CN106281999B - 一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法，由发酵系统固定支架，发酵系统，抽风系统，垃圾废液排放管，控制系统组成；将所需发酵的垃圾废弃物从发酵系统上方投放到该设备内，发酵系统内的微生物对垃圾废弃物进行发酵处理，发酵后的垃圾废液从发酵系统侧壁的垃圾废液排放管排出，当发酵系统内的臭气浓度达到一定上限时，控制系统开启抽风系统将发酵系统内的臭气抽出并排放到指定容器内。本发明所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法结构新颖合理，操控方便快捷，发酵效率高效，适用范围广阔。
Description
技术领域
本发明属于垃圾废弃物处理装置领域，具体涉及一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法。
背景技术
目前，国际上常用的垃圾发酵工艺以坑埋(Landfill)和好氧堆肥为主。80年代以来，随着“垃圾能源学”的产生，对垃圾资源回收日益重视，垃圾的常规厌氧消化技术和高速厌氧堆肥技术得到了很大发展。
在我国推广社区生活垃圾无害化综合处理方法，在工程技术上需要解决三个方面的关键技术:(1)垃圾破碎和分选分类技术；(2)垃圾发酵制肥技术；(3)垃圾焚烧技术。在技术推广初期，这三个方面的技术应该满足工程投资、运行成本和环境影响等方面的基本要求，随着推广面的扩大而逐步提高和完善。
垃圾发酵制肥技术通称垃圾堆肥(garbage composting)技术，是指在控制条件下，垃圾中的有机物经过微生物生化降解形成腐殖质的过程。按生化降解过程的需氧程度，垃圾堆肥技术可分为好氧发酵和厌氧发酵两种。
好氧发酵：按发酵温度的不同，好氧发酵过程分为中温、高温和降温三个阶段。在中温阶段，嗜温菌生长繁殖活跃，高温阶段嗜温菌受到抑制，而嗜热菌活跃，降温阶段嗜温菌再度活跃，使发酵过程进入稳定的腐熟阶段。
厌氧发酵：在厌氧发酵初期，发酵细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解，使固体物质变成可溶于水的物质，然后，细菌再吸收溶于水的物质，并将其酵解成为不同产物。通过厌氧微生物分解有机质的主要产物有有机酸、醇、二氧化碳、氨、氢等。随着有机酸的增加，pH值随之下降，这一阶段称为产酸阶段，参与的细菌称为产酸细菌。在厌氧发酵后期，由于氨的中和作用，pH值逐渐回升，甲烷细菌开始分解有机酸和醇，主要产物有甲烷和二氧化碳，随着甲烷细菌的繁殖，有机酸迅速分解，pH值迅速上升。
现有的垃圾发酵装置，工艺复杂，占地面积大，发酵效率低下，现有技术无法满足大量的垃圾的处理。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种社区生活垃圾无害化处理设备，包括：
发酵系统固定支架1，发酵系统2，抽风系统3，垃圾废液排放管4，控制系统5；所述发酵系统固定支架1上部表面设有发酵系统2，所述抽风系统3设于发酵系统2侧壁上方并连接到发酵系统2内部，所述垃圾废液排放管4设于发酵系统2侧壁下方，所述控制系统5设于发酵系统固定支架1下方；
所述抽风系统3上的风机、垃圾废液排放管4上的电控阀门通过导线与控制系统5控制连接。
进一步的，所述发酵系统2包括：发酵室2-1，投料口2-2，投料口上盖2-3，投料口上盖合页2-4，微生物着生板2-5，出料口侧盖2-6，出料口侧盖合页2-7，出料口2-8，渗水孔2-9，垃圾废液室2-10，发酵能力检测器2-11，气体浓度检测器2-12；所述发酵室2-1为透光材料制成，发酵室2-1为直角梯形结构，发酵室2-1斜面与水平面夹角示为α，所述α范围值为20°～70°，所述发酵室2-1上方设有投料口2-2，所述投料口2-2为矩形开口状，投料口2-2一侧设有投料口上盖2-3，所述投料口上盖2-3外形大小与投料口2-2相同，投料口上盖2-3通过投料口上盖合页2-4与发酵室2-1侧壁顶端固定连接；所述发酵室2-1斜面下方设有出料口2-8，所述出料口2-8为矩形开口状，出料口2-8一侧设有出料口侧盖2-6，所述出料口侧盖2-6外形大小与出料口2-8相同，出料口侧盖2-6通过出料口侧盖合页2-7与发酵室2-1侧壁固定连接；所述发酵室2-1内部设有微生物着生板2-5，所述微生物着生板2-5形状大小与发酵室2-1水平截面形状大小相同，微生物着生板2-5与发酵室2-1内壁无缝焊接固定，微生物着生板2-5数量不少于5块，微生物着生板2-5均匀平行排列，相邻微生物着生板2-5间距15cm～50cm；所述发酵室2-1底板上设有大量渗水孔2-9，所述渗水孔2-9数量不少于300个，渗水孔2-9孔径大小在2mm～5mm之间；所述发酵室2-1下方设有垃圾废液室2-10，所述垃圾废液室2-10与发酵室2-1无缝焊接固定，垃圾废液室2-10为倾斜结构设计，垃圾废液室2-10斜面与水平面夹角示为β，所述β范围值为30°～50°；所述发酵能力检测器2-11位于发酵室2-1内部，发酵能力检测器2-11通过导线与控制系统5控制连接；所述气体浓度检测器2-12位于发酵室2-1内部，气体浓度检测器2-12通过导线与控制系统5控制连接。
进一步的，所述微生物着生板2-5包括：着生平板2-5-1，着生凸粒2-5-2；所述着生平板2-5-1焊接固定在发酵室2-1内壁，着生平板2-5-1表面固定有大量着生凸粒2-5-2，数量不少于500个，着生凸粒2-5-2直径大小在1mm～3mm之间。
进一步的，所述微生物着生板2-5由高分子材料压模成型而制得，微生物着生板2-5的组成成分和制造过程如下：
一、微生物着生板2-5组成成分：
