CN105084966B - 一种膜内衬集装箱式发酵装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法 - Google Patents

一种膜内衬集装箱式发酵装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法 Download PDF

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Abstract

一种膜内衬集装箱式发酵装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法，它涉及一种堆肥装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法。它要解决现有集装箱式堆肥存在运行成本高，及现有生物滤池移动不便，建造周期较长的问题。装置：包括集装箱门、防水透气膜、鼓风机、进气管、穿孔通气管、温度检测器、出气管、集装箱。方法：一、放入物料；二、当温度低于60℃时，进行间歇通风，当发酵温度高于60℃时，进行连续通风，发酵尾气排出；三、发酵10～15天取出即完成。本发明膜内衬集装箱式发酵装置，主体为集装箱或废旧集装箱改装，设备简单方便，废物利用，节省设备成本，建造周期短。时间‑温度控制风机运行，节省电能。便于运输。显著节省占地面积。

Description

一种膜内衬集装箱式发酵装置及利用该装置进行堆肥、除臭 的方法
技术领域
本发明涉及一种堆肥装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法。
背景技术
好氧堆肥处理是指固体废弃物和调理剂充分混合形成一定体积的物料堆体，在有氧的条件下，利用大量微生物快速降解物料中的有机质和生物残体，产生二氧化碳和水，并释放大量热的生物化学过程。现有堆肥方式主要有条垛式、静态通风式、槽式、反应器式四种。反应器式堆肥主要包括筒仓式、塔式、滚筒式、搅拌箱式、圆形搅拌床式、隧道式、集装箱式。集装箱式堆肥具有移动方便、可模块化运行的优点。好氧堆肥过程中会产生大量氨气，硫化氢等臭气，如果处理不好会造成严重空气污染。现有集装箱式堆肥通常采用引风机将堆肥尾气送至另外的除臭设备，才能减少堆肥废气对周边空气质量的影响。购置除臭设备不仅显著增加了集装箱式堆肥的建设成本，而且由于除臭系统运行能耗较大，也将显著增加了集装箱式堆肥的运行成本。
生物滤池与化学除臭，等离子除臭方法相比具有运行能耗较低的特点，是目前常用的臭气处理设施之一。但目前生物滤池池体多为混凝土浇筑的固定构筑物，运输移动不便，建造周期较长，很难应对突发臭气处理情况或者进行快速提高处理能力。不能适应集装箱式堆肥装置对臭气处理装置的便于运输、快速安装运行，模块化调整除臭能力的要求相适应。
另外，堆肥工艺过程中堆体温度需要达到50℃以上时才能实现有机质的快速稳定化，并有效杀灭病原菌。而在冬季低温环境条件下，现有堆肥工艺普遍存在堆体升温困难的实际问题。当环境温度低于0℃以下时，堆体的升温周期会由常温环境条件下的3天左右延长至10天以上，甚至导致堆体无法升温，从而显著延长堆肥生产周期，降低堆肥系统的处理能力。
发明内容
本发明目的是为了解决现有集装箱式堆肥存在运行成本高，及现有生物滤池移动不便，建造周期较长的问题，而提供的一种膜内衬集装箱式发酵装置及利用该装置进行堆肥、除臭的方法。
一种膜内衬集装箱式发酵装置，它包括集装箱门、防水透气膜、鼓风机、进气管、穿孔通气管、温度检测器、出气管、集装箱；集装箱底部设置有穿孔通气管，集装箱上部设置有防水透气膜并延伸至集装箱门的底部，防水透气膜上部设置有出气管，防水透气膜下部设置有鼓风机和温度检测器。
利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为120～250cm，关闭集装箱门；
二、当集装箱内温度低于65℃时，开启鼓风机，进行间歇通风，每通风15～45min后停止15～45min，当集装箱内温度高于65℃时，进行连续通风直至温度低于50～55℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10～15天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥。
利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，还可以按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为120～250cm，关闭集装箱门；
二、当环境温度及有机固体废弃物的温度均低于10℃时，将现有堆肥发酵装置内的高温尾气引入集装箱内，当集装箱内高于30～40℃时，开启鼓风机，进行间歇通风，每通风15～45min后停止15～45min，当集装箱内温度高于60～65℃时，进行连续通风直至温度低于50～55℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10～15天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥。
利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行除臭的方法，按以下过程进行：向膜内衬集装箱式发酵装置内部装入滤料，引入臭气，形成集装箱式除臭滤池；其中滤料为发酵熟料或生物填料；滤料的用量占集装箱体积的30％～95％。
