CN108383573A - 一种堆肥系统及其送风方法、建堆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及堆肥处理技术领域，提供了一种堆肥系统及其送风方法、建堆方法，堆肥系统包括防水膜、送风装置和控制系统，防水膜完全覆盖堆料，防水膜上设置有透气微孔；送风装置包括设置在堆料底部的通风模块，送风装置通过通风模块对堆料进行送风；控制系统用于控制送风装置的开启或关闭以及控制送风装置开启时风量的大小，有助于提高堆料的发酵效率，堆肥系统具备随时拆装的灵活性，并且可有效防止臭气逸散，形成便于拆卸的高效的堆肥系统。送风装置对堆料进行间歇性送风，同时通过控制送风装置的运行调节送风时风量的大小，可实现精准发酵。堆肥系统的建堆方法，可实现有机固废的就地处理，省略了基础设施建设，避免占用大量土地资源。

Description

一种堆肥系统及其送风方法、建堆方法

技术领域

本发明涉及堆肥处理技术领域，尤其涉及一种堆肥系统及其送风方法、建堆方法。

背景技术

堆肥是在人工控制的条件下，利用好氧、厌氧微生物的新陈代谢作用，在高温好氧条件下，对有机物进行降解、稳定的一种无害化处理，把固体废物中可降解的有机物转化为稳定的腐殖质的过程。堆肥在处理城市生物有机垃圾、污水污泥、粪便、园林废弃物和农业废弃物等领域应用广泛，目前的堆肥系统包括静态槽式堆肥和动态槽式堆肥两种方式。无论是静态槽式堆肥还是静态槽式堆肥，为了避免臭气的大量散发，通常需要建设密闭的车间，并且为了提高效率，车间的空间需要足够大，能够满足运输、翻抛车辆的运行需要。由于车间空间较大，使得臭气的处理量加大，从而增加了运行成本，并且需要投入较大的成本建造足够大的车间，使得项目投资巨大。传统的堆肥工艺还需在堆肥场地建造水泥地基，形成固定的堆肥场地，占用大量的土地资源，不具备灵活性。因此，需要提供一种新的技术方案以解决上述现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便于拆卸的高效堆肥系统及其送风方法、建堆方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种堆肥系统，用于辅助堆料发酵，包括防水膜、送风装置和控制系统，所述防水膜完全覆盖堆料，所述防水膜上设置有透气微孔；所述送风装置包括设置在堆料底部的通风模块，所述送风装置通过所述通风模块对堆料进行送风；所述控制系统用于控制所述送风装置的开启或关闭以及控制所述送风装置开启时风量的大小。

作为上述技术方案的改进，所述控制系统包括温度传感器、气体传感器和反馈控制单元，所述反馈控制单元与所述温度传感器、所述气体传感器及所述送风装置电性连接，所述温度传感器用于检测堆料的温度，所述气体传感器用于检测堆料附近氨气、硫化氢气体及挥发性有机物的浓度，所述反馈控制单元根据所述温度传感器检测出的温度数据和气体传感器检测出的气体浓度数据控制所述送风装置的开启或关闭，以及控制当所述送风装置开启时风量的大小。

作为上述技术方案的进一步改进，所述送风装置还包括鼓风机，所述鼓风机与所述通风模块连接，所述控制系统还包括与所述鼓风机电性连接的变频器，所述控制系统控制所述鼓风机开启可向所述通风模块送风，所述控制系统通过所述变频器控制所述鼓风机风量的大小，所述控制系统控制所述鼓风机关闭可停止向所述通风模块送风。

作为上述技术方案的进一步改进，所述通风模块包括与所述鼓风机连通的通风管，所述通风管上分布有供所述通风管内的气体流出的通风孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述通风管上沿长度方向设置有两排所述通风孔，该两排所述通风孔分别设置在所述通风管的两侧中部偏下的位置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述通风模块的下方还间隔设置有若干分隔物，用于将所述通风模块垫高，使其与地面分隔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制系统还包括网关，所述控制系统通过所述网关可与外部移动端连接。