按重量份数计，2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚75～165份，1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷47～97份，2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯67～107份，新癸酸环氧乙烷基甲基酯77～147份，(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁107～207份，β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷37～117份，浓度为27ppm～67ppm的六乙基环三硅氧烷67～177份，三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇57～187份，8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷137～287份，交联剂27～97份，癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐17～67份，cis-3-氨基-1-环己烷羧酸37～97份，(R)-3-氨基吡咯烷47～187份，(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇107～237份；
所述交联剂为N-苄基-α,α-二苯基-2-吡咯烷甲醇、(S)-α,α-二烃基-5-氧代-1-甲基-2-吡咯烷甲醇、2-氯-α,α-二苯基苯甲醇中的任意一种；
二、微生物着生板2-5的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.7μS/cm～2.7μS/cm的超纯水327～857份，启动反应釜内搅拌器，转速为107rpm～187rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至37℃～57℃；依次加入2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚、1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷、2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.7～8.7，将搅拌器转速调至137rpm～227rpm，温度为77℃～147℃，酯化反应17～37小时；
第2步：取新癸酸环氧乙烷基甲基酯、(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁进行粉碎，粉末粒径为97～187目；加入β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为47mm～67mm，采用剂量为5.7kGy～8.7kGy、能量为17MeV～27MeV的α射线辐照47～87分钟，以及同等剂量的β射线辐照57～117分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于六乙基环三硅氧烷中，加入反应釜，搅拌器转速为87rpm～137rpm，温度为77℃～137℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.47MPa～-1.57MPa，保持此状态反应17～27小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.47MPa～1.7MPa，保温静置17～27小时；搅拌器转速提升至117rpm～267rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇、8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.7～9.7，保温静置17～27小时；
第4步：在搅拌器转速为107rpm～227rpm时，依次加入癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐、cis-3-氨基-1-环己烷羧酸、(R)-3-氨基吡咯烷、(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇，提升反应釜压力，使其达到0.47MPa～1.47MPa，温度为117℃～207℃，聚合反应17～37小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至27℃～47℃，出料，入压模机即可制得微生物着生板2-5。
本发明还公开了一种社区生活垃圾无害化处理设备的工作方法，该方法包括以下几个步骤：
第1步：工作人员打开投料口上盖2-3，将垃圾废弃物从投料口2-2投放进发酵室2-1中，微生物着生板2-5表面生长的微生物对发酵室2-1中的垃圾废弃物进行氧化分解作用，由透光材料制成的发酵室2-1为发酵过程提供了适宜的温度环境；在发酵过程中，发酵能力检测器2-11对发酵室2-1中的发酵能力进行实时检测，当发酵能力检测器2-11检测到发酵室2-1中的发酵能力低于40％时，发酵能力检测器2-11向控制系统5发送反馈信号并报警30s，提示工作人员加大对发酵室2-1中微生物的投放量；
第2步：垃圾废弃物发酵完成后，工作人员打开出料口侧盖2-6，将发酵后的腐殖质从出料口2-8中取出，发酵过程中的垃圾废液向下通过渗水孔2-9流进垃圾废液室2-10内，控制系统5开启垃圾废液排放管4上的电控阀门将垃圾液排出；
