CN103664246A

CN103664246A - 一种有机垃圾堆肥反应器

Info

Publication number: CN103664246A
Application number: CN201210325152.XA
Authority: CN
Inventors: 黄伟
Original assignee: ZHANGJIAGANG PUYAN MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHANGJIAGANG PUYAN MACHINERY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明关于一种有机垃圾处理的堆肥反应器，具体的说是一种高效、自动化程度高有机垃圾堆肥反应器。该堆肥反应器包括：一进料槽（21）和一出料槽（34），两槽位置相对齐且分别位于容器两端；一长筒状容器（11）设在进料槽和出料槽之间并由至少一对沿长轴旋转的滚筒（12）支撑并转动，容器的两端有圆板（15）（16）与料槽相连，圆板中部开孔，料槽内有一个圆领筒状件（28）与圆板开孔连接；橡胶密封件（33）设在圆领筒状件与相邻的圆板之间；输运装置（29）（39）安装在两料槽内，其中活动部件沿圆领筒状件水平布设并安装在相邻的圆板上并使之能在其中转动，一长管轴（46）沿容器的轴向设置；整个堆肥反应器可以自动运行。

Description

一种有机垃圾堆肥反应器

技术领域

本发明涉及一种有机垃圾堆肥反应器，特别涉及一种具有很高堆肥效率，自动化程度高的有机垃圾堆肥的反应器。

背景技术

有机物的降解是在细菌和真菌作用下的自然过程。降解过程即碳氮有机物作为好氧细菌的食物被消化，该过程一般需要氧气。一种堆肥反应器必须能呼吸，即氧气需要进入反应器而二氧化碳需要排出反应器。如果没有充足的氧气去维持好氧细菌的活动，厌氧菌将会替代，厌氧菌活动需要氧气，但降解过程将变慢且不充分，例如，污泥中的处理。

现有技术之一见申请号200710067531.2。该专利公开了一种有机垃圾卧式多仓处理装置。它由发酵装置、搅拌装置、输料装置、加热装置、通风装置和渗滤液回喷装置组成。该装置利用多个卧式发酵仓对有机垃圾进行生物发酵，通过螺旋推进器在密闭空间内输送物料,并利用搅拌装置辅助布料，使处理装置的高度极大降低。同时，利用加热装置、通风装置、渗滤液回喷装置和搅拌装置的共同作用，提供发酵所需的最适条件。该装置可以在较短的周期内，将有机垃圾转化为无害的有机肥料，实现垃圾的资源化处理。

现有技术之二见申请号200810062152.9。公开了一种垃圾发酵专用装置，包括与驱动机构(4)相连的发酵筒(2)，发酵筒(2)与托轮架组件(3)转动相连，发酵筒(2)上分别设有进料口(21)、出料口(23)、进气口(24)和出气口(22)，在发酵筒(2)内还设有抄板(11)和挡板(12),在挡板(12)上设有至少一个的可调节孔径的通孔。本发明还提供了一种利用上述装置所进行的垃圾发酵法，选用内腔长32米、直径3.2米的发酵筒(2),控制发酵筒(2)的转速为2R/MIN,发酵筒(2)的中心轴线与水平面的夹角为2°；从进气口(24)输入加热后空气，通风量为10000M³/H。采用本发明的装置处理垃圾,能使垃圾发酵周期更短、发酵更加充分。

尽管现有技术提供类似的装置用于处理有机垃圾，但现有技术在结构与自动化方面仍有改进的地方，例如，专利申请200710067531.2所涉及的装置在搅拌装置和加热装置及渗液回喷装置都可以作为调整或省略，而达到更高的运行效率；而申请号200810062152.9所涉及专利在自动化方面还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的、自动化程度较高的有机垃圾堆肥反应器。本发明所述堆肥反应器进行堆肥可达到以下效果：反应器可通过设定最佳运行条件以更短时间，极高的堆肥效率和堆肥质量对有机垃圾连续批量的进行处理。

