CN1044701C - 发酵槽搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
一种堆肥化装置，包括保持性的距离安设的二支导轨和在该二支导轨间配设的移动式脚手架，和设在该移动式脚手架上可自由并且垂悬的回转式搅拌浆的搅拌器，在上述二支导轨之间长方形发酵领域，其特征在于：上述回转式搅拌浆的回转面与上述导轨呈大致直角状设置，所述发酵领域(11，40)在一个导轨(47)的一侧设有喂料口(7，43)，而在另一导轨(46)的一侧设有排料口(3，42)。
Description
本发明乃有关都市垃圾、脏水污泥(sludge)，蓄产废弃物、农产废弃物、其他有机性废弃物等之堆肥发酵槽搅拌装置之发明。
有机性废弃物等等堆肥，通常将材料(堆肥原料)贮藏一定期间，在该期间一边自地板面给与适当量的供气，一边每隔适当的时间对材料进行反复搅拌操作，以促进需氧发酵。再者，自地板面的供气，有时被省略，但为使处理等质化、充气均匀化、充气表面积的实质扩大等等理由、搅拌乃为必须之操作。
为使堆肥操作连续化，与上述搅拌的同时，将材料移送一定方向的机能，颇为需要，因此，同时可以进行搅拌与移送的回转式搅拌桨乃告必要，美国专利说明书第4,410,348号等的发明，乃针对于此，该发明，沿着具有与材料移送方向大致直角方向及平行方向两方向成份的锯齿形(zigzag)轨迹、移动具有以搅拌将材料移送至大致同一方向机能的回转式搅拌桨式的搅拌装置(设备)，依此移动，将全部材料搅拌之移送之。
亦即以第一图及第二图将这样的堆肥操作说明之。1表示并有依箭头记号2之方向局部地，短距离(称为材料移动距离)移送材料机能与进行搅拌机能的回转式搅拌桨式的搅拌器。该搅拌器1自堆肥出口处3近旁的始点4开始移动，沿着与箭头记号2之堆肥移送方向大致呈直角方向，亦即表示横行方向移动的箭头记号5及5′，和表示平行方向亦即纵行方向短距离移动的箭头记号6及6′所构成如图所示的锯齿形轨迹移动，到达材料入口处7近旁的终点8，全部材料就会如后面所述一样地，依着伴随搅拌器搅拌的移送动作，堆肥原料，J→排出，I→J,H→I……B→C,A→B般地依次移动，仅以材料移送距离，依箭头记号2的方向，全量移送完毕。
如此，与堆肥移送方向相反方向，依次进行着基于回转式搅拌桨式搅拌器1横行方向移动的材料搅拌移送动作。以此搅拌移送动作，将发酵槽11内的全部材料一边搅拌之一边移送之，自堆肥出口处3，依次排出到排出装置14。
到达终点8，搅拌器1停止搅拌，自设于间壁9的门扉10，移动至间壁9与发酵槽11隔开的通路12(没有材料)回复箭头记号13的方向再达到始点4。
例如每日进行一次的话，再例如将原料投入A，每一日A→B→C→……I→J地，经过10天，在移动的时侯，发酵进行着，其后被排出。这个回转式搅拌桨式的搅拌器，如第二图，第三图所示，乃以悬垂在车身21(fuselage)的回转式搅拌桨22所构成，依与发酵槽11内纵行方向箭头记号15的向后方向，即箭头记号2之方向，将材料冲击、移动之，车身21悬挂于能依发酵槽纵行方向移动的脚手架20上，而能依发酵槽11的横方向移动。
