CN103332974A - 罐式aor处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明为罐式AOR处理装置，该装置由罐体、混合系统、曝气系统、增湿系统、控制系统和机架组成；本发明的优点是实现单台设备进行混合、发酵两道工序的作业，减少企业的设备投入及场地占用空间，提高生产率。可根据物料物性调整搅拌桨叶角度、搅拌转速以及曝气方式，适用范围广。操作过程的简便，提高了发酵环境条件的控制精度，减少操作人数和操作人员工作强度，有利于降低营运成本。罐体保温和采光设计，利于发酵起温、保温，延长微生物工作时间，提高设备效率。在北方地区还可延长寒冷季节的使用天数。罐体采用防锈材料，适用于含水率较高的物料混合及发酵。设备结构合理，功能多样。

Description

罐式AOR处理装置

技术领域

本发明涉及一种固废物资源化利用设备，特别适用于可腐有机垃圾制备有机肥。属固废物资源化利用技术装备领域。

背景技术

堆肥化技术是国内外应用最广泛、技术最成熟的有机固体废弃物处理方法之一。它是通过一系列微生物活动的复杂过程使有机固体废弃物达到稳定化、无害化。按利用菌种性质，可分为好氧和厌氧堆肥。由于好氧堆肥与传统自然堆肥法相比，好氧堆肥效率高，堆肥时间短，能有效控制臭味挥发，使用较为广泛。

好氧堆肥的一般工艺基本相同，根据技术特点可分为三类，即条形堆式、通气静态条形堆式和反应器式堆肥（也称发酵仓式堆肥）。

反应器式堆肥是将物料放置在部分或全部密闭的容器内，控制通气和水分条件，使物料进行生物转化和分解。通常好氧堆肥反应器系统包括粉碎设备、混合设备、反应器、输送设备和分离设备等，其中反应器是核心设备。

反应器式与其他两种方式根本区别是堆肥过程在一个或几个容器内进行，机械化、自动化程度高。整个工艺流程包括通风、温度控制、水分控制、无害化控制等几个方面。优点是发酵过程中系统的通气量、物料含水率和温度等参数可控；设备占地面积小，堆肥过程不受气候条件影响；能够对废物进行统一的收集处理，防止环境的二次污染，同时解决臭味问题。

但现有的生产线存在设备多，投资大，能耗高和营运成本高等缺点；还因翻堆技术不易解决，造成腐熟度不够，发酵周期长。

发明内容

为了解决上述问题，本发明是基于生物好氧堆肥法开发的一种资源化处理装置（即OAR法：Organics Aerobic oxidation Resources），旨在克服上述缺点，通过功能整合，结构优化和控制系统的智能改进，使其处理效率更高、投资更少和运行成本更低，适用范围更广的资源化处理设备。其核心是通过对装置附加混合、加热、增湿、曝气等功能，实现装置内部环境参数的集约控制，为微生物的生长与繁殖创造良好条件，使微生物活性处于最佳状态，缩短发酵周期，提高废弃物处理效率和处理质量，降低能耗。本发明可用于污泥、生产生活垃圾等高温好氧发酵工程，也可用于饲料、化工等相关领域。

本发明的技术方案是，罐式AOR处理装置，该装置由罐体、混合系统、曝气系统、增湿系统、控制系统和机架组成；

所述混合系统由桨叶、搅拌轴、减速机和电机组成；

所述曝气系统由曝气风机、第二安全阀、曝气管、曝气头、排气管和排气扇组成；

所述增湿系统由水箱、增压泵、第一安全阀、过滤器、喷淋管和喷头组成，

所述控制系统由控制柜、传感器室、温度控制仪、湿度控制仪、时间控制仪、氧含量控制仪、温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器组成；

所述机架用于固定各系统，采用槽钢制作；

其中，所述罐体、电机、曝气风机、水箱和增压泵均安装在所述机架上，

所述罐体的断面为U形或双拱型，所述罐体的上端设有仓盖，所述仓盖由两块固定仓盖和一块移动仓盖组成，所述移动仓盖位于两块所述固定仓盖中间，所述移动仓盖为进料口，所述曝气头安装在所述罐体内部的下端，所述曝气头与设置在所述罐体下端两侧的所述曝气管联通，所述曝气管的一端通过所述第二安全阀与所述曝气风机的出风口联通，另一端设置曝气管管封；所述罐体底部的中间位置设置出料口，所述出料口上设置双层挡料板和出料阀；所述桨叶通过所述搅拌轴安装在所述罐体的内部，所述搅拌轴的一端伸出所述罐体通过联轴器与所述减速机固结，所述减速机与所述电机之间传动连接，所述排气管安装所述罐体一侧的上端，所述排气扇安装在所述排气管内； 

