CN105753522A - 一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器。反应器主要包括滚筒主轴、滚筒、设有通气小孔的通气柱、固定于滚筒两端的滚筒圆盘，滚筒圆盘与滚筒主轴固定，并连接有平行于滚筒主轴的通孔柱。本发明结构简单，方便转移运输，可工厂化生产，适合在农业地区推广用于进行秸秆类废弃物堆肥，也可以在大型庭院、社区进行园林废物堆肥时使用，可以大大加快堆肥速度，提高堆肥产品质量。

Description

一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器

技术领域

本发明公开了一种固体废弃物好氧堆肥反应器，具体地说,是一种特别适用于秸秆类农业固体废弃物的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器。

技术背景

我国是粮食生产和消费大国，每年产生超过8亿吨农作物秸秆，其中，有2亿吨秸秆随意丢弃腐烂或是焚烧，既浪费了资源，又污染了环境。堆肥是农作物秸秆利用的主要方式之一，方法简单，操作方便，堆肥还田后还能提高土壤肥效。

相较于露天堆肥，使用堆肥反应器能大大加快堆肥速度，提高堆肥质量，同时又方便了人们的操作，还能避免天气的影响。通气对好氧堆肥而言直接影响了堆肥的成败，如果堆体通气不足，不仅会局部产生厌氧反应而排出臭气，物料腐熟速度慢，而且无法达到好氧反应的高温以至于无法杀灭有害菌，影响堆肥品质。常用的好氧堆肥反应器可分为强制曝气和自然通气两种方式。采用强制曝气的堆肥反应器，对电力有所要求；采用自然通气的堆肥反应器，多以箱体外壁开孔的方式进行自然通气，这种方法通风效果差，难以对堆体中心进行供氧。

搅拌是好氧堆肥提高堆肥速度和品质的重要方式，搅拌不仅可以使堆体内部充分补充氧气，还可以使堆体中菌群多、发酵快的区域与菌群少、发酵慢的区域重新混合，保证了堆体各部分都进行发酵腐熟。很多堆肥反应器存在的一个问题是箱体基本固定且没有搅拌装置，例如箱式堆肥反应器，需要使用人力倾倒、翻搅等进行翻堆，这种翻堆方法操作不便，费时费力。早在19世纪八十年代，EricEweson博士发明了滚筒式反应器。滚筒式堆肥反应器的一大优点就是翻堆方便，在滚筒翻转过程中内部物料通过重力作用即可完成翻搅，但目前的滚筒式堆肥反应器基本使用电机带动滚筒内搅拌轴转动或是带动整个滚筒转动的方式对物料进行翻滚以达到翻堆的效果，同时依赖风机进行强制曝气。一方面，这类依赖电机、风机的滚筒式反应器结构复杂、造价高；另一方面，该反应器对场地和电力有所要求。因此不大适合在广大农村中田间堆肥使用。

发明内容

本发明的目的在于解决秸秆类农业固体废弃物好氧堆肥反应器的能耗问题，包括人力翻搅、耗时耗力且效果差；电动翻堆、通氧曝气造价高、能耗高。因此本发明提供了一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，通过结构设计，一方面做到堆肥内部自然通气，避免强制曝气使用风机产生能耗，另一方面在无机械动力辅助下使用人力可轻易做到翻堆，提高翻堆效率。此外，反应器结构不复杂，方便整体的移动和使用，造价较低，利于田间堆肥使用，可进行农村推广。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，所述的反应器主要包括滚筒主轴、滚筒、设有通气小孔的通气柱、固定于滚筒两端的滚筒圆盘，滚筒圆盘与滚筒主轴固定，并连接有平行于滚筒主轴的通孔柱。滚筒主轴与整个滚筒相对固定，当转动转动杆时，滚筒主轴与整个滚筒以相同角速度同方向滚动,这种设计方法可避免了只转动主轴而滚筒不动时，因内部物料阻力过大导致靠人力转动困难，同时在物料翻滚时比仅仅转动滚筒而无内部轴的其他滚筒反应器的翻搅效果更好。

作为进一步地改进，本发明所述的反应器还包括固定连接在滚筒主轴一端的大齿轮、固定在滚筒主轴上并开始有通气孔的通气杆、用于架起滚筒的支架和开设在滚筒表面并且可开关的进出料口。

作为进一步地改进，本发明所述的通气柱和滚筒主轴均是空心的管柱，通气柱的直径小于滚筒主轴。通气柱在滚筒翻转进行物料翻堆时也能起到搅散内部物料的作用。

作为进一步地改进，本发明所述的滚筒两端的两个滚筒圆盘的相同位置开设有开口，开口为2-10个，均匀分布在以滚筒圆盘的圆心为圆心的圆周上，开口连接通气柱的两端,使通气柱内腔与外界空气连接.