如此目前已有的方法里，通常将发酵槽11全体的材料大略地搅拌以一日一回的频率进行移动堆肥原料的反复搅拌操作。因此，发酵槽11内的一部分堆肥原料，因一日一回的搅拌，而受到反复搅拌。
这种程度的频率，所进行的反复搅拌操作，当有机成份多的原料或初期，发酵热烈快旺的期间，非常有效。反之，在有机物质少的原料或后熟期等发酵分解速度缓慢期间，有如第4图虚线所示，在未达足够的发酵温度时，因受到反复搅拌，原料温度下降，有时反而不能得到足够的发酵，此乃问题之所在。
为了获得大的发酵能力，如图2所示，使用传统的设备，即：发酵槽的喂料口和排料口设在发酵槽的每一侧垂直于导轨，有必要沿堆肥移动方向2延伸发酵槽，这是因为如果沿移动方向2的横向延伸发酵槽，将会使搅拌器1的脚手架20过于庞大，而引起生产成本的大大增高。然而，另一方面，处理发酵材料的特殊部分要使搅拌的重复次数有一个适当的范围。在这个范围之外，搅拌器不再对发酵起作用。
在沿堆肥移动方向2上的发酵槽的长度“b”可表示为
b=M×L式中：
M：为处理发酵材料的特殊部分的搅拌重复次数。
L：在一次搅拌中发酵材料的特殊部分的位移。
从上可看出，这里应有一个对长度“b”的有效限定。因此，采用传统的设备很难获得大的发酵能力。
本发明旨在解决目前已有设备的上述问题，从而提高发酵槽的发酵能力。
本发明的搅拌装置，包括保持相等距离安设的二支导轨和在该二支导轨间配设的移动式脚手架，和设在该移动式脚手架上可自由并且垂悬的回转式搅拌浆的搅拌器，在上述二支导轨之间有长方形发酵领域，其特征在于：上述回转式搅拌浆的回转面与上述导轨呈大致直角状设置，所述发酵领域在一个导轨的一侧设有喂料口，而在另一导轨的一侧设有排料口。
在发酵槽的每个导轨侧设置喂料口和排料口，使其发酵能力相对于其面积并借助沿导轨方向的发酵槽的延伸而得到提高，而没有沿堆肥移动方向2的延伸。
本发明为解决上述问题，在提供堆积堆肥物质(compostabk matter)的发酵槽(fermenter)内移动搅拌器(stirring apparatus)，搅拌堆肥物质并且一边将堆肥物质自原料入口处移送至堆肥出口处，一边进行堆肥化的发酵槽运转方法，在此方法中，与堆肥物质移动方向平行地，自前述入口至前述出口处，将前述发酵槽内的领域划分为n个单位领域(n为2以上之整数)，在该n个单位领域中，都依次进行着自入口供给原料自出口排出堆肥的第一工序与一边遍及前述发酵槽全幅，来回移动前述搅拌器，一边在前述发酵槽的全部领域中搅拌着堆肥物质并将之移送的第二工序。本发明乃旨在提供以此为特征的直接使用的装置。
第1图为表示向来已有方法实施方案的平面说明图，第2图为其斜视图(heterotropia)，第3图为其搅拌桨式搅拌部分的侧视图(sideelevation)，第4图为向来已有(目前已有)实施方案与本发明实施方案的发酵状况比较图(坐标图)，第5图为本发明实施方案发酵槽内领域的划分说明图，第6图为本发明实施方案上自小领域排出堆肥操作之平面说明图，第7图为表示在全领域中反复搅拌操作的平面说明图，第8图为其他实施方案发酵槽内领域之划分说明图，第9图为该实施方案的平面说明图，第10图为第9图之截面正面图(cross section)，第11图为第9图Ⅺ-Ⅺ之剖视图(截面图)，第12图为第11图Ⅻ-Ⅻ之剖视图，第13图为回转式搅拌桨形状的一个实施方案(实施例)。