所述喷头呈45°角安装在所述罐体内侧壁的上端，所述喷头通过管路与设置在所述罐体外侧壁上端的所述喷淋管联通，所述水箱通过所述增压泵、第一安全阀和过滤器与所述喷淋管的一端联通，所述喷淋管另一端设置喷淋管管封；

所述控制柜安装在所述罐体一侧端部罐壁上，所述控制柜内温度控制仪、湿度控制仪、氧含量控制仪和时间控制仪安装，所述传感器室设置在所述罐体内部的下端，所述传感器室内安装所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器，所述传感器室一侧的侧壁为通孔结构，所述温度控制仪、湿度控制仪和氧含量控制仪分别通过数据线与所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器连接，所述时间控制仪通过导线分别与所述曝气风机、排风扇、电机和增压水泵控制连接。

进一步，该装置还包括通堵机构，所述通堵机构包括通堵推杆和复位弹簧，所述通堵推杆安装所述曝气头上，所述复位弹簧设置在所述通堵推杆上。

进一步，所述罐体采用防腐碳钢、复合不锈钢或PVC内衬碳钢材料制成；所述仓盖采用有机玻璃制成。

进一步，所述出料阀为往复型出料阀，其驱动方式包括手动、电磁或气动。

进一步，所述罐体的外侧壁设有一层保温层，所述保温层为保温石棉、泡沫或聚氨酯。

进一步，所述双层挡料板由上层板、下层板、卡扣和活页组成；所述上层板与下层板的一端通过所述活页连接，另一端通过所述卡扣连接；所述上层板为网孔钢板，下层板为平板钢板。

进一步，所述桨叶沿所述搅拌轴的径向0-30度的倾角调整。

本发明原理是：

当装置用于生产生活可腐垃圾处理，采用半自动控制的操作工艺过程如下：

1）备料。测定各种原料的含水率、容重、pH等参数，按工艺要求的比例称重，放置备用。

按物料重量比例称量生物菌种，并按一定浓度配成水溶液放置备用。

2）加料。开启搅拌开关，将各种原料分别通过皮带运输机从本装置入口进入罐内，盖上活动仓盖。混合一定时间后，观察物料混合情况，停机取样观察物料均匀度，多次重复操作直至均匀度、密度、含水率、pH等指标达到工艺要求。

2）发酵。关闭搅拌开关，开启曝气开关和抽气开关，按设定的曝气工艺自动进行发酵，控制原理为温度-时间双因子控制法，当温度超出设定区间时，自动启闭曝气风机；当温度未超出设定区间时，由时间继电器对风机进行量控制，确保发酵所需氧气量。

3）翻料。定期观察和检测罐内物料含水率、容重物性指标，物料处于板结状态时，可反向启动搅拌轴进行翻料，也可定期启动翻料。检测物料含水率低于工艺要求时，可开启喷淋系统增湿物料。

4）出料。当物料腐熟度达到工艺要求时，打开搅拌开关，开启卸料阀，物料从出料口排出运至下道工序。

本发明的有益效果是具有以下特点：

1）实现单台设备进行混合、发酵两道工序的作业，减少企业的设备投入及场地占用空间，提高设备利用率和生产率。

2）可根据物料物性调整搅拌桨叶角度、搅拌转速以及曝气方式，适用范围广。

3）操作过程的简便，提高了发酵环境条件的控制精度，减少了操作人员工作强度；同时减少操作人员，有利于降低营运成本。

4）罐体保温和采光设计，利于发酵起温、保温，延长微生物工作时间，提高设备效率。在北方地区还可延长寒冷季节的使用天数。

5）罐体采用防锈材料，适用于含水率较高的物料混合及发酵。

6）设备结构合理，功能多样，可大范围推广。

附图说明

图1为本发明罐式AOR处理装置的整体结构示意图。

图2、图3为为本发明的通堵结构的结构示意图。

图4为为本发明的曝气和喷淋管道布置示意图。

图5为本发明的双层出料阀结构示意图。

图中：

1仓盖，2.固定仓盖，，3. 排气管，4. 罐体， 5.桨叶 ，6.减速机， 7.电机， 8.机架，9.传感器室 ，10.出料口，11.联轴器，12.曝气风机，13.活动仓盖， 14. 搅拌轴，15.控制柜， 16.保温层，17.排气扇，18. 曝气管，19.通堵推杆，20.复位弹簧，21.卡扣，22.上层板， 23.活页，24.出料阀，25.水箱 ，26.增压泵， 27.第一安全阀， 28.过滤器， 29.喷头 ，30.喷淋管， 31.喷淋管管封， 32.曝气管管封， 33.曝气头 ，34. 双层挡料板，35.第二安全阀，36.下层板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1-5所示，本发明罐式AOR处理装置，该装置由罐体4、混合系统、曝气系统、增湿系统、控制系统、通堵机构和机架8组成；