第3步：在发酵过程中，气体浓度检测器2-12对发酵室2-1中的臭气浓度进行实时检测，当气体浓度检测器2-12检测到发酵室2-1中的臭气浓度高于30ppm～50ppm时，气体浓度检测器2-12向控制系统5发送反馈信号，控制系统5启动抽风系统3将发酵室2-1中的臭气抽出并排放到指定容器中；
第4步：在发酵过程中，发酵能力检测器2-11对微生物着生板2-5的发酵能力进行实时检测，当发酵能力检测器2-11检测到微生物着生板2-5中的发酵能力降至原有的30％时，发酵能力检测器2-11向控制系统5发送反馈信号，控制系统5启动音频报警系统，通知维修人员对设备进行更换检修，停止发酵工作；同时抽风系统3将发酵室2-1中残余甲烷气体抽出并排放到指定容器中。
本发明专利公开的一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法，其优点在于：
(1)该装置垃圾废液室结构设计合理，垃圾废液更容易排出；
(2)该装置发酵室采用透光材料制成，保证了适宜的发酵温度，节省能源；
(3)该装置微生物着生板采用高分子材料制备，微生物成活率更高。
本发明所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法结构新颖合理，操控方便快捷，发酵效率高效，适用范围广阔。
附图说明
图1是本发明中所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备示意图。
图2是本发明中所述的发酵系统内部结构示意图。
图3是本发明中所述的微生物着生板结构示意图。
图4是本发明所述的微生物着生板材料与发酵能力提升率关系图。
以上图1～图3中，发酵系统固定支架1，发酵系统2，发酵室2-1，投料口2-2，投料口上盖2-3，投料口上盖合页2-4，微生物着生板2-5，着生平板2-5-1，着生凸粒2-5-2，出料口侧盖2-6，出料口侧盖合页2-7，出料口2-8，渗水孔2-9，垃圾废液室2-10，发酵能力检测器2-11，气体浓度检测器2-12，抽风系统3，垃圾废液排放管4，控制系统5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种社区生活垃圾无害化处理设备进行进一步说明。
如图1所示，是本发明中所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备的示意图。图中看出，包括：发酵系统固定支架1，发酵系统2，抽风系统3，垃圾废液排放管4，控制系统5；所述发酵系统固定支架1上部表面设有发酵系统2，所述抽风系统3设于发酵系统2侧壁上方并连接到发酵系统2内部，所述垃圾废液排放管4设于发酵系统2侧壁下方，所述控制系统5设于发酵系统固定支架1下方；
所述抽风系统3上的风机、垃圾废液排放管4上的电控阀门通过导线与控制系统5控制连接。
如图2所示，是本发明中所述的发酵系统内部结构示意图。从图2或图1中看出，所述发酵系统2包括：发酵室2-1，投料口2-2，投料口上盖2-3，投料口上盖合页2-4，微生物着生板2-5，出料口侧盖2-6，出料口侧盖合页2-7，出料口2-8，渗水孔2-9，垃圾废液室2-10，发酵能力检测器2-11，气体浓度检测器2-12；所述发酵室2-1为透光材料制成，发酵室2-1为直角梯形结构，发酵室2-1斜面与水平面夹角示为α，所述α范围值为20°～70°，所述发酵室2-1上方设有投料口2-2，所述投料口2-2为矩形开口状，投料口2-2一侧设有投料口上盖2-3，所述投料口上盖2-3外形大小与投料口2-2相同，投料口上盖2-3通过投料口上盖合页2-4与发酵室2-1侧壁顶端固定连接；所述发酵室2-1斜面下方设有出料口2-8，所述出料口2-8为矩形开口状，出料口2-8一侧设有出料口侧盖2-6，所述出料口侧盖2-6外形大小与出料口2-8相同，出料口侧盖2-6通过出料口侧盖合页2-7与发酵室2-1侧壁固定连接；所述发酵室2-1内部设有微生物着生板2-5，所述微生物着生板2-5形状大小与发酵室2-1水平截面形状大小相同，微生物着生板2-5与发酵室2-1内壁无缝焊接固定，微生物着生板2-5数量不少于5块，微生物着生板2-5均匀平行排列，相邻微生物着生板2-5间距15cm～50cm；所述发酵室2-1底板上设有大量渗水孔2-9，所述渗水孔2-9数量不少于300个，渗水孔2-9孔径大小在2mm～5mm之间；所述发酵室2-1下方设有垃圾废液室2-10，所述垃圾废液室2-10与发酵室2-1无缝焊接固定，垃圾废液室2-10为倾斜结构设计，垃圾废液室2-10斜面与水平面夹角示为β，所述β范围值为30°～50°；所述发酵能力检测器2-11位于发酵室2-1内部，发酵能力检测器2-11通过导线与控制系统5控制连接；所述气体浓度检测器2-12位于发酵室2-1内部，气体浓度检测器2-12通过导线与控制系统5控制连接。
如图3所示，是本发明中所述的微生物着生板结构示意图。从图3或图2中看出，所述微生物着生板2-5包括：着生平板2-5-1，着生凸粒2-5-2；所述着生平板2-5-1焊接固定在发酵室2-1内壁，着生平板2-5-1表面固定有大量着生凸粒2-5-2，数量不少于500个，着生凸粒2-5-2直径大小在1mm～3mm之间。
本发明所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备的工作过程是：
第1步：工作人员打开投料口上盖2-3，将垃圾废弃物从投料口2-2投放进发酵室2-1中，微生物着生板2-5表面生长的微生物对发酵室2-1中的垃圾废弃物进行氧化分解作用，由透光材料制成的发酵室2-1为发酵过程提供了适宜的温度环境；在发酵过程中，发酵能力检测器2-11对发酵室2-1中的发酵能力进行实时检测，当发酵能力检测器2-11检测到发酵室2-1中的发酵能力低于40％时，发酵能力检测器2-11向控制系统5发送反馈信号并报警30s，提示工作人员加大对发酵室2-1中微生物的投放量；
