CN103372564B - 密闭卧式双层筒体好氧发酵罐 - Google Patents

Abstract

密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，包括支撑装置、罐体、动力驱动装置和通风装置，罐体和动力驱动装置分别设在支撑装置上，罐体包括内筒体和外筒体，内筒体和外筒体之间形成圆环形的空腔，内筒体上设有透水孔；动力驱动装置与外筒体传动连接，内筒体一端设有进料结构和出风管节，内筒体另一端设有出料结构，外筒体上设有与空腔连通的出水管，通风装置伸入到内筒体内。本发明结构简单、处理量大、发酵周期较短、物料发酵程度均匀、处理效果好、自动化程度高，发酵处理是全封闭运行，处理过程无异味，餐厨垃圾化废为宝，提高生产出来的营养土质量，也避免了餐厨垃圾对环境和人体所可能造成的威胁，从而实现餐厨废物的无害化、资源化利用。

Description

密闭卧式双层筒体好氧发酵罐

技术领域

本发明属于餐厨垃圾处理利用技术领域，尤其涉及一种密闭卧式双层筒体好氧发酵罐。

背景技术

餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生的食物加工下脚料(厨余)和食用残余(泔脚)。其成分复杂，主要是油、水、果皮、蔬菜、米面、鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物，从化学组成上，有淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐。我国餐厨垃圾数量十分巨大，并呈快速上升趋势。

餐厨垃圾具有显著的危害和资源的二重性，其特点可归纳为：   ⑴ 含水率高、可达80% - 95%。   ⑵ 盐分含量高、部分地区含辣椒、醋酸高。   ⑶ 有机物含量高、蛋白质、纤维素、淀粉、脂肪等。   ⑷ 富含氮、磷、钾、钙及各种微量元素。   ⑸ 存在有病原菌、病原微生物。   ⑹ 易腐烂、变质、发臭、滋生蚊。

在浪费资源方面，据农业部有关专家测算，餐厨垃圾内含大量的营养物质，主要成分是油脂和蛋白质,可替代玉米、鱼粉、豆粕等加工成高能蛋白优质饲料，也是制取生物柴油的适合原料。专家解释，按干物质含量计算，5000万吨餐厨垃圾相当于500万吨的优质饲料，内含的能量相当于每年1000万亩耕地的能量产出量，内含的蛋白质相当于每年2000万亩大豆的蛋白质产出量。也就是说，如果我国一年产出的餐厨垃圾全部得以利用，相当于节约了1000万亩耕地。面对中国耕地紧张、粮食短缺，每年需要大量进口粮食饲料的现状，合理利用餐厨垃圾是增加资源利用率、在一定程度上解决我国粮食问题的有效途径。并且，这种利用，符合减量化、再利用、资源化特点，是发展循环经济的生动案例。

对于餐厨垃圾危害性主要有以下几点：

（1）污染环境、影响市容。因餐厨垃圾含有较高的有机质和水分，容易受到微生物的作用，而发生腐烂变质现象；且废弃放置时间越久，腐败变质现象就越发严重。特别是到了夏季，温度较高，腐烂变质也越快，这时候容易产生大量的渗滤水以及恶臭气体，滋生蚊虫，对环境卫生造成恶劣影响。

（2）危害人体健康。餐厨垃圾中的肉类蛋白以及动物性的脂肪类物质，主要来自于提供肉类食品的那些牲畜家禽，牲畜在直接吃食未经有效处理的餐厨垃圾后，容易发生“同类相食”的同源性污染，并造成人畜之间疫病的交叉传染，危害人体健康，并可能促进某些致命疾病的传播。如历史上大规模爆发的传染病。再比如说，目前在许多地方传播的禽流感等的起因，可能是由于病牛、病羊或病猪的尸体被制成了动物饲料，从而引起疾病的大规模传染。

