CN103272823A - 气垫式有机固体废物袋体发酵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气垫式有机固体废物袋体发酵系统，由至少一个发酵单元组成，发酵单元包括承重装置(1)、发酵装置和检测装置，承重装置(1)内设发酵装置，发酵装置内设检测装置，发酵装置包括发酵袋(5)、通气装置(6)、承重带(7)、气垫(8)，其特征在于：承重装置(1)顶部设有固定装置(4)，底部设支撑装置(9)；发酵袋(5)上袋口与固定装置(4)连接，下袋口与承重带(7)连接；通气装置(6)设于发酵袋(5)内；承重带(7)一端与下袋口连接，另一端与中轴管连接；气垫(8)设于发酵袋(5)内，气垫(8)设于发酵袋(5)底部；支撑装置(9)设为气垫(8)的辅助支撑结构。

Description

气垫式有机固体废物袋体发酵系统

技术领域

本发明涉属于发酵设备领域，具体是一种气垫式有机固体废物袋体发酵系统。

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，提供一种占地面积小、发酵成本低、环境污染小、能自动化和规模化生产的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：

一种气垫式有机固体废物袋体发酵系统，是由至少一个发酵单元组成，所述发酵单元包括承重装置1、发酵装置和检测装置，承重装置1内设有发酵装置，发酵装置内设有检测装置，所述发酵装置包括发酵袋5、通气装置6、承重带7、气垫8，其特征在于：所述承重装置1顶部设有固定装置4，底部设有支撑装置9；所述发酵袋5上袋口与固定装置4连接，下袋口与承重带7连接；所述通气装置6设于发酵袋5内；所述承重带7一端与下袋口连接，另一端与中轴管11连接；所述气垫8设于发酵袋5内，所述气垫8固定于发酵袋5底部；所述支撑装置9设为气垫8的辅助支撑结构。

以上所述发酵袋为上下贯通、四周围边且透气的膜状结构。

以上所述气垫设为一个或多个可膨胀和收缩结构，各气垫设为相互连通、部分连通或不连通任意一种；气垫之间在收缩状态时设有空隙；所述气垫为环状、柱状或其他任意形状。

以上所述环状气垫由气垫环以中轴线为圆心由大到小环环相套组成。

以上所述柱状气垫设为水平排列。

以上所述通气装置设为可膨胀和收缩的管状结构，所述通气装置设于发酵袋内任意位置。

以上所述承重带由至少一条或一条以上的带状结构组成，所述承重带作为气垫的承重结构。

以上所述承重装置为罐式结构或架式结构；所述承重装置设为方形、圆形或其他任意一种形状。

以上所述支撑装置设于承重装置底部作为气垫的辅助承重结构。

以上所述检测装置由测温仪和测湿仪组成，测温仪和测湿仪均设于通气装置之间。

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；其主要作用是盛料，具有透气功能。

本发明的气垫，由具有一定耐酸、耐碱、耐温度(40℃以上)、通过充气和放气能反复膨胀和收缩的软性材料制成，它有两个主要功能，一是承重，二是作为发酵装置底部开合的结构；气垫的数量、尺寸以及气垫间距可根据发酵装置大小而定；气垫之间连通方式设为串联、并联或其他任何一种形式；各气垫呈水平均匀排列并固定在发酵袋底部。

本发明的通气装置，由具有一定耐酸、耐碱、耐温度(40℃以上)、通过充气和放气能反复膨胀和收缩的软性管状材料制成，通气装置的数量、位置、间距和尺寸可根据发酵袋大小以及发酵工艺要求而定。

本发明的承重带，对气垫起承重作用，同时对发酵袋起依托和保护作用，当发酵袋不足以承受物料重量时，承重带经过下袋口向上与承重装置顶部的固定装置连接，承重带数量、尺寸以及带间距可根据发酵袋大小而定。

本发明的承重装置设为罐式结构，罐式结构可以是圆罐、方罐或其他任意形状的一种，其罐壁由具有一定耐酸、耐碱、耐温度(40℃以上)的材料制成，可采用硬型材料例如钢板、铁板、塑料板以及复合型材料等，主要作用是承重；本发明的承重装置还可设为架式结构如方形架式、圆形架式或其他任意形状等等。

本发明的支撑装置，位于发酵装置底部，对于气垫具有辅助承重的作用。

本发明的测温仪和测湿仪是分别安装在发酵袋内通气装置之间的数字仪器，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。

本发明单个发酵单元的工作原理是：

(1)盛料、出料

当发酵袋需要盛装物料时，先用空压机对气垫进行充气，由于气垫的膨胀而使气垫之间的空隙被填满，这样，发酵装置底部封闭完成。然后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，将气垫内空气抽干，气垫收缩而体积缩小，气垫之间出现空隙，物料通过气垫之间的空隙自由落下。

(2)通气

盛料前，先用空压机对通气装置进行充气，盛料完成后，将通气装置内的空气抽干，通气装置收缩，物料形成空隙达到自然通气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)土地使用率高，本发明可同时用多个发酵单元上下叠加进行发酵，可以高达几十米；

(2)本发明发酵过程中无需人工搅拌，整个发酵系统完全使用电控线路来操作，所有操作都集中在一个总控室内进行，并由一人控制完成；

(3)本发酵装置性价比合理，物料发酵成本低；

(4)整个发酵过程无废气、废水、废渣排放，发酵能耗低，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为本发明实施例1发酵单元的结构示意图；