兹以图面将本发明之实施方案说明于下。
发酵槽11及搅拌器与第2图及第3图所表示的同样。
如第5图所述，与堆肥物质的移动方向(箭头记号2)平行地，自原料入口处7至堆肥出口处3划分为n个单位领域31.32.33．(在本图n=3．但n只要为2以上的整数即可)。
再以搅拌器1一次搅拌所产生的跳飞距离亦即每次材料移动距离将各单位领域31.32.33划分为小领域A1,B1,C1,D1等。
上述单位领域31,32,33及小领域A1,B1……等，并非以间壁等物将之实际隔开，而是运转操作上划分的领域而已。
关于这些领域，有如下述，自(A)至(E)的操作，各个操作每隔所规定的时间例如每隔一日，依次进行。
最初的状态，A1,A2,A3是空的，而其他的小领域则充满着堆肥原料。
(A)第一日，在第一个单位领域31里，供给原料给在入口处7的小领域A1并且自在出口处3的小领域D1，将堆肥排出。
(B)第二日，在第二个单位领域32里，供给原料给在入口处7的小领域A2并且自如第6图所示位于出口处3的小领域D2，将堆肥排出。
(C)若为n＞3的场合每隔所规定的时间(本例为一日)在下
个单位领域中依次行使与(B)同样的操作。当n=2的时侯，(B)及(C)就不必要。
(D)第n日(本例为第3日)，在第n个(本例为第3个)单位
领域33里，自入口处7的小领域A3供给原料，自出口处3的小领域D3排出堆肥。
(E)(D)操作之后，如第7图所示，一边遍及发酵槽11全幅地移动搅拌器1，一边自出口处3向入口处7移动，在发酵槽的全部领域中，搅拌堆肥并将之移动。
如上所(A)至(E)的操作完了之后，再恢复到最初的状态(只要A1,A2,A3是空的)，重复以上的工序，进行发酵槽11的运转。
本实施方案，因根据这样的运转方法进行运转之故，发酵槽11全体的反复搅拌，每3日进行一次，在发酵槽11内各小领域的堆肥原料三日内也不会被搅拌到，而停滞着，在此期间，如第4图实线所示，可达到适当的发酵温度，发酵期间亦足可确保，能进行效率高的发酵运转，但滞留时间在A3为0日，在A2,D1为一日，在A1,D2为2日。
这样的话，因供给量，排出都减少之故，原料供给装置及堆肥排出装置14亦可减小其容量。
以上是以3日一回的搅拌频率(即n=3)为主所作的说明。但当n=2或为4以上的整数时，每n日一次进行搅拌，可以确保发酵工序上最适当且足够的发酵时间。
再者，上述实施方案，乃就在出口处3的小领域D1,D2或D3.搅拌器1依堆肥原料移动方向的直角方向，仅一回通过所规定的排出量所作的说明。但所定排出量甚大时，在小领域D1,D2及D3之中，搅拌器1亦可重复地进行堆肥原料移动方向及与其直角的方向移动将之排出。
第8-12图，表示其他的实施方案。
如上述方式的发酵槽，特别是当所定的时间甚长的时侯，例如象第8图所述，箭头记号2之堆肥移动方向的边b较短，而与其直角的边a较长，形成短边b，长边a的长方形状态。
例如，假定一日原料供给上所需的宽度为X．长度为Y．发酵日数为N日，搅拌频率为每n日一回，则a及b为如下述公式，
a=nX
b=NY/n
在目前已有(向来的)的设备中，其程度大致为\\
X=10m,N=10日，Y=3m,n=1日之故所以变成a=10m,
b=30m.