（3）传播疾病。餐厨垃圾的露天存放会招致蚊蝇鼠虫的大量繁殖，其是疾病流传的主要媒介。

（4）餐厨垃圾中堆放时产生的下渗液进入到污水处理系统，会造成有机物含量的增加，从而加重污水处理厂的负担，增加运行成本。

目前，对餐厨垃圾一般采用堆肥法，具体流程为：统一回收进入处理生产线后，经过分拣、磁选，将筷子、塑料袋、金属等无机物筛出，余下的餐厨废弃物，经破碎、油水分离、脱水后，送入好氧发酵设备，处理后的餐厨废弃物成为工业用油脂和营养土。而好氧发酵设备是决定营养土处理的关键，现有的好氧发酵设备具有结构复杂、处理量小，发酵周期长，发酵程度不均匀，处理效果差，自动化程度低等缺陷，亟需得到进一步改进。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种结构简单、处理量大、自动化程度高、发酵处理效果好的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，包括支撑装置、罐体、动力驱动装置和通风装置，罐体和动力驱动装置分别设在支撑装置上，所述罐体包括同轴向设置并通过连接支撑板固定连接的内筒体和外筒体，内筒体和外筒体之间形成横截面为圆环形的空腔，内筒体上均匀开设有透水孔；动力驱动装置与外筒体传动连接，内筒体的一端上部设有进料结构和出风管节，内筒体的另一端下部设有出料结构，外筒体在临近出料结构处设有与空腔连通的出水管，通风装置由内筒体出料结构一端的中部伸入到内筒体内。

所述罐体由进料结构一端到出料结构一端向下倾斜3-5°，外筒体包括进料固定端盖、中间转动筒体和出料固定端盖，进料固定端盖和出料固定端盖分别与中间转动筒体通过旋转密封结构连接。

所述旋转密封结构包括中间转动筒体两端分别插设到进料固定端盖和出料固定端盖内，中间转动筒体的外壁分别与进料固定端盖和出料固定端盖的内壁之间设有聚氨酯材质的密封套筒，进料固定端盖、出料固定端盖、中间转动筒体的端部分别设有限定密封套筒位置的挡板或挡块。

所述通风装置包括通过软连接结构同轴转动连接的固定风管和转动风管，转动风管由内筒体出料结构一端的中央轴向伸入到内筒体内，转动风管的出口端设有锥形封堵头，转动风管上均匀设有出风孔，转动风管与内筒体之间设有连接杆，连接杆的横截面呈菱形状，菱形的两个锐角顶点的连线沿内筒体的轴向方向，转动风管与出料固定端盖之间设有固定密封结构。

所述固定密封结构包括套在转动风管上的密封垫圈和套在密封垫圈外的限位垫圈，密封垫圈和限位垫圈外设有套在转动风管外的压片，压片和限位垫圈通过紧固螺栓与出料固定端盖紧固连接；所述软连接结构包括固定风管同轴向插设到转动风管内，固定风管的外壁和转动风管的内壁分别设有挡环，转动风管的端部垂直设有固定板，固定板通过固定螺栓连接有限位板，固定风管的外壁和转动风管的内壁之间设有聚氨酯材质的密封环，密封环位于挡环和限位板之间。

所述进料结构包括设在进料固定端盖上部的进料管节，进料管节的进口朝上设置，进料管节上设有进料气动闸阀；出风管节内设有过滤网。

所述出料结构包括设在出料固定端盖下部的出料管节，出料管节的外端上部铰接有两片用于封堵出料管节端部的扇形板，两片扇形板之间设有与出料管节同中心线的通孔，出料管节下部设有下料管节，出料管节上设有出料气动闸阀，下料管节上设有下料气动闸阀；出料管节外设有一个穿过通孔和出料管节伸入到罐体内向外输料的螺旋卸料装置。

所述螺旋卸料装置包括车体、车轮、卸料电机、轴承座和卸料杆，车轮设在车体下，卸料电机和轴承座分别设在车体上，轴承座内转动连接有水平转轴，水平转轴的两端分别同轴与卸料电机的主轴和卸料杆通过法兰连接，卸料杆上设有沿轴向的螺旋输送叶片，车轮设在轨道上，轨道前后两端设有限定车轮运行位置的凸台。