本发明的优点：
1、膜内衬集装箱式发酵装置，主体为集装箱或废旧集装箱改装，设备简单方便，废物利用，减少臭气污染，节省设备成本，建造周期短。
2、时间-温度控制风机运行，节省电能。
3、生物预热缩短堆肥升温周期，延长高温周期，同时达到废气利用、节能减排的目的。有效解决低温环境条件下堆肥初期物料生物困难的问题。
4、膜内衬集装箱式发酵装置，装入滤料可形成集装箱式除臭滤池，因此能够解决现有生物滤池移动不便，建造周期长的问题；防水透气膜提高了除臭滤池的除臭效果。当多个集装箱式除臭滤池模块化组合可以调整臭气处理量，并且便于运输，可用于处理臭气泄露的突发性情况。
5、膜内衬集装箱式发酵装置铺设防水透气膜，可截流大部分臭气，不仅可以减少堆肥过程中氮素损失，而且无需除臭设备。
6、当占地面积有限时，可将多个膜内衬集装箱式发酵装置叠加放置，形成堆肥除臭组合设备，显著节省占地面积。
附图说明
图1为本发明中膜内衬集装箱式发酵装置的示意图，其中1表示集装箱门、2表示防水透气膜、3表示鼓风机、4表示进气管、5表示穿孔通气管、6表示温度检测器、7表示出气管、8表示集装箱。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1所示，本实施方式膜内衬集装箱式发酵装置，它包括集装箱门1、防水透气膜2、鼓风机3、进气管4、穿孔通气管5、温度检测器6、出气管7、集装箱8；集装箱8底部设置有穿孔通气管5，集装箱8上部设置有防水透气膜2并延伸至集装箱门1的底部，防水透气膜2上部设置有出气管7，防水透气膜2下部设置有鼓风机3和温度检测器6。
本实施方式中防水透气膜2，由于小水滴无法通过防水透气膜,因此防水透气膜下表面含有大量小水滴，形成水层。氨气、硫化氢等主要臭气在水中具有较高溶解度，因此这些臭气分子被防水透气膜下表面的水层吸附，并随水滴滴落到下面的发酵物料中，并被物料中的微生物氧化，即减少堆肥过程中氮素损失又无需加设除臭设备。
本实施方式中膜内衬集装箱式发酵装置，主体为集装箱或废旧集装箱改装，设备简单方便，废物利用，节省设备成本。
本实施方式中膜内衬集装箱式发酵装置，装入滤料可形成集装箱式除臭滤池，因此能够解决现有生物滤池移动不便，建造周期长的问题；而且防水透气膜可显著提高生物滤料的除臭效果。当多个集装箱式除臭滤池模块化组合可以调整臭气处理量，并且便于运输，可用于处理臭气泄露的突发性情况。
具体实施方式二：本实施方式利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：
利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为120～250cm，关闭集装箱门；
二、当集装箱8内温度低于65℃时，开启鼓风机3，进行间歇通风，每通风15～45min后停止15～45min，当集装箱8内温度高于65℃时，进行连续通风直至温度低于50～55℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10～15天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是，步骤一中所述膜内衬集装箱式发酵装置还可以是多个膜内衬集装箱式发酵装置并排摆放，通过出气管7串联在一起。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中虽然占地面积稍大，但是特别适用于缺少集装箱搬运设备的条件下使用，节约人力物力，减少能耗。
本实施方式中出气管7将第一个膜内衬集装箱式发酵装置中的发酵尾气引入第二个膜内衬集装箱式发酵装置，对低温物料进行鼓风预热，从而减少物料升温时间，缩短低温环境条件下的堆肥发酵周期；依次对膜内衬集装箱式发酵装置进行发酵尾气的引入，尤其适用于低温环境条件下，堆肥初期物料升温速率较慢的情况。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是，步骤一中所述膜内衬集装箱式发酵装置还可以是多个膜内衬集装箱式发酵装置叠加摆放，通过出气管7串联在一起。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中显著节省占地面积。
本实施方式中出气管7将第一个膜内衬集装箱式发酵装置中的发酵尾气引入第二个膜内衬集装箱式发酵装置，对低温物料进行鼓风预热，从而减少物料升温时间，缩短低温环境条件下的堆肥发酵周期；依次对膜内衬集装箱式发酵装置进行发酵尾气的引入，尤其适用于低温环境条件下，堆肥初期物料升温速率较慢的情况。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二不同的是，步骤一中所述膜内衬集装箱式发酵装置还可以通过出气管7和现有堆肥发酵装置联合使用。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中出气管7将膜内衬集装箱式发酵装置中的发酵尾气引入现有堆肥发酵装置，对低温物料进行鼓风预热，从而减少物料升温时间，缩短低温环境条件下的堆肥发酵周期；尤其适用于低温环境条件下，堆肥初期物料升温速率较慢的情况。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是，步骤一中将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为180cm。