如上所述，将搅拌频率定为4日一回则因
X=10m,N=10日，Y=3m,n=4日之故所以变成
a=40m,b=7.5m
b变成小于a，长宽比率，乃告逆转。
对于这样的发酵槽11，如第1图，第2图所示向来已有的，在发酵槽的两侧，沿着堆肥原料的移动方向(箭头记号2)，铺设移动式钢轨(rail)脚手架20时，因跨距(span)甚长，重量乃告变大。
因此，对于这样地b＜a的发酵槽11，如第9图，第10图所述，搅拌器1的移动式脚手架20为了能依长方形的长方向来回移动(即与箭头记号2所示堆肥原料移动方向呈直角方向)乃跨着发酵槽11短边的长度而被配备着，为了能沿着堆肥原料的移动方向来回移动，乃在移动式脚手架20之上配设一个被车身21支柱的回转式搅拌桨22。
第8图至第10图的实施方案(实施例)，表示n=4每隔4日乃将发酵槽11的全部领域进行反复搅拌、发酵槽11的全部领域又被分为31,32,33,34等单位领域，在各个单位领域中又分为A1,B1……C4,D4……等小领域，回转式搅拌桨22之移动，仅在n自3变成4时，与上述的例子大致同样。但是移动式脚手架20和与此相对的回转式搅拌桨22的移动方向则为不同，箭头记号2方向的移动，由与移动式脚手架20相对的回转式搅拌桨22之移动进行之。而与此呈直角方向的移动，则由移动式脚手架20之移动进行之。更详细地说明之在第9图中，40乃表示具有长方形平面形状的发酵领域，由4个以符号42～45所表示的边所构成。发酵领域40的边42,43的外侧，设有移动钢轨作为导轨(guideway)，移动所述移动钢轨46,47的时间间隔大致相等。移动式脚手架20跨在这两支移动钢轨46,47之间而被铺设在移动钢轨46,47之上，再者，搅拌器1设在移动式脚手架20上，能沿着移动式脚手架20横方向地自由移动。
依靠搅拌器1及移动式脚手架20之移动，搅拌器1自始点S至终点T，沿着箭头记号所示的锯齿轨迹移动，遍及发酵领域40的全部领域将被堆积着的堆肥物质搅拌之。而后通过发酵领域边44的外侧，再恢复到始点S。
当然，本实施方案中，搅拌器1的移动轨迹，并不限于第9图所示之轨迹。由于第9图所示搅拌器1的移动，发酵领域40内的全部堆肥物质、自移动钢轨47之边侧移向移动钢轨46之边侧。兹以第11图将此事更详细地说明于下。
第11图中，发酵领域40内的堆肥物质，堆积的高度高于配设在搅拌器1的回转式搅拌桨22。
回转式搅拌桨的回转方向，如箭头记号所示，与搅拌的同时，移动钢轨47边侧的堆肥物质，乃飞越过回转式搅拌桨22之上而被移送至移动钢轨46的边侧。
通过多孔板(perforated plate)52的导气管53(air duct)作媒介自发酵领域40的下面将空气送入或抽出，使用进气口(diffuser)代替多孔板作为空气供给手段亦有效。再者，第11图中，省略了空气送入抽出用的吹风机(blower)。
回转式搅拌桨，依靠着车身21自搅拌器1垂下来，靠马达55而回转。回转式搅拌桨22的回转面(即旋转面)亦即与移动式脚手架20成平行状态，所以不依回转式搅拌桨22的回转方向，堆肥物质乃自一个移动钢轨的边侧移送到另一个钢轨的边侧。移动式脚架20的一侧，在二支持的移动钢轨的上面移动，但这移动钢轨的支持力可随着移动式脚架20之重量而增减。
第12图为第11图Ⅻ-Ⅻ之剖视图(截面图)。回转式搅拌桨22设在车身21的两侧，搅拌器1在移动式脚手架20的左右，无论向那个方向移动，均能依回转式搅拌桨22的侧面，搅拌堆积层，第12图中，56表示使搅拌器1移动在移动式脚手架20上面的驱动终止，但是驱动回转式搅拌桨22的马达则被省略。
第13图为回转式搅拌桨22适当的实施方案(实施例)中的一个回转式搅拌桨22的桁条58(beam)自回转轴57依相等的角度安装，呈放射状，而搅和板59A,59B被固定桁条的头部两侧。依这种形状的回转式搅拌桨，无论采取那种回转(旋转)方向(正转或逆转)均能从事适当的搅拌与移送。
依第9图所示的搅拌器轨迹进行运转的场合，因发酵领域40内的堆肥物质自边43的边侧慢慢地被移送到边42的边侧之故，原料乃依没在图上表示的供给方法，沿着边43被供给到发酵领域40内，并且受过所定发酵处理的堆肥物质乃自边42的端头取出。因此边42与移动钢轨46间的地板面上，沿着边42乃形成一落下口60(降下口)，在落下口60的下面，如配设一没在图上表示的带式输送机(belt conveyor)，则可容易地收集堆肥。