第2步：垃圾废弃物发酵完成后，工作人员打开出料口侧盖2-6，将发酵后的腐殖质从出料口2-8中取出，发酵过程中的垃圾废液向下通过渗水孔2-9流进垃圾废液室2-10内，控制系统5开启垃圾废液排放管4上的电控阀门将垃圾液排出；
第3步：在发酵过程中，气体浓度检测器2-12对发酵室2-1中的臭气浓度进行实时检测，当气体浓度检测器2-12检测到发酵室2-1中的臭气浓度高于30ppm～50ppm时，气体浓度检测器2-12向控制系统5发送反馈信号，控制系统5启动抽风系统3将发酵室2-1中的臭气抽出并排放到指定容器中；
第4步：在发酵过程中，发酵能力检测器2-11对微生物着生板2-5的发酵能力进行实时检测，当发酵能力检测器2-11检测到微生物着生板2-5中的发酵能力降至原有的30％时，发酵能力检测器2-11向控制系统5发送反馈信号，控制系统5启动音频报警系统，通知维修人员对设备进行更换检修，停止发酵工作；同时抽风系统3将发酵室2-1中残余甲烷气体抽出并排放到指定容器中。
本发明所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备及其工作方法结构新颖合理，操控方便快捷，发酵效率高效，适用范围广阔。
以下是本发明所述微生物着生板2-5的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述微生物着生板2-5，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.7μS/cm的超纯水327份，启动反应釜内搅拌器，转速为107rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至37℃；依次加入2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚75份、1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷47份、2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯67份，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.7，将搅拌器转速调至137rpm，温度为77℃，酯化反应17小时；
第2步：取新癸酸环氧乙烷基甲基酯77份、(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁107份进行粉碎，粉末粒径为97目；加入β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷37份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为47mm，采用剂量为5.7kGy、能量为17MeV的α射线辐照47分钟，以及同等剂量的β射线辐照57分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为27ppm的六乙基环三硅氧烷67份中，加入反应釜，搅拌器转速为87rpm，温度为77℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.47MPa，保持此状态反应17小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.47MPa，保温静置17小时；搅拌器转速提升至117rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇57份、8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷137份完全溶解后，加入交联剂27份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.7，保温静置17小时；
第4步：在搅拌器转速为107rpm时，依次加入癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐17份、cis-3-氨基-1-环己烷羧酸37份、(R)-3-氨基吡咯烷47份、(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇107份，提升反应釜压力，使其达到0.47MPa，温度为117℃，聚合反应17小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至27℃，出料，入压模机即可制得微生物着生板2-5；
所述交联剂为N-苄基-α,α-二苯基-2-吡咯烷甲醇。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述微生物着生板2-5，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为2.7μS/cm的超纯水857份，启动反应釜内搅拌器，转速为187rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至57℃；依次加入2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚165份、1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷97份、2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯107份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.7，将搅拌器转速调至227rpm，温度为147℃，酯化反应37小时；