作为进一步地改进，本发明所述的开口为4个，相互之间呈90度。

作为进一步地改进，本发明所述的通气杆是空心的结构，通气杆上开设的通气孔的开孔朝向平行于滚筒主轴。通气孔的开孔朝向平行滚筒主轴，可尽量避免翻转过程中物料堵塞通气孔，通过通气孔、通气杆空腔、滚筒主轴空腔使得滚筒内和外界环境的空气连通达到自然通气的目的。

作为进一步地改进，本发明所述的滚筒为用保温材料制成的圆柱形结构，其表面设置有向滚筒内方向凸起的凸起槽。滚筒外壁为较厚的保温材料，可保证物料堆置过程中的热量不会较快散发；其上有向滚筒内凸起的槽，作用是增加筒壁凹凸度，在滚筒翻转时内部物料更好的搅散；还具有一个较大的可掀开的进出料口。

作为进一步地改进，本发明所述的大齿轮一端的支架上设置有小齿轮和与小齿轮连接的转动杆，小齿轮与大齿轮啮合，小齿轮、大齿轮与转动杆组成传动结构。具有架起滚筒的支架，其中一侧支架上具有转动杆和齿轮结构，与主轴同侧的大齿轮啮合形成动力传动结构，可通过摇动转动杆使滚筒翻转从而进行物料的翻堆。

本发明与现有的一些相似堆肥反应器相比具有的优点有：

1、本发明通过带有通气孔、通气杆空腔、滚筒主轴空腔，以及通气小孔、通气柱空腔使滚筒内部与外界环境连通，对比仅仅使用器壁打孔的反应器尤其在堆体内部提供良好的自然通风条件，做到在低能耗、无外加风机进行曝气的情况下，保证了在堆肥进行过程中空气的流通，提供充足氧气的同时也可以使水分较快的散发到外界空气中，利于物料的干燥，加快堆肥进程。

2、本发明的搅拌结构不仅有滚筒主轴及其上的通气杆，滚筒内的通气柱和滚筒外壁上的槽都可以在滚筒翻转过程中对内部物料起到搅散的作用，比起仅靠一个滚筒转动进行翻搅的反应器大大提高了翻堆使对物料的翻搅效果，更利于物料的快速堆肥腐熟。

3、本发明具有转动杆和传动齿轮组成的动力结构，无需使用电机等机械进行工作，仅使用人力即可轻易的转动滚筒进行翻堆，既减轻了人力工作负担，同时不需要消耗电力等其他机械动力产生能耗，做到低能耗。

4、本发明结构简单，方便转移运输，可工厂化生产，适合在农业地区推广用于进行秸秆类废弃物堆肥，也可以在大型庭院、社区进行园林废物堆肥时使用，可以大大加快堆肥速度，提高堆肥产品质量。

附图说明

图1为本发明提供的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器主视结构示意图；

图2为本发明提供的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器右视结构示意图；

图3为滚筒中轴结构示意图；

图4为滚筒中轴上通气杆结构透视图；

图中的标记分别为：

1—滚筒主轴；2—滚筒；3—通气柱；4—滚筒圆盘；5—支架；11—通气杆；12—通气孔；13—大齿轮；14—滚筒主轴空腔；15—通气杆空腔；21—凸起槽；22—进出料口；31—通气小孔；32—通气柱空腔；41—开口；51—小齿轮；52—转动杆。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明进行进一步说明

图1、图2为本发明提供的一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器示意图，该反应器的结构包括有一端带有大齿轮13的滚筒主轴1，滚筒主轴1连有通气杆11，通气杆11上带有通气孔12；使用保温材料制成的具有凸起槽21的圆柱形外滚筒2，其上有可开关的进出料口22；均匀分布在滚筒2内的通气柱3，其上带有通气小孔31；具有开口41连接通气柱3的两侧滚筒圆盘4，圆盘与滚筒主轴1固定，使滚筒主轴1与整个滚筒2以相同角速度转动；用于架起滚筒2的支架5，支架5其中一侧具有小齿轮51和转动杆52。当需要翻堆时，使用人力摇动转动杆52，依次带动小齿轮51、大齿轮13、滚筒主轴1和整个滚筒2以相同角速度转动，滚筒主轴1上的通气杆11在内部物料翻滚时起到搅拌、分散中心物料的作用，滚筒2内通气柱3起到分散中间物料的作用。