再者，本实施方案在分批式(batch type)的场合，亦可适用。在此场合，例如在发酵领域40的全部领域内堆积着原料。若以一正转一逆转的旋(回)转方式运转回转式搅拌桨22的话，堆肥物质仅能移动过一次搅拌移送的距离上，结果在大致相同的领域内，可能完成相同的发酵处理。在这样的场合第13图所示的回转式搅拌桨的形状极为有效。
再者，在第10图中，有桥式吊车式(overheab crane)的滑道(runway)移动梁，作为移动式脚手架20，但左右钢轨的高度不同，一侧有脚的半门型(semi portal)或两侧均有脚的门架式移动体亦可。
采用本发明的搅拌设备，只要把沿堆肥移动方向2的发酵槽的长度保持在一个适合搅拌的合适且有效的长度，就可提高发酵能力，同时，搅拌器的尺寸和重量也可减小，这是由于脚手架20的长度可以减小，而与发酵能力的增高无关。
采用本发明的搅拌设备，可获得大的处理能力，对堆肥进行高效发酵，而不会增加生产成本。
根据本发明可以提供在堆肥原料进行发酵作业时，可确保足够的发酵时间，同时，可将原料供给装置及堆肥排出装置的容量变小的发酵槽的搅拌设备(装置)，在实用上收效极大。
Claims (2)
1.一种堆肥化装置，敷设有保持着等距离的两个导向通道(46、47)，在该两个导向通道(46、47)之间配置有移动式脚手架(20)，在移动式脚手架(20)上设有能够移动的并且是垂直悬挂的回转桨叶式搅拌器(1)，在上述两个导向通道(46、47)之间设有形成为矩形发酵域(40)的发酵槽，其特征在于，
上述发酵区域(40)的与堆肥化物的移动方向(2)相一致的边是矩形的短边，而与堆肥化物的移动方向(2)相垂直的边是矩形的长边，沿着该长边分别设有两个导向通道(46、47)，以及分别沿着所述矩形的其中一侧的长边(3、42)设置了堆肥化物排出口(60)，沿着另一侧的长边(43)设置了堆肥化原料供应装置；
上述搅拌器(1)的回转浆叶(22)被配置成其旋转面与上述导向通道(46、47)成直角，上述搅拌器(1)一边搅拌堆肥化原料或堆肥化物，一边沿着与上述导向通道(46、47)成直角的方向从上述发酵区域(40)的入口端(7、43)向出口端(3、42)移送。
2.如权利要求1所述的堆肥化装置，其特征在于，所述发酵槽(40)包括多个与堆肥化物的移动方向平行的、由入口端(7、43)达到出口端(3、42)的单位区域(31、32、33、34)，所述搅拌器(1)将位于各个单位区域(31、32、33、34)的出口端(3、42)的小区域(D1、D2、D3、D4)中的堆肥化物单独排向出口(60)。
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| US4410348A (en) * | 1979-05-26 | 1983-10-18 | Ebara Corporation | Method for composting |
| JPS59396A (ja) * | 1982-06-23 | 1984-01-05 | Iwao Kishi | 畜産糞尿発酵乾燥処理装置 |
-
1986
- 1986-04-04 CN CN90103218A patent/CN1044701C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-04 CN CN86102346A patent/CN1010407B/zh not_active Expired
Patent Citations (4)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1047339A (zh) | 1990-11-28 |
| CN1010407B (zh) | 1990-11-14 |
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