所述动力驱动装置包括驱动电机、减速机、齿轮和大齿圈，大齿圈设在中间转动筒体上，驱动电机的动力驱动端通过减速机与齿轮传动连接，齿轮与大齿圈啮合连接，齿轮两侧分别设有一个齿轮挡圈；所述支撑装置包括两端底座和中间底座、两端底座上设有用于支撑进料固定端盖和出料固定端盖的支架，中间底座上设有托轮，中间转动筒体上设有与托轮接触并转动配合的轮圈，托轮两侧设有限位挡圈。

所述内筒体包括至少两节圆筒，每节圆筒的两端均向空腔内折弯成环形板，环形板和支撑板所在的平面均与内筒体的中心线垂直，两节圆筒相邻一端的两个环形板铆接，支撑板内外两端分别与外筒体内壁和环形板焊接；所述内筒体与外筒体之间还通过槽型连接件连接，槽型连接件包括一块底板和设在底板两侧的两块侧板，底板与圆筒采用螺栓连接，两块侧板与外筒体内壁焊接为一体。

采用上述技术方案，驱动电机通过减速机带动齿轮转动，齿轮通过大齿圈带动中间转动筒体转动，外筒体和内筒体在托轮支撑下匀速转动，物料由进料管节的进口进入到内筒体内，进料气动闸阀起到调节进料量的作用，在进料的过程中，出风管节关闭，接罗茨鼓风机的固定风管通过转动风管和出风管节向内筒体送风，转动风管与内筒体之间的连接杆的截面呈菱形状，这样可以尽量减少物料输送阻力的作用；罐体由进料结构一端到出料结构一端向下倾斜3-5°,这样便于物料在内筒体内的输送，随着物料在罐体内的输送，好氧发酵持续进行，物料当中的水分由内筒体上的透水孔流入到内筒体与外筒体之间的空腔内，水分沿外筒体下部内壁流经到最下端的出水管排出，当物料输送到出料结构一端后，开启出料气动闸阀和下料气动闸阀，螺旋卸料装置的卸料杆穿过通孔、出料管节伸入到罐体内，电机带动卸料杆转动，卸料杆上的螺旋输送叶片将物料从罐体内输送出来，最后物料由下料管节进入到皮带输送机进入到下一道工序。出料时，进风停止。在物料进入到罐体内后，进料气动阀门、出料气动阀门关闭，通风和出风继续进行，对物料进行干燥和发酵，其中空气用于干燥的比例为80%，用于发酵的比例为20%，在干燥和发酵一段时间后进行排料。

旋转密封结构、固定密封结构和软连接结构所采用的密封原理相同，均对罐体起到良好的密封作用。出料结构的扇形板起到防止物料沿出料管节出料的作用。

内筒体由至少两节的圆筒同轴向铆接而成，这样便于制造安装。内筒体与外筒体之间采用槽型连接件和支撑板固定连接，使内筒体和外筒体固定为一体同步运转。支撑板采用不等边角钢，槽型连接件采用槽钢。

本发明结构简单、处理量大、发酵周期较短、物料发酵程度均匀、处理效果好、自动化程度高，发酵处理是全封闭运行，处理过程无异味，餐厨垃圾化废为宝，提高生产出来的营养土质量，也避免了餐厨垃圾对环境和人体所可能造成的威胁，从而实现餐厨废物的无害化、资源化利用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中中间转动筒体和出料固定端盖连接处的结构示意图；