本发明所述的能连续处理有机垃圾的堆肥反应器包括：一进料槽和一出料槽，两槽位置相对齐且分别位于容器两端；一长筒状容器设在进料槽和出料槽之间并由至少一对沿长轴旋转的滚筒支撑而转动，容器的两端有圆板与料槽相连，圆板中部开孔，料槽内有一个圆领筒状件与圆板开孔连接；橡胶密封件设在圆领筒状件与相邻的圆板之间；输运装置安装在两料槽内，其中活动部件沿圆领筒状件水平布设并安装在相邻的圆板上并使之能在其中转动，一长管轴沿容器的轴向设置；本发明所述的堆肥反应器，其特征还在于每个输运装置的活动部件包括轮轴及轮轴上安装的螺旋叶片，轮轴套嵌在所述管轴上并安装在圆板的内侧；本发明所述的堆肥反应器其特征在于其包括连接在管轴一系列的管，空气供应装置通过与所述的管轴连接并把空气通过多个管吹入所述的容器，管轴上至少安装一个温度传感器；本发明所述的堆肥反应器其特征在于包括一个连接温度传感器的PLC控制器，控制器与空气供应装置的连接，可以通过反应器内温度的变化按预先设定程序吹入空气；本发明所述的堆肥反应器，其特征还在于一排气管道，并通过排气扇和生物过滤器连接到排气管道排除容器内的废气；本发明所述堆肥反应器，其特征还在于一控制器连接到所述的排气扇以按预定的程序操控排气扇并控制容器内的气体；本发明所述的堆肥反应器其特征还在于其包括一电机驱动容器旋转，控制器与所述电机连接；其特征在于出料槽颈部包括半圆筒的壳体，壳体凸进在容器的内部并位于输运装置的下方，靠近端部圆板；本发明所述的堆肥反应器其特征在于一半圆筒滑动排盖，排盖位于输运装置上壳体下方，一操作把手连接排盖；本发明所述的堆肥反应器其特征在于多个径向分布的叶片安装在容器的内壁，容器转动时，能缓慢推动物料掉入出料槽输运装置内。

本发明所述堆肥反应器中的圆筒容器，该容器可装入容积90-95%的有机垃圾并进行堆肥；通过供气装置和排气扇调整容器内湿度和气体，如二氧化碳、有机废气等，并通过生物滤膜过滤后排放到空气；有机垃圾堆肥过程中，容器可以按预先设定好的速度间歇转动，这可加速有机垃圾的堆肥进程；并通过容器内温度监控装置的使用来确保有机垃圾以最优的速度完全氧化并形成无病原的堆肥。

附图说明

图1是本发明所述生物反应器的侧面图。

图2是本发明所述出料装置局部放大图。

图3是本发明所述进料装置局部放大图。

图4是图2所示按4—4剖视图。

具体实施例

图1所示，本发明所述堆肥反应器包括至少2个以上滚筒12，13支撑的圆筒钢质容器或罐，所述的滚筒安装在基座14上。一伺服电机20与容器相连，并通过滚筒带动容器按转动。容器11的两端焊接圆板15，16，圆板中部由较大的圆形开孔17，18。多列叶片19沿容器长度方向布设在容器内壁。一进料槽21，图1和图3所示，通过立柱22安装在基座14上，槽21与容器一端15相邻。进料槽21由一个顶部设有垃圾入口的侧部和端部构成。侧部（图1，图3中25,26之间部分）垂直向下延伸并与半圆筒壳体27密封连接，半圆筒壳体构成槽体的底部。端部25，26垂直向下延伸，端部26并与壳体27外端的密封连接，壳体内端设有一圆筒颈部28，这与端部25的下边缘密封连接。圆筒状颈部28与开孔17尺寸相适。一有弹性与耐磨橡胶密封垫64围绕开孔17夹垫在端板15上，轴承位于颈部28的中性区域并由环形支撑板32和33支撑。一物料输运装置29通过颈部28安装在端部内壁并外端26靠近。输运装置29包括轮轴31和安装在轮轴上的螺旋叶片30，这可调整的套嵌在管轴46并延长到尾端26。2个或以上的环形支撑板32，33通过螺栓固定在容器端板15的内侧，环形支撑板尺寸与开孔17相同，其内侧端部与轮轴31的内边缘焊接。