第2步：取新癸酸环氧乙烷基甲基酯147份、(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁207份进行粉碎，粉末粒径为187目；加入β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷117份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为67mm，采用剂量为8.7kGy、能量为27MeV的α射线辐照87分钟，以及同等剂量的β射线辐照117分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为67ppm的六乙基环三硅氧烷177份中，加入反应釜，搅拌器转速为137rpm，温度为137℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-1.57MPa，保持此状态反应27小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为1.7MPa，保温静置27小时；搅拌器转速提升至267rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇187份、8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷287份完全溶解后，加入交联剂97份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为9.7，保温静置27小时；
第4步：在搅拌器转速为227rpm时，依次加入癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐67份、cis-3-氨基-1-环己烷羧酸97份、(R)-3-氨基吡咯烷187份、(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇237份，提升反应釜压力，使其达到1.47MPa，温度为207℃，聚合反应37小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至47℃，出料，入压模机即可制得微生物着生板2-5；
所述交联剂为2-氯-α,α-二苯基苯甲醇。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述微生物着生板2-5，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为2.3μS/cm的超纯水500份，启动反应釜内搅拌器，转速为157rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至47℃；依次加入2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚125份、1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷67份、2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯87份，搅拌至完全溶解，调节pH值为5.7，将搅拌器转速调至187rpm，温度为117℃，酯化反应27小时；
第2步：取新癸酸环氧乙烷基甲基酯117份、(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁177份进行粉碎，粉末粒径为147目；加入β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷97份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为57mm，采用剂量为6.7kGy、能量为20MeV的α射线辐照67分钟，以及同等剂量的β射线辐照87分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为47ppm的六乙基环三硅氧烷97份中，加入反应釜，搅拌器转速为107rpm，温度为117℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-1.17MPa，保持此状态反应20小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.87MPa，保温静置20小时；搅拌器转速提升至167rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇127份、8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷187份完全溶解后，加入交联剂57份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.7，保温静置20小时；
第4步：在搅拌器转速为147rpm时，依次加入癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐47份、cis-3-氨基-1-环己烷羧酸67份、(R)-3-氨基吡咯烷97份、(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇137份，提升反应釜压力，使其达到1.17MPa，温度为187℃，聚合反应27小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至37℃，出料，入压模机即可制得微生物着生板2-5；