其它步骤及参数与具体实施方式二至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是，步骤一中有机固体废弃物为新鲜的畜禽粪便、污水厂污泥、淤泥、市政垃圾、园林垃圾、农业垃圾、餐厨垃圾、食品加工废物。其它步骤及参数与具体实施方式二至七六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是，步骤二中当集装箱8内温度低于65℃时，开启鼓风机3，进行间歇通风，每通风20min后停止20min，当集装箱8内温度高于65℃时，进行连续通风直至温度低于52℃为止。其它步骤及参数与具体实施方式二至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是，步骤三中发酵12天后，将发酵的有机固体废弃物取出。其它步骤及参数与具体实施方式二至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，还可以按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为120～250cm，关闭集装箱门1；
二、当环境温度及有机固体废弃物的温度均低于10℃时，将现有堆肥发酵装置内的高温尾气引入集装箱8内，当集装箱8内温度高于30～40℃时，开启鼓风机3，进行间歇通风，每通风15～45min后停止15～45min，当集装箱8内温度高于60～65℃时，进行连续通风直至温度低于50～55℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10～15天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥。
本实施方式中利用现有堆肥发酵装置内的高温尾气，可缩短固废堆肥升温周期，或延长高温周期，同时达到废气利用、节能减排的目的。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式十不同的是，步骤一中将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为150cm。其它步骤及参数与具体实施方式十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式十或十一不同的是，步骤二中当集装箱8内温度高于35℃时，开启鼓风机3，进行间歇通风，每通风25min后停止25min，当集装箱8内温度高于62℃时，进行连续通风直至温度低于53℃为止。其它步骤及参数与具体实施方式十或十一相同。
具体实施方式十三：本实施方式利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行除臭的方法，按以下过程进行：向膜内衬集装箱式发酵装置内部装入滤料，引入臭气，形成集装箱式除臭滤池；其中滤料为发酵熟料或生物填料；滤料的用量占集装箱体积的30％～95％。
本实施方式中膜内衬集装箱式发酵装置，装入滤料形成集装箱式除臭滤池，能够解决现有生物滤池移动不便，建造周期长的问题；防水透气膜提高了除臭滤池的除臭效果。
当多个集装箱式除臭滤池模块化组合可以调整臭气处理量，并且便于运输，可用于处理臭气泄露的突发性情况。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式十三不同的是，利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行除臭的方法，还可以按以下过程进行：多个膜内衬集装箱式发酵装置叠加摆放，通过出气管7并联在一起，然后将最上方膜内衬集装箱式发酵装置内部装入滤料，同时引入下方进行堆肥的膜内衬集装箱式发酵装置产生的发酵尾气，形成集装箱式除臭滤池；其中滤料为发酵熟料或生物填料；滤料的用量占集装箱体积的30％～95％。其它步骤及参数与具体实施方式十三相同。
本实施方式中利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行除臭，尤其适用于利用膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥时，所产生的发酵尾气中臭气浓度较高时使用；同时显著节省占地面积。
本实施方式中进行堆肥的膜内衬集装箱式发酵装置，其堆肥过程采用具体实施例二所述内容。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例：
结合图1所示，
利用上述膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为150cm，关闭集装箱门1；
二、当集装箱8内温度低于65℃时，开启鼓风机3，进行间歇通风，每通风20min后停止20min，当集装箱8内温度高于65℃时，进行连续通风直至温度低于50℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥。
本实施例中防水透气膜2，由于小水滴无法通过防水透气膜,因此防水透气膜下表面含有大量小水滴，形成水层。氨气、硫化氢等主要臭气在水中具有较高溶解度，因此这些臭气分子被防水透气膜下表面的水层吸附，并随水滴滴落到下面的发酵物料中，并被物料中的微生物氧化，即减少堆肥过程中氮素损失又无需加设除臭设备。
本实施例中采用间歇通风，节省电能，降低运行成本高，一次发酵10天即可完成。