图3是图2中I处的放大图；

图4是图1中软连接结构的放大图；

图5图2的右视图；

图6是图2中的A向视图；

图7是图1中螺旋卸料装置的结构示意图；

图8是图1中中间转动筒体和进料固定端盖连接处的结构示意图；

图9是图1中转动风管的结构示意图；

图10是图9中B-B剖视图；

图11是图9中C-C剖视图；

图12是图1中II处的放大图。

具体实施方式

如图1～图12所示，本发明的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，包括支撑装置、罐体、动力驱动装置和通风装置，罐体和动力驱动装置分别设在支撑装置上，罐体包括同轴向设置并通过连接支撑板58固定连接的内筒体59和外筒体，内筒体59和外筒体之间形成横截面为圆环形的空腔60，内筒体59上均匀开设有透水孔61；动力驱动装置与外筒体传动连接，内筒体59的一端上部设有进料结构54和出风管节1，内筒体59的另一端下部设有出料结构55，外筒体在临近出料结构55处设有与空腔60连通的出水管62，通风装置由内筒体59在出料结构55一端的中部伸入到内筒体59内。

罐体由进料结构54一端到出料结构55一端向下倾斜3-5°（即罐体中心线与水平面夹角α），α优选5°，外筒体包括进料固定端盖2、中间转动筒体3和出料固定端盖4，进料固定端盖2和出料固定端盖4分别与中间转动筒体3通过旋转密封结构52连接。

旋转密封结构52包括中间转动筒体3两端分别插设到进料固定端盖2和出料固定端盖4内，中间转动筒体3的外壁分别与进料固定端盖2和出料固定端盖4的内壁之间设有聚氨酯材质的密封套筒7，进料固定端盖2、出料固定端盖4、中间转动筒体3的端部分别设有限定密封套筒7位置的挡板或挡块8。

通风装置包括通过软连接结构51同轴转动连接的固定风管9和转动风管10，转动风管10由罐体出料结构55一端中央轴向伸入到内筒体59内，转动风管10的出口端设有锥形封堵头11，转动风管10上均匀设有出风孔12，转动风管10与内筒体59之间设有连接杆13，连接杆13的横截面呈菱形状，菱形的两个锐角顶点的连线沿内筒体59的轴向方向，转动风管10与出料固定端盖4之间设有固定密封结构53。

固定密封结构53包括套在转动风管10上的密封垫圈14和套在密封垫圈14外的限位垫圈15，密封垫圈14和限位垫圈15外设有套在转动风管10外的压片16，压片16和限位垫圈15通过紧固螺栓17与出料固定端盖4紧固连接。

软连接结构51包括固定风管9同轴向插设到转动风管10内，固定风管9的外壁和转动风管10的内壁分别设有挡环18，转动风管10的端部垂直设有固定板19，固定板19通过固定螺栓20连接有限位板21，固定风管9的外壁和转动风管10的内壁之间设有聚氨酯材质的密封环22，密封环22位于挡环18和限位板21之间。

进料结构54包括设在进料固定端盖2上部的进料管节23，进料管节23的进口朝上设置，进料管节23上设有进料气动闸阀24；出风管节1内设有过滤网25，过滤网25起到避免物料被抽出内筒体59的作用。

出料结构55包括设在出料固定端盖4下部的出料管节26，出料管节26的外端上部铰接有两片用于封堵出料管节26端部的扇形板27，两片扇形板27之间设有与出料管节26同中心线的通孔28，出料管节26下部设有下料管节29，出料管节26上设有出料气动闸阀30，下料管节29上设有下料气动闸阀31；出料管节26外设有一个穿过通孔28和出料管节26伸入到内筒体59内向外输料的螺旋卸料装置32。

螺旋卸料装置32包括车体33、车轮34、卸料电机35、轴承座36和卸料杆37，车轮34设在车体33下，卸料电机35和轴承座36分别通过连接螺栓57设在车体33上，轴承座36内转动连接有水平转轴38，水平转轴38的两端分别同轴与卸料电机35的主轴和卸料杆37通过法兰58连接，卸料杆37上设有沿轴向的螺旋输送叶片39。螺旋卸料装置32的车轮34设在轨道56上，便于螺旋卸料装置32的进退，轨道56两端设有限定车轮34运行位置的凸台63。