在容器11另一端出料槽34竖直向下安装在立柱35上，一起安装在端部16处的基座14上。出料槽连接端部16处并由开孔18从圆筒颈部36伸出，颈部36的外侧设有轴承。一有弹性与耐磨橡胶密封垫63围绕开孔18夹垫在端板16上。颈部36的下部连接一个半圆筒状的壳体37，壳体37插入容器11的内部。一圆板38固定在壳37尾部开口附近的管轴上。一输运装置39包括一环绕轮轴41的螺旋叶片40，轮轴套嵌在管轴46上面，一半圆的可滑动的排盖42支撑在壳37上。

一对L形的托架43，44螺栓连接在端部16内部的一端并在容器的轴向与径向与壳37相邻，托架另一端焊接在轮轴41的边缘。一操作把手与排盖42相连。

容器11，槽21，34优选的在外层采用泡沫塑料和乙烯树脂覆盖，这用于隔绝反应器内部和外部环境温度，从而抑制容器内外热传输。反应器的内壁可用环氧树脂喷涂防止内部反应介质对金属的腐蚀。

一旋转的管轴46沿容器11的轴心布置并在端部15，16处凸出。管轴46的端部固定在一护盖47内，护盖47连接在出料槽34外部，另一端在护盖48内，护盖48连接在进料槽21端部26上。多个不同长度的管49沿管轴46间隔分布并径向布置，喷嘴51较管49长些。类似的，湿度传感器52和一个以上的温度传感器53安装在管轴46上，传输线路在管轴内并通过导管从护盖47出来。

管轴46优选的采用金属方管，并在容器水平方向设置。管49连接在管轴下部的平面上，传感器52，53在下表面的其他部分。空气供给装置58通过软管接头54和护盖47并与内部管轴46连接。管55垂直连接在管轴46上，排气扇56和生物过滤器57通过护盖47和软管连接到管55。可编程控制器从导管59连入管轴46，一端与传感器连接，另一端与空气供给装置58、电机20连接。叶片19与容器11的中轴平行，容器转动过程产生对有机垃圾推力，并推动处理后垃圾向出料槽方向移动。与出料槽相邻的叶片19的尾端是一个放大的浆叶62。

本发明所述的生物反应器可用于批量处理有机垃圾，特别适合有机垃圾连续加入并连续处理。反应器运行时，内部反应物质中温度在不同横向长度上是不同的。在反应器进料段需要在中温段操作，反应器中段在高温范围，而在出料端，又接近中温段。

本发明所述反应器处理混合的有机垃圾，如动物垃圾，蔬菜垃圾，其他含碳氮有机物料等，一般具有C/N在15-30:1，湿度大约65%，PH值6.5-7.5。有机垃圾通过进料槽投入，优选的可通过一传送带投入，当投入有机垃圾约占容器90-95%时，一些合适的菌种注入到混合有机垃圾中，有机混合物中细菌活动开始加强直到在反应器内各处产生最大堆肥速率。堆肥活动由供气装置通过软管接头54，轮轴46，管49，喷嘴51往反应器内间歇吹入空气并在其中传布而得到加强。

随着新的有机垃圾持续加入，容器进料端的温度下降，而在出料端，因为该段嗜热菌活动已经结束，温度有所下降。容器中部温度通过向容器内控制空气的输入导致氧含量的变化来调节或气体和水分的排出来控制。容器内气体分布会阻碍氧化的速率，这可通过排气扇56抽气并通过生物膜57和管55排出，气体的排出在容器局部形成真空并通过进料槽传入新鲜空气。