Claims (8)

1.一种膜内衬集装箱式发酵装置，其特征在于该装置包括集装箱门(1)、防水透气膜(2)、鼓风机(3)、进气管(4)、穿孔通气管(5)、温度检测器(6)、出气管(7)、集装箱(8)；集装箱(8)底部设置有穿孔通气管(5)，集装箱(8)上部设置有防水透气膜(2)并延伸至集装箱门(1)的底部，防水透气膜(2)上部设置有出气管(7)，防水透气膜(2)下部设置有鼓风机(3)和温度检测器(6)；
多个膜内衬集装箱式发酵装置叠加摆放时，将第一个膜内衬集装箱式发酵装置的出气管(7)通入第二个膜内衬集装箱式发酵装置进气管(4)，以此类推，串联在一起。
2.利用如权利要求1所述的膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为120～250cm，关闭集装箱门(1)；
二、当集装箱(8)内温度低于65℃时，开启鼓风机(3)，进行间歇通风，每通风15～45min后停止15～45min，当集装箱(8)内温度高于65℃时，进行连续通风直至温度低于52℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10～15天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥；
多个膜内衬集装箱式发酵装置叠加摆放时，将第一个膜内衬集装箱式发酵装置的出气管(7)通入第二个膜内衬集装箱式发酵装置进气管(4)，以此类推，串联在一起。
3.根据权利要求2所述的利用膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤一中所述膜内衬集装箱式发酵装置还通过出气管(7)和现有堆肥发酵装置联合使用。
4.根据权利要求2所述的利用膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤一中有机固体废弃物为新鲜的畜禽粪便、污水厂污泥、淤泥、市政垃圾、园林垃圾、农业垃圾、餐厨垃圾、食品加工废物。
5.根据权利要求2所述的利用膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，其特征在于步骤二中当集装箱(8)内温度低于65℃时，开启鼓风机(3)，进行间歇通风，每通风20min后停止20min，当集装箱(8)内温度高于65℃时，进行连续通风直至温度低于52℃为止。
6.利用如权利要求1所述的膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥的方法，其特征在于还按以下步骤进行：
一、将有机固体废弃物堆放在膜内衬集装箱式发酵装置的底部，高度为120～250cm，关闭集装箱门(1)；
二、当环境温度及有机固体废弃物的温度均低于10℃时，将现有堆肥发酵装置内的高温尾气引入集装箱(8)内，当集装箱(8)内温度高于35℃时，开启鼓风机(3)，进行间歇通风，每通风15～45min后停止15～45min，当集装箱(8)内温度高于62℃时，进行连续通风直至温度低于53℃为止，发酵尾气排出；
三、发酵10～15天后，将发酵的有机固体废弃物取出，即完成膜内衬集装箱式发酵装置进行堆肥。
7.利用如权利要求1所述的膜内衬集装箱式发酵装置进行除臭的方法，其特征在于按以下过程进行：向膜内衬集装箱式发酵装置内部装入滤料，引入臭气，形成集装箱式除臭滤池；其中滤料为发酵熟料或生物填料；滤料的用量占集装箱体积的30％～95％。
8.根据权利要求7所述的利用膜内衬集装箱式发酵装置进行除臭的方法，其特征在于还按以下过程进行：多个膜内衬集装箱式发酵装置叠加摆放，通过出气管(7)并联在一起，然后将最上方膜内衬集装箱式发酵装置内部装入滤料，同时引入下方进行堆肥的膜内衬集装箱式发酵装置产生的发酵尾气，形成集装箱式除臭滤池；其中滤料为发酵熟料或生物填料；滤料的用量占集装箱体积的30％～95％。
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