动力驱动装置包括驱动电机40、减速机41、齿轮42和大齿圈43，大齿圈43设在中间转动筒体3上，驱动电机40的动力驱动端通过减速机41与齿轮42传动连接，齿轮42与大齿圈43啮合连接，齿轮42两侧分别设有一个齿轮挡圈44。

支撑装置包括两端底座45和中间底座46、两端底座45上设有用于支撑进料固定端盖2和出料固定端盖4的支架47，中间底座46上设有托轮48，中间转动筒体3上设有与托轮48接触并转动配合的轮圈49，托轮48两侧设有限位挡圈50。

内筒体59包括至少两节圆筒64，每节圆筒64的两端均向空腔60内折弯成环形板65，环形板65和支撑板58所在的平面均与内筒体59的中心线垂直，两节圆筒64相邻一端的两个环形板65铆接，支撑板58内外两端分别与外筒体内壁和环形板65焊接；所述内筒体59与外筒体之间还通过槽型连接件连接，槽型连接件包括一块底板66和设在底板66两侧的两块侧板67，底板66与圆筒64采用螺栓连接，两块侧板67与外筒体内壁焊接为一体。支撑板58采用不等边角钢，槽型连接件采用槽钢。

本发明在工作使用时，驱动电机40通过减速机41带动齿轮42转动，齿轮42通过大齿圈43带动中间转动筒体3转动，中间转动筒体3在托轮48支撑下匀速转动，物料由进料管节23的进口进入，进料气动闸阀24起到调节进料量的作用，在进料的过程中，出风管节1关闭，接罗茨鼓风机的固定风管9通过转动风管10和出风管节1向罐体内送风，转动风管10与中间转动筒体3之间的连接杆13的截面呈菱形状，这样可以尽量减少物料输送阻力的作用；罐体由进料结构54一端到出料结构55一端向下倾斜3-5°,优选5°，这样便于物料在内筒体59内的输送，随着物料在罐体内的输送，好氧发酵持续进行，物料当中的水分由内筒体59上的透水孔61流入到内筒体59与外筒体之间的空腔60内，水分沿外筒体下部内壁流经到最下端的出水管62排出，当物料输送到出料结构55一端后，开启出料气动闸阀30和下料气动闸阀31，螺旋卸料装置32的卸料杆37穿过通孔28、出料管节26伸入到罐体内，电机带动卸料杆37转动，卸料杆37上的螺旋输送叶片39将物料从罐体内输送出来，最后物料由下料管节29进入到皮带输送机进入到下一道工序。出料时，进风停止。在物料进入到罐体内后，进料气动阀门、出料气动阀门关闭，通风和出风继续进行，对物料进行干燥和发酵，其中空气用于干燥的比例为80%，用于发酵的比例为20%，在干燥和发酵一段时间后进行排料，在干燥和发酵过程中，螺旋卸料装置32的卸料杆37退出内筒体59，出料气动闸阀30关闭。旋转密封结构52、固定密封结构53和软连接结构51所采用的密封原理相同，均对罐体起到良好的密封作用。出料结构55的扇形板27起到防止物料沿出料管节26出料的作用。

本实施例并没有对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：包括支撑装置、罐体、动力驱动装置和通风装置，罐体和动力驱动装置分别设在支撑装置上，所述罐体包括同轴向设置并通过连接支撑板固定连接的内筒体和外筒体，内筒体和外筒体之间形成横截面为圆环形的空腔，内筒体上均匀开设有透水孔；动力驱动装置与外筒体传动连接，内筒体的一端上部设有进料结构和出风管节，内筒体的另一端下部设有出料结构，外筒体在临近出料结构处设有与空腔连通的出水管，通风装置由内筒体出料结构一端的中部伸入到内筒体内；