混合系统由桨叶5、搅拌轴14、减速机6和电机7组成；

曝气系统由曝气风机12、第二安全阀35、曝气管18、曝气头33、排气管3和排气扇17组成；

增湿系统由水箱25、增压泵26、第一安全阀27、过滤器28、喷淋管30和喷头29组成，

控制系统由控制柜15、传感器室9、温度控制仪、湿度控制仪、时间控制仪、氧含量控制仪、温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器组成；

通堵机构包括通堵推杆19和复位弹簧20；

机架8用于固定各系统，采用槽钢制作；

其中，罐体4、电机7、曝气风机12、水箱25和增压泵26均安装在所述机架8上，

采用防腐碳钢、复合不锈钢或PVC内衬碳钢材料制成罐体4的断面为U形或双拱型，罐体4的外侧壁设有一层保温层16，罐体4的上端设有采用有机玻璃制成的仓盖1，仓盖1由两块固定仓盖2和一块移动仓盖13组成，移动仓盖13位于两块所述固定仓盖2中间，移动仓盖13为进料口，曝气头33设置在所述罐体4内部的下端，曝气头34与设置在所述罐体4下端两侧的所述曝气管18联通，曝气管18的一端通过所述第二安全阀35与所述曝气风机12的出风口联通，另一端设置曝气管管封32，通堵推杆19安装在曝气头34上，复位弹簧20设置在所述通堵推杆19上，当物料堵塞曝气头，造成曝气不畅时，人工推进通堵推杆19，清除曝气头前的物料，松开推杆时，在复位弹簧20的作用下，推杆复位，保证曝气畅通；罐体4底部的中间位置设置出料口10，出料口10上设置双层挡料板33和出料阀24，双层挡料板33由多孔钢板材质的上层板22、平板钢板材质的下层板32、卡扣23和活页24组成；上层板22与下层板32的一端通过所述活页23连接，另一端通过卡扣24连接；当负压曝气时 ，松开卡扣24，将平板钢板材质的下层板32打开，进行曝气；桨叶5通过搅拌轴14安装在罐体4的内部，桨叶5可沿搅拌轴14的径向0-30度的倾角调整，搅拌轴14的一端伸出罐体4通过联轴器11与减速机6固结，减速机6与电机7之间传动连接，排气管3安装所述罐体4一侧的上端，排气扇17安装在排气管3内； 喷头29呈45°角安装在罐体4内侧壁的上端，通过管路与设置在罐体4外侧壁上端的喷淋管30联通，水箱25通过增压泵26、第一安全阀27和过滤器28与喷淋管30的一端联通，另一端设置喷淋管管封31；

控制柜15安装在所述罐体4的一侧端部罐壁上，所述控制柜15内温度控制仪、湿度控制仪、氧含量控制仪和时间控制仪安装，所述传感器室9设置在所述罐体4内部的下端，所述传感器室9内安装所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器，所述传感器室9一侧的侧壁为通孔结构，所述温度控制仪、湿度控制仪和氧含量控制仪分别通过数据线与所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器连接，所述时间控制仪通过导线分别与所述曝气风机12、排风扇17、电机7和增压水泵26控制连接。

出料阀24为往复型出料阀，其驱动方式包括手动、电磁或气动。

实施例1

有效容积为4m³的OAR处理装置，其组成包括：罐体、搅拌系统、曝气系统、增湿系统、控制柜和机架等。外形尺寸：4000mmx1500mm

x2500mm，罐体断面为双拱形，材料为复合不锈钢；仓盖由三扇拱形有机玻璃制作，其中中间一扇为进料口，可移动启闭；出料阀采用电磁阀控制；两扇固定与机体。电机功率：25kw，可正反转；桨叶组数8组，倾角5°；采用温度-时间双因子控制工艺过程或氧含量控制工艺。

用于生产、生活有机垃圾处理时，操作工艺过程如下：

1）备料。选择厨房垃圾、麦秸、杂草三种原料，测定各种原料的含水率、密度等参数，长度大于15mm的物料需预先进行粉碎。按总重量2000 kg，5∶3.5∶1.5的比例称重，分别放置备用。

按物料重量0.5%的比例称量生物菌种，稀释成50%浓度的水溶液放置备用。

2）加料。开启搅拌开关，将三种原料分别通过皮带运输机从本装置入口装入罐内，逐量加入生物菌种水溶液。

盖上活动仓盖1-2。混合一定时间后，观察物料混合情况，停机取样观察物料均匀度及密度、含水率、pH等指标；混合料pH在 6.5~7；含水率50%~55%，密度500~550kg/m³范围时，达到工艺要求。