所述交联剂为(S)-α,α-二烃基-5-氧代-1-甲基-2-吡咯烷甲醇。
对照例
对照例为市售某品牌的微生物着生板用于垃圾废弃物发酵过程的使用情况。
实施例4
将实施例1～3制备获得的微生物着生板2-5和对照例所述的微生物着生板用于垃圾废弃物发酵过程的使用情况进行对比发酵结束后分别对垃圾废弃物发酵过程的各项参数进行检测，结果如表1所示：
表1为实施例1～3和对照例所述的微生物着生板用于垃圾废弃物发酵过程中的性能参数的影响，从表1可见，本发明所述的微生物着生板2-5，其氧化分解聚合度、氧化分解强度提升率、氧化分解产量提升率、发酵能力提升率均高于现有技术生产的产品。
此外，如图4所示，是本发明所述的微生物着生板材料与发酵能力提升率关系图。
图中看出，由高分子材料制造的微生物着生板2-5材质分布均匀，材质表面积与体积比较大，表面分散性好，连续相中游离的分散载体的浓度相对对照例高；使用本发明的微生物着生板2-5，使垃圾废弃物易于聚集成团，形成聚合结构的腐殖质；使用本发明所述微生物着生板2-5，其发酵能力提升率均优于现有产品。
Claims (4)
1.一种社区生活垃圾无害化处理设备，包括：发酵系统固定支架（1），发酵系统（2），抽风系统（3），垃圾废液排放管（4），控制系统（5）；其特征在于，所述发酵系统固定支架（1）上部表面设有发酵系统（2），所述抽风系统（3）设于发酵系统（2）侧壁上方并连接到发酵系统（2）内部，所述垃圾废液排放管（4）设于发酵系统（2）侧壁下方，所述控制系统（5）设于发酵系统固定支架（1）下方；
所述抽风系统（3）上的风机、垃圾废液排放管（4）上的电控阀门通过导线与控制系统（5）控制连接；
所述发酵系统（2）包括：发酵室（2-1），投料口（2-2），投料口上盖（2-3），投料口上盖合页（2-4），微生物着生板（2-5），出料口侧盖（2-6），出料口侧盖合页（2-7），出料口（2-8），渗水孔（2-9），垃圾废液室（2-10），发酵能力检测器（2-11），气体浓度检测器（2-12）；所述发酵室（2-1）为透光材料制成，发酵室（2-1）为直角梯形结构，发酵室（2-1）斜面与水平面夹角示为α，所述α范围值为20 °～70 °，所述发酵室（2-1）上方设有投料口（2-2），所述投料口（2-2）为矩形开口状，投料口（2-2）一侧设有投料口上盖（2-3），所述投料口上盖（2-3）外形大小与投料口（2-2）相同，投料口上盖（2-3）通过投料口上盖合页（2-4）与发酵室（2-1）侧壁顶端固定连接；所述发酵室（2-1）斜面下方设有出料口（2-8），所述出料口（2-8）为矩形开口状，出料口（2-8）一侧设有出料口侧盖（2-6），所述出料口侧盖（2-6）外形大小与出料口（2-8）相同，出料口侧盖（2-6）通过出料口侧盖合页（2-7）与发酵室（2-1）侧壁固定连接；所述发酵室（2-1）内部设有微生物着生板（2-5），所述微生物着生板（2-5）形状大小与发酵室（2-1）水平截面形状大小相同，微生物着生板（2-5）与发酵室（2-1）内壁无缝焊接固定，微生物着生板（2-5）数量不少于5块，微生物着生板（2-5）均匀平行排列，相邻微生物着生板（2-5）间距15cm～50 cm；所述发酵室（2-1）底板上设有大量渗水孔（2-9），所述渗水孔（2-9）数量不少于300个，渗水孔（2-9）孔径大小在2 mm～5 mm之间；所述发酵室（2-1）下方设有垃圾废液室（2-10），所述垃圾废液室（2-10）与发酵室（2-1）无缝焊接固定，垃圾废液室（2-10）为倾斜结构设计，垃圾废液室（2-10）斜面与水平面夹角示为β，所述β范围值为30 °～50 °；所述发酵能力检测器（2-11）位于发酵室（2-1）内部，发酵能力检测器（2-11）通过导线与控制系统（5）控制连接；所述气体浓度检测器（2-12）位于发酵室（2-1）内部，气体浓度检测器（2-12）通过导线与控制系统（5）控制连接。
2.根据权利要求1所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备，其特征在于，所述微生物着生板（2-5）包括：着生平板（2-5-1），着生凸粒（2-5-2）；所述着生平板（2-5-1）焊接固定在发酵室（2-1）内壁，着生平板（2-5-1）表面固定有大量着生凸粒（2-5-2），数量不少于500个，着生凸粒（2-5-2）直径大小在1 mm～3 mm之间。
3.根据权利要求2所述的一种社区生活垃圾无害化处理设备，其特征在于，所述微生物着生板（2-5）由高分子材料压模成型而制得，微生物着生板（2-5）的组成成分和制造过程如下：
一、微生物着生板（2-5）组成成分：
按重量份数计，2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚75～165份，1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷47～97份，2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯67～107份，新癸酸环氧乙烷基甲基酯77～147份，(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁107～207份，β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷37～117份，浓度为27ppm～67 ppm的六乙基环三硅氧烷67～177份，三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇57～187份，8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷137～287份，交联剂27～97份，癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐17～67份，cis-3-氨基-1-环己烷羧酸37～97份，(R)-3-氨基吡咯烷47～187份，(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇107～237份；