图3为滚筒主轴1结构示意图，滚筒主轴11内部为滚筒主轴空腔14，外部共有11组通气杆11，相同组通气杆11的连线经过所在圆圆心，相邻组的通气杆11相互之间垂直。通气杆11内部为通气杆空腔15，通气杆11上有通气孔12，开口方向平行滚筒主轴1。外部空气可经由滚筒主轴空腔14、通气杆空腔15、通气孔12进入堆体内部；外部空气也可经由通气柱空腔32、通气小孔31进入，同时，堆体内水分也可从这两条通道挥发。

开始堆肥前，将秸秆等物料浇水浸湿，使含水率在55-60％左右，并使用尿素将物料C/N调节到20-25，同时准备好添加的菌剂材料。装填的物料约占滚筒2总容量四分之三，预留约四分之一空间使滚筒2滚动时物料易于翻动。进料时，打开进出料口22，将物料分3-4次加入滚筒2内，每加一次物料，就向滚筒2中添加适量菌剂，直到物料添加完毕，摇动转动杆52，对物料进行初次翻搅混合，之后即可开始静置堆肥，可打开进出料口22插入温度探头对物料进行测温。

根据气温，物料在1-3天内可升温至50℃以上，并在接下来数天内保持50℃以上高温。若发现堆体温度达到65℃以上，需马上摇动转动杆52对物料进行翻堆，避免堆体温度过高影响菌剂活性。常规翻堆可视堆体温度而定，若堆体温度在55℃以上的高温期可每天进行翻堆，若堆体温度在堆肥经过数天后下降到50℃以下并且翻堆后不再上升时，可降低翻堆频率，每2-3天翻堆一次。使用本发明装置进行堆肥，比普通条垛式堆肥用时缩短一半。堆肥完成后，将滚筒2转动至合适位置，打开进出料口22进行倾倒出料。使用完毕后可直接重新进料开始下一轮堆肥，或可进行简单冲洗后存放。

以上所述的仅是本发明的较佳实施方案，不以任何方式限制本发明，凡根据本发明专利范围内做的均等替代或等效变化，均属于本发明的保护范围。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的反应器主要包括滚筒主轴(1)、滚筒(2)、设有通气小孔(31)的通气柱(3)、固定于滚筒(2)两端的滚筒圆盘(4)，所述的滚筒圆盘(4)与滚筒主轴(1)固定，并连接有平行于滚筒主轴(1)的通孔柱(3)。

2.根据权利要求1所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的反应器还包括固定连接在滚筒主轴(1)一端的大齿轮(13)、固定在滚筒主轴(1)上并开设有通气孔(12)的通气杆(11)、用于架起滚筒(2)的支架(5)和开设在滚筒(2)表面并且可开关的进出料口(22)。

3.根据权利要求1或2所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的通气柱(3)和滚筒主轴(1)均是空心的管柱，通气柱(3)的直径小于滚筒主轴(1)。

4.根据权利要求3所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的滚筒(2)两端的两个滚筒圆盘(4)的相同位置开设有开口(41)，所述的开口(41)为2-10个，均匀分布在以滚筒圆盘(4)的圆心为圆心的圆周上，所述的开口(41)连接通气柱(3)的两端。

5.根据权利要求4所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的开口(41)为4个，相互之间呈90度。

6.根据权利要求2所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的通气杆(11)是空心的结构，通气杆(11)上开设的通气孔(12)的开孔朝向平行于滚筒主轴(1)。

7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的滚筒(2)为用保温材料制成的圆柱形结构，其表面设置有向滚筒(2)内方向凸起的凸起槽(21)。

8.根据权利要求7所述的低能耗的滚筒式好氧堆肥反应器，其特征在于，所述的大齿轮(13)一端的支架(5)上设置有小齿轮(51)和与小齿轮(51)连接的转动杆(52)，所述的小齿轮(51)与大齿轮(13)啮合，所述的小齿轮(51)、大齿轮(13)与转动杆(52)组成传动结构。