上而下依次设置有两组以上的中心出料托盘16和周边出料托盘17，且一个中心出料托盘16和一个周边出料托盘17为一组。
所述中心出料托盘16和周边出料托盘17的锥顶角α均为160°～170°。
所述发酵塔3的侧壁每间隔2.5米～3.0米设置一层检修平台32。
所述发酵塔3的侧壁设置有温度计18，且温度计18位于每个中心出料托盘16或周边出料托盘17的盘边上方。
所述鼓风机8通过管道依次连接加热装置9、通风主管10、通风支管11及发酵塔3内侧的喇叭口型的扩散器，并在通风支管11上设置有阀门12，且通风支管11位于每个中心出料托盘16和周边出料托盘17的盘边上方。
所述抽风机14的进口端连接抽气管13，抽风机14的出口端连接废气处理装置15。
所述造粒机驱动装置25的上方设置有圆盘型的转盘31，造粒机驱动装置25与转盘31通过轴连接，且转盘31的锥顶角β为160°～175°。
所述转盘式造粒机24的一侧设置有返料口29，转盘式造粒机24的另一侧设置有出料口22，且出料口22前设置有筛网33。
所述返料输送机26设置在转盘式造粒机24与进料混合器1之间。
进一步的，所述螺旋输送机28的进料口连接造粒剂添加装置27，螺旋输送机28的出料口位于转盘式造粒机24的转盘31上方。
本发明有机固体废物好氧堆肥器的工作原理为：有机固体废物首先经过破碎、分选后达到好氧堆肥所需物料要求，有机固体废物的有机质含量为20～80%之间，物料颗粒的平均适宜粒度为12～60mm，最佳粒径随垃圾物理特性而变化，其中：纸张、纸板等破碎粒度尺寸要在3.8～5.0cm之间；材质比较坚硬的废物粒度要求小些，在0.5～1.0cm之间；以厨房食品垃圾为主废物，其破碎尺寸要求大一些，以免碎成浆状物料，妨碍好氧发酵。如城市有机垃圾和污水处理厂污泥可以作为有机固体废物堆肥，有利于资源化利用。
有机固体废物通过发酵塔在一定含水率、C/N（碳氮比）、温度、PH、通风、微生物、发酵时间、翻动等条件下进行好氧堆肥，起到主导作用的微生物为好氧菌和兼性菌，其中：含水率最佳范围为50%～60%，C/N最佳范围为20～25，中温好氧堆肥温度范围为30～38℃，高温好氧堆肥温度范围为55～60℃，发酵时间为10～15天，PH范围为7～7.5，采用强制通风。
有机固体废物在上述条件下，经过进料混合器1混合均匀后，通过输送机2从封盖5的进料口4进入发酵塔3内的中心出料托盘16上，刮板驱动装置6通过传动轴7带动向内刮板19将物料推向中心，然后进入周边出料托盘17上，同时刮板驱动装置6通过传动轴7带动向外刮板20将物料推向周边，接下来进入中心出料托盘16上，以此类推物料自上而下迁移，并在这个过程中，鼓风机8向发酵塔3内吹入热风，温度计18监控每层托盘的温度，调节热风量控制温度，有机固体废物产生好氧分解为腐殖质堆肥。完成发酵的物料在最后的一个周边出料托盘17出料口进入转盘式造粒机24，造粒机驱动装置25带动转盘31旋转，造粒剂添加装置27通过螺旋输送机28向转盘31内加入造粒剂，造粒剂具有粘接作用，并根据堆肥产品的需要加入营养剂，如磷、钾等，物料在转盘31内被旋转滚动形成颗粒，颗粒粒径为1.8～4.5毫米，合适粒径的颗粒漏过筛网33进入出料口22，得到最终的堆肥产品。
每层中心出料托盘16和周边出料托盘17之间产生的废气通过抽风机14，将废气抽入废气处理装置15中进行吸附除臭处理，处理达标后排放。
如上所述，则能很好的实现本发明。
Claims (10)
1.有机固体废物好氧堆肥器，包括进料混合器（1）、输送机（2）、发酵塔（3）、刮板驱动装置（6）、鼓风机（8）、加热装置（9）、抽风机（14）、废气处理装置（15）、中心出料托盘（16）、周边出料托盘（17）、转盘式造粒机（24）、造粒机驱动装置（25）、返料输送机（26）、造粒剂添加装置（27）及螺旋输送机（28），其特征在于：所述发酵塔（3）的上方设置有圆锥台型的封盖（5）；所述转盘式造粒机（24）设置在发酵塔（3）的下方；所述进料混合器（1）通过输送机（2）与封盖（5）侧面的进料口（4）连接；所述中心出料托盘（16）上方设置向内刮板（19），周边出料托盘（17）上方设置向外刮板（20），且向内刮板（19）和向外刮板（20）均安装在传动轴（7）上；所述封盖（5）顶部中心设置有刮板驱动装置（6）；所述发酵塔（3）内自上而下依次设置有两组以上的中心出料托盘（16）和周边出料托盘（17），且一个中心出料托盘（16）和一个周边出料托盘（17）为一组。
2.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述中心出料托盘（16）和周边出料托盘（17）的锥顶角α均为160°～170°。
3.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述发酵塔（3）的侧壁每间隔2.5米～3.0米设置一层检修平台（32）。
4.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述发酵塔（3）的侧壁设置有温度计（18），且温度计（18）位于每个中心出料托盘（16）或周边出料托盘（17）的盘边上方。
5.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述鼓风机（8）通过管道依次连接加热装置（9）、通风主管（10）、通风支管（11）及发酵塔（3）内侧的喇叭口型的扩散器，并在通风支管（11）上设置有阀门（12），且通风支管（11）位于每个中心出料托盘（16）和周边出料托盘（17）的盘边上方。
6.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述抽风机（14）的进口端连接抽气管（13），抽风机（14）的出口端连接废气处理装置（15）。
7.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述造粒机驱动装置（25）的上方设置有圆盘型的转盘（31），造粒机驱动装置（25）与转盘（31）通过轴连接，且转盘（31）的锥顶角β为160°～175°。
8.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述转盘式造粒机（24）的一侧设置有返料口（29），转盘式造粒机（24）的另一侧设置有出料口（22），且出料口（22）前设置有筛网（33）。
9.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述返料输送机（26）设置在转盘式造粒机（24）与进料混合器（1）之间。
10.根据权利要求1所述的有机固体废物好氧堆肥器，其特征在于：所述螺旋输送机（28）的进料口连接造粒剂添加装置（27），螺旋输送机（28）的出料口位于转盘式造粒机（24）的转盘（31）上方。
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