图2为本发明实施例1发酵单元的剖视图；

图3为本发明实施例1发酵单元的底部仰视图；

图4为本发明实施例1发酵单元盛装物料的A-A剖视图；

图5为本发明实施例2发酵单元的剖视图；

图6为本发明3个发酵单元组合结构示意图；

图7为本发明的圆形架式承重结构示意图；

图8为本发明的方形架式承重架结构示意图；

图9为本发明的环状气垫装置图；

图10为本发明的柱状气垫装置图。

附图标记：

1-承重装置，2-测温仪，3-测湿仪，4-固定装置，5-发酵袋，6-通气装置，7-承重带，8-气垫，9-支撑装置，10-中轴线，11-中轴管。

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5所示，一种气垫式有机固体废物袋体发酵系统，是由至少一个发酵单元组成，发酵单元包括承重装置1、发酵装置和检测装置，承重装置1设为罐式承重结构，承重装置1顶部设有固定装置4，底部设有支撑装置9，承重装置1内设有发酵装置，发酵装置内设有检测装置，发酵装置包括发酵袋5、通气装置6、承重带7、气垫8，发酵袋5设为垂直于地面、上下贯通、四周围边且能够透气的膜状结构，发酵袋5上袋口与固定装置4连接，下袋口与承重带7连接，通气装置6设为可膨胀和收缩的管状结构，均匀分布于发酵袋内5，承重带7由多条带状结构组成，一端与下袋口连接，另一端与中轴管11连接，气垫8由多个可膨胀和收缩的圆环结构组成，各气垫8相互连通，分别固定于发酵袋5底部并由承重带承重，气垫8顶部通过连接装置与固定装置4连接。

其工作过程如下：

进料时，先用空压机分别对气垫8和通气装置6进行充气，由于气垫8在充气后膨胀而使气垫8之间的空隙被填满，这样，发酵装置底部封闭完成，发酵物料从发酵袋5上袋口被装入袋中；待发酵物料装满并静置一定时间后，将通气装置6内空气抽干，通气装置6收缩，物料形成空隙进入正常发酵。

出料时，将气垫8内空气抽干，气垫8收缩而体积缩小，气垫8之间出现空隙，物料通过气垫8之间的空隙自由落下。

发酵当中通过测温仪2和测湿仪3可监测发酵袋5内的温度和湿度；通过控制进出料时间来调节发酵袋5内的温度和湿度。

实施例2：

如图6所示，一种气垫式有机固体废物袋体发酵系统，是由一个发酵单元组成，发酵单元包括承重装置1、发酵装置和检测装置，承重装置1设为方形架式承重结构，承重装置1顶部设有固定装置4，底部设有支撑装置9，承重装置1内设有发酵装置，发酵装置内设有检测装置，发酵装置包括发酵袋5、通气装置6、承重带7、气垫8，发酵袋5设为垂直于地面、上下贯通、四周能够透气的膜状结构，发酵袋5上袋口与固定装置4连接，下袋口与承重带7连接，通气装置6设为可膨胀和收缩的管状结构，均匀分布于发酵袋内5，承重带7由至少一条或一条以上的带状结构组成，两头分别与承重装置1顶部对应的固定装置4连接，中间部分垂直向下形成U形结构，气垫8固定于发酵袋5底部并设于承重带7的U形结构内，气垫8由一个或多个可膨胀和收缩的柱状气垫组成。

本实施例的工作原理同实施例1。

Claims (9)

1.气垫式有机固体废物袋体发酵系统，是由至少一个发酵单元组成，所述发酵单元包括承重装置(1)、发酵装置和检测装置，承重装置(1)内设有发酵装置，发酵装置内设有检测装置，所述发酵装置包括发酵袋(5)、通气装置(6)、承重带(7)、气垫(8)，其特征在于：所述承重装置(1)顶部设有固定装置(4)，底部设有支撑装置(9)；所述发酵袋(5)上袋口与固定装置(4)连接，下袋口与承重带(7)连接；所述通气装置(6)设于发酵袋(5)内；所述承重带(7)一端与下袋口连接，另一端与中轴管(11)连接；所述气垫(8)设于发酵袋(5)内，所述气垫(8)设于发酵袋(5)底部；所述支撑装置(9)设为气垫(8)的辅助支撑结构。

2.根据权利要求1所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述发酵袋(5)为上下贯通、四周围边且透气的膜状结构。

3.根据权利要求1所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述气垫(8)设为一个或多个可膨胀和收缩结构，各气垫(8)设为相互连通、部分连通或不连通任意一种；气垫(8)之间在收缩状态时设有空隙；所述气垫(8)为环状、柱状或其他任意形状。

4.根据权利要求3所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述环状气垫(8)由气垫(8)环以中轴线(10)为圆心由大到小环环相套组成。

5.根据权利要求3所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述柱状气垫(8)设为水平排列。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述通气装置(6)设为可膨胀和收缩的管状结构，所述通气装置(6)设于发酵袋(5)内任意位置。

7.根据权利要求1所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述承重带(7)由至少一条或一条以上的带状结构组成；所述承重带(7)作为气垫(8)的承重结构。

8.根据权利要求1所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述承重装置(1)为罐式结构或架式结构；所述承重装置(1)设为方形、圆形或其他任意一种形状。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的气垫式有机固体废物袋体发酵系统，其特征在于：所述检测装置由测温仪(2)和测湿仪(3)组成，测温仪(2)和测湿仪(3)均设于通气装置(6)之间。

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