容器中的温度由温度传感器53检测并维持在大约70℃，这一般通过供气装置对容器内的空气注入和排气扇56的抽气来实现。从传感器53测量的数据持续传输到控制器61，通过编程使控制器产生相应信号作用于空气供给装置58和排气扇56的运行。容器中堆肥过程对空气中氧气的供给非常敏感，因此，过量则氧化速率迅速，不足则氧化速率缓慢。任何一种情况，都会减慢整个容器内的堆肥速率。物料含水量可以通过湿度传感器52探测并通过排气或通过加入干物料调整。

当容器内装料后，按照预先设定的程序，反应器间歇的转动，应避免转动速率过快对放线菌活动造成干扰，从而使放线菌在混合有机垃圾内部生长和扩散。转动速率以6分钟一个周期，以1/4 周/min的速率使容器转动1分钟，然后静止5分钟。这是一种常规参数设置，其他设置将根据不同的条件选定。装料时，输运装置29转动，其中螺旋叶片30的转动把物料从槽27通过颈部31输送到容器内。容器的转动使叶片19转动，伴随输运装置29传输的新加入有机垃圾队对容器内物料的压力，这使容器内的物料缓慢移动到尾端16。整个降解过程通常需要大约48-72小时，然后熟化物料进入半圆筒壳37，再通过螺旋叶片传输出来并在卸料槽34卸料。堆肥过程中产生的气体，主要碳氧化合物，通过生物膜57扩散，在膜上厌氧菌的作用下，臭味被去除出去。通过控制有机垃圾中的氧含量与70℃温度，并在放线菌的作用下，堆肥过程将杀死混合有机垃圾中所有的病原体，最终形成无病原的堆肥。

Claims

1.一种连续处理有机垃圾的堆肥反应器包括：一进料槽和一出料槽，两槽位置相对齐且分别位于容器两端；一长筒状容器设在进料槽和出料槽之间并由至少一对沿长轴旋转的滚筒支撑而转动，容器的两端有圆板与料槽相连，圆板中部开孔，料槽内有一个圆领筒状件与圆板开孔连接；橡胶密封件设在圆领筒状件与相邻的圆板之间；输运装置安装在两料槽内，其中活动部件沿圆领筒状件水平布设并安装在相邻的圆板上并使之能在其中转动，一长管轴沿容器的轴向设置；整个堆肥反应器可以自动运行。

2.如权利要求1所述的的堆肥反应器，其特征在于每个输运装置的活动部件包括轮轴及轮轴上安装的螺旋叶片，轮轴套嵌在所述管轴上并安装在圆板的内侧。

3.如权利要求2所述的堆肥反应器，其特征在于其包括连接在所述管轴一系列的管，空气供应装置通过与所述的管轴连接并把空气通过多个管吹入所述的容器，所述的管轴上至少安装一个温度传感器。

4.如权利要求3所述的堆肥反应器，其特征在于包括一个连接温度传感器的PLC控制器，控制器与空气供应装置的连接，可以通过反应器内温度的变化按预先设定程序吹入空气。

5.如权利要求4所述的堆肥反应器，其特征在于一排气管道，并通过排气扇和生物过滤器连接到排气管道排除容器内的废气。

6.如权利要求5所述的堆肥反应器，其特征在于一控制器连接到所述的排气扇以按预定的程序操控排气扇并控制容器内的气体。

7.如权利要求6所述的堆肥反应器，其特征在于其包括一电机驱动容器旋转，控制器与所述电机连接。

8.如权利要求2所述的堆肥反应器，其特征在于出料槽颈部包括半圆筒的壳体，壳体凸进在容器的内部并位于输运装置的下方，靠近端部圆板。

9.如权利要求8所述的的堆肥反应器，其特征在于一半圆筒滑动排盖，排盖位于输运装置上壳体下方，一操作把手连接排盖。

10.如权利要求8所述的的堆肥反应器，其特征在于多个径向分布的叶片安装在容器的内壁，容器转动时，能缓慢推动物料掉入出料槽输运装置内。