所述交联剂为N-苄基-α,α-二苯基-2-吡咯烷甲醇、(S)-α,α-二烃基-5-氧代-1-甲基-2-吡咯烷甲醇、2-氯-α,α-二苯基苯甲醇中的任意一种；
二、微生物着生板（2-5）的制造过程，包含以下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.7 μS/cm～2.7 μS/cm的超纯水327～857份，启动反应釜内搅拌器，转速为107 rpm～187 rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至37 ℃～57℃；依次加入2-乙基-2-(羟甲基)-1,3-丙二醇聚环氧乙烷醚、1,3-二乙酰氧-2-(二乙酰氧基甲氧基)丙烷、2-乙基-2[[(癸酰基)氧]甲基]-1,3-丙二基十二烷酸二酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为3.7～8.7，将搅拌器转速调至137 rpm～227 rpm，温度为77 ℃～147 ℃，酯化反应17～37小时；
第2步：取新癸酸环氧乙烷基甲基酯、(S)-2-(α-羟基-α-苯代苄基)吡咯甲基二茂铁进行粉碎，粉末粒径为97～187目；加入β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为47 mm～67 mm，采用剂量为5.7 kGy～8.7 kGy、能量为17 MeV～27MeV的α射线辐照47～87分钟，以及同等剂量的β射线辐照57～117分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于六乙基环三硅氧烷中，加入反应釜，搅拌器转速为87 rpm～137 rpm，温度为77 ℃～137 ℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.47 MPa～-1.57 MPa，保持此状态反应17～27小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.47 MPa～1.7 MPa，保温静置17～27小时；搅拌器转速提升至117 rpm～267 rpm，同时反应釜泄压至0 MPa；依次加入三环[3,3,1,1(3,7)]癸烷-1-醇、8-烯丙基-8-羟基三环[5,1,02,6]癸烷完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为4.7～9.7，保温静置17～27小时；
第4步：在搅拌器转速为107 rpm～227 rpm时，依次加入癸氧基聚氧环氧乙烷-3-羧基-1-磺基丙酸酯二钠盐、cis-3-氨基-1-环己烷羧酸、(R)-3-氨基吡咯烷、(R)-(+)-1-苄基-3-吡咯烷醇，提升反应釜压力，使其达到0.47 MPa～1.47 MPa，温度为117 ℃～207 ℃，聚合反应17～37小时；反应完成后将反应釜内压力降至0 MPa，降温至27 ℃～47 ℃，出料，入压模机即可制得微生物着生板（2-5）。
4.一种基于权利要求1-3所述的社区生活垃圾无害化处理设备的工作方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：
第1步：工作人员打开投料口上盖（2-3），将垃圾废弃物从投料口（2-2）投放进发酵室（2-1）中，微生物着生板（2-5）表面生长的微生物对发酵室（2-1）中的垃圾废弃物进行氧化分解作用，由透光材料制成的发酵室（2-1）为发酵过程提供了适宜的温度环境；在发酵过程中，发酵能力检测器（2-11）对发酵室（2-1）中的发酵能力进行实时检测，当发酵能力检测器（2-11）检测到发酵室（2-1）中的发酵能力低于40%时，发酵能力检测器（2-11）向控制系统（5）发送反馈信号并报警30 s，提示工作人员加大对发酵室（2-1）中微生物的投放量；
第2步：垃圾废弃物发酵完成后，工作人员打开出料口侧盖（2-6），将发酵后的腐殖质从出料口（2-8）中取出，发酵过程中的垃圾废液向下通过渗水孔（2-9）流进垃圾废液室（2-10）内，控制系统（5）开启垃圾废液排放管（4）上的电控阀门将垃圾液排出；
第3步：在发酵过程中，气体浓度检测器（2-12）对发酵室（2-1）中的臭气浓度进行实时检测，当气体浓度检测器（2-12）检测到发酵室（2-1）中的臭气浓度高于30 ppm～50 ppm时，气体浓度检测器（2-12）向控制系统（5）发送反馈信号，控制系统（5）启动抽风系统（3）将发酵室（2-1）中的臭气抽出并排放到指定容器中；
第4步：在发酵过程中，发酵能力检测器（2-11）对微生物着生板（2-5）的发酵能力进行实时检测，当发酵能力检测器（2-11）检测到微生物着生板（2-5）中的发酵能力降至原有的30%时，发酵能力检测器（2-11）向控制系统（5）发送反馈信号，控制系统（5）启动音频报警系统，通知维修人员对设备进行更换检修，停止发酵工作；同时抽风系统（3）将发酵室（2-1）中残余甲烷气体抽出并排放到指定容器中。
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