所述罐体由进料结构一端到出料结构一端向下倾斜3-5°，外筒体包括进料固定端盖、中间转动筒体和出料固定端盖，进料固定端盖和出料固定端盖分别与中间转动筒体通过旋转密封结构连接；

所述旋转密封结构包括中间转动筒体两端分别插设到进料固定端盖和出料固定端盖内，中间转动筒体的外壁分别与进料固定端盖和出料固定端盖的内壁之间设有聚氨酯材质的密封套筒，进料固定端盖、出料固定端盖、中间转动筒体的端部分别设有限定密封套筒位置的挡板或挡块。

2.根据权利要求1所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述通风装置包括通过软连接结构同轴转动连接的固定风管和转动风管，转动风管由内筒体出料结构一端的中央轴向伸入到内筒体内，转动风管的出口端设有锥形封堵头，转动风管上均匀设有出风孔，转动风管与内筒体之间设有连接杆，连接杆的横截面呈菱形状，菱形的两个锐角顶点的连线沿内筒体的轴向方向，转动风管与出料固定端盖之间设有固定密封结构。

3.根据权利要求2所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述固定密封结构包括套在转动风管上的密封垫圈和套在密封垫圈外的限位垫圈，密封垫圈和限位垫圈外设有套在转动风管外的压片，压片和限位垫圈通过紧固螺栓与出料固定端盖紧固连接；所述软连接结构包括固定风管同轴向插设到转动风管内，固定风管的外壁和转动风管的内壁分别设有挡环，转动风管的端部垂直设有固定板，固定板通过固定螺栓连接有限位板，固定风管的外壁和转动风管的内壁之间设有聚氨酯材质的密封环，密封环位于挡环和限位板之间。

4.根据权利要求1或2所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述进料结构包括设在进料固定端盖上部的进料管节，进料管节的进口朝上设置，进料管节上设有进料气动闸阀；出风管节内设有过滤网。

5.根据权利要求1或2所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述出料结构包括设在出料固定端盖下部的出料管节，出料管节的外端上部铰接有两片用于封堵出料管节端部的扇形板，两片扇形板之间设有与出料管节同中心线的通孔，出料管节下部设有下料管节，出料管节上设有出料气动闸阀，下料管节上设有下料气动闸阀；出料管节外设有一个穿过通孔和出料管节伸入到罐体内向外输料的螺旋卸料装置。

6.根据权利要求5所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述螺旋卸料装置包括车体、车轮、卸料电机、轴承座和卸料杆，车轮设在车体下，卸料电机和轴承座分别设在车体上，轴承座内转动连接有水平转轴，水平转轴的两端分别同轴与卸料电机的主轴和卸料杆通过法兰连接，卸料杆上设有沿轴向的螺旋输送叶片，车轮设在轨道上，轨道前后两端设有限定车轮运行位置的凸台。

7.根据权利要求1或2所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述动力驱动装置包括驱动电机、减速机、齿轮和大齿圈，大齿圈设在中间转动筒体上，驱动电机的动力驱动端通过减速机与齿轮传动连接，齿轮与大齿圈啮合连接，齿轮两侧分别设有一个齿轮挡圈；所述支撑装置包括两端底座和中间底座、两端底座上设有用于支撑进料固定端盖和出料固定端盖的支架，中间底座上设有托轮，中间转动筒体上设有与托轮接触并转动配合的轮圈，托轮两侧设有限位挡圈。

8.根据权利要求1或2所述的密闭卧式双层筒体好氧发酵罐，其特征在于：所述内筒体包括至少两节圆筒，每节圆筒的两端均向空腔内折弯成环形板，环形板和支撑板所在的平面均与内筒体的中心线垂直，两节圆筒相邻一端的两个环形板铆接，支撑板内外两端分别与外筒体内壁和环形板焊接；所述内筒体与外筒体之间还通过槽型连接件连接，槽型连接件包括一块底板和设在底板两侧的两块侧板，底板与圆筒采用螺栓连接，两块侧板与外筒体内壁焊接为一体。