3）发酵。关闭搅拌开关，开启曝气开关和抽气开关，按设定的曝气工艺自动进行发酵，曝气时间15分种，关闭15分钟，每天10小时循环。温度控制区间为50℃~65℃。控制原理为温度-时间双因子控制法。

4）翻料。每天观察和检测罐内物料物性指标，物料处于板结状态时，可反向启动搅拌轴进行翻料，也可定期启动翻料。检测物料含水率低于工艺要求时，可开启喷淋系统增湿物料。

5）出料。当物料发酵程度充分腐熟，无恶臭，含水率小于35%，粒径小于10mm时，打开搅拌开关，开启卸料阀，物料从出料口排出，完成本装置工序；物料由皮带运输机运至下道筛分、包装工序。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.罐式AOR处理装置，其特征在于，该装置由罐体（4）、混合系统、曝气系统、增湿系统、控制系统和机架（8）组成；

所述混合系统由桨叶（5）、搅拌轴（14）、减速机（6）和电机（7）组成；

所述曝气系统由曝气风机（12）、第二安全阀（35）、曝气管（18）、曝气头（34）、排气管（3）和排气扇（17）组成；

所述增湿系统由水箱（25）、增压泵（26）、第一安全阀（27）、过滤器（28）、喷淋管（30）、喷头（29）组成，

所述控制系统由控制柜（15）、传感器室（9）、温度控制仪、湿度控制仪、时间控制仪、氧含量控制仪、温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器组成；

所述机架（8）用于固定各系统，采用槽钢制作；

其中，所述罐体（4）、电机（7）、减速机（6）、曝气风机（12）、水箱（25）和增压泵（26）均安装在所述机架（8）上，

所述罐体（4）的断面为U形或双拱型，所述罐体（4）的上端设有仓盖（1），所述仓盖（1）由两块固定仓盖（2）和一块移动仓盖（13）组成，所述移动仓盖（13）位于两块所述固定仓盖（2）中间，所述移动仓盖（13）为进料口，所述曝气头（34）安装在所述罐体（4）内部的下端，所述曝气头（34）与设置在所述罐体（4）下端两侧的所述曝气管（18）联通，所述曝气管（18）的一端通过所述第二安全阀（35）与所述曝气风机（12）的出风口联通，另一端设置曝气管管封（32）；所述罐体（4）底部的中间位置设置出料口（10），所述出料口（10）上设置双层挡料板（33）和出料阀（24）；所述桨叶（5）通过所述搅拌轴（14）安装在所述罐体（4）的内部，所述搅拌轴（14）的一端伸出所述罐体（4）通过联轴器（11）与所述减速机（6）固结，所述减速机（6）与所述电机（7）之间传动连接，所述排气管（3）安装所述罐体（4）一侧的上端，所述排气扇（17）安装在所述排气管（3）内； 

所述喷头（29）呈45°角安装在所述罐体（4）内侧壁的上端，所述喷头（29）通过管路与设置在所述罐体（4）外侧壁上端的所述喷淋管（30）联通，所述水箱（25）通过所述增压泵（26）、第一安全阀（27）和过滤器（28）与所述喷淋管（30）的一端联通，所述喷淋管（30）另一端设置喷淋管管封（31）；

所述控制柜（15）安装在所述罐体的一侧端部罐壁上，所述控制柜（15）内温度控制仪、湿度控制仪、氧含量控制仪和时间控制仪安装，所述传感器室（9）设置在所述罐体（4）内部的下端，所述传感器室（9）内安装所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器，所述传感器室（9）一侧的侧壁为通孔结构，所述温度控制仪、湿度控制仪和氧含量控制仪分别通过数据线与所述温度传感器、湿度传感器和氧含量传感器连接，所述时间控制仪通过导线分别与所述曝气风机（12）、排风扇（17）、电机（7）和增压水泵（26）控制连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括通堵机构，所述通堵机构包括通堵推杆（19）和复位弹簧（20），所述通堵推杆（19）安装在所述曝气头（34）上，所述复位弹簧（20）设置在所述通堵推杆（19）上。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述罐体（4）采用防腐碳钢、复合不锈钢或PVC内衬碳钢材料制成；所述仓盖（1）采用有机玻璃制成。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述出料阀（24）为往复型出料阀，其驱动方式包括手动、电磁或气动。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述罐体（4）的外侧壁设有一层保温层（16），所述保温层（16）为保温岩棉或聚氨酯材料。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述双层挡料板（33）由上层板（22）、下层板（32）、卡扣（23）和活页（24）组成；所述上层板（22）与下层板（32）的一端通过所述活页（23）连接，另一端通过所述卡扣（24）连接；所述上层板（22）为网孔钢板，下层板（32）为平板钢板。

7.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述桨叶（5）沿所述搅拌轴（14）的径向0-30度的倾角调整。

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