还提供了一种堆肥系统的送风方法：使送风装置对堆料进行间歇性送风，同时通过控制送风装置的运行调节送风时风量的大小。

作为上述技术方案的改进，间歇性送风包括连续的四个阶段，其中；

第一阶段持续时间为D₁，在此时间内按送风时间t₁停风时间t₁＇的规律循环间歇性送风；

第二阶段持续时间为D₂，在此时间内按送风时间t₂停风时间t₂＇的规律循环间歇性送风；

第三阶段持续时间为D₃，在此时间内按送风时间t₃停风时间t₃＇的规律循环间歇性送风；

第四阶段持续时间为D₄，在此时间内按送风时间t₄停风时间t₄＇的规律循环间歇性送风。

作为上述技术方案的进一步改进，监测堆料温度T，并预设参考温度T₁和T₂，T₁＞T₂，在间歇性送风的过程中，根据温度T的实时反馈控制送风装置的启停及运转速度，其中：

当T＞T₁时，使送风装置高速运转，输出大风量；

当T₁＞T＞T₂时，使送风装置低速运转，输出小风量；

当T＜T₂时，使送风装置关闭，停止送风。

还提供了一种堆肥系统的建堆方法：平整地面上铺设垫底层，用于吸收堆肥过程中产生的渗滤液；在垫底层上放置通风装置，使通风孔朝向斜下方，在通风装置上铺设一层木屑；在通风装置上将堆料按预定的尺寸建堆，形成堆体；将防水膜覆盖在堆体上，在堆体四周预留一边沿，使用重物沿堆体四周压在边沿上。

本发明的有益效果是：

本发明堆肥系统包括防水膜、送风装置和控制系统，防水膜完全覆盖堆料，防水膜上设置有透气微孔；送风装置包括设置在堆料底部的通风模块，送风装置通过通风模块对堆料进行送风；控制系统用于控制送风装置的开启或关闭以及控制送风装置开启时风量的大小，有助于提高堆料的发酵效率，堆肥系统具备随时拆装的灵活性，并且可有效防止臭气逸散，形成便于拆卸的高效的堆肥系统。送风装置对堆料进行间歇性送风，同时通过控制送风装置的运行调节送风时风量的大小，可实现精准发酵。堆肥系统的建堆方法，可实现有机固废的就地处理，省略了基础设施建设，避免占用大量土地资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明：

图1为本发明堆肥系统一个实施例的结构示意图；

图2为本发明中通风模块一个实施例的结构示意图；

图3为本发明中通风管一个实施例的结构示意图；

图4为图3中通风管一个横截面的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中所涉及的上、下、左、右等方位描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

图1为本发明堆肥系统一个实施例的结构示意图，参考图1，堆肥系统包括防水膜1、送风装置2和控制系统，防水膜1完全覆盖堆料A，防水膜1上设置有透气微孔，防水膜1可为ePFTE微孔膜，其具有优异的防水透气功能；送风装置2包括设置在堆料底部的通风模块，送风装置2通过通风模块对堆料进行送风；控制系统用于控制送风装置2的开启或关闭以及控制送风装置2开启时风量的大小。该堆肥系统省略了基础设施建设，具备随时拆装的灵活性，避免建设永久性设施而占用大量土地资源。并且可有效防止使臭气、水蒸气直接外泄，对设备寿命及工作人员安全不利,避免“邻避效应”，减少了堆肥工程对场地和气候的限制，通过控制送风装置的开启或关闭以及控制送风装置开启时风量的大小控制，有助于提高堆料的发酵效率，形成便于拆卸的高效的堆肥系统。

控制系统包括温度传感器3、气体传感器4和反馈控制单元5，反馈控制单元5与温度传感器3、气体传感器4及送风装置2电性连接，温度传感器3用于检测堆料A的温度，气体传感器4设置在防水膜1外堆料A的周围，用于检测堆料A附近氨气、硫化氢气体及挥发性有机物的浓度，反馈控制单元5根据温度传感器3检测出的温度数据和气体传感器4检测出的气体浓度数据控制送风装置2的开启或关闭，以及控制当送风装置2开启时风量的大小。

送风装置2还包括鼓风机22，鼓风机22与通风模块21连接，控制系统还包括与鼓风机22电性连接的变频器(图中未示出)，控制系统控制鼓风机22开启可向通风模块21送风，控制系统通过变频器控制鼓风机22风量的大小，控制系统控制鼓风机22关闭可停止向通风模块21送风。通风模块21的下方间隔设置有若干分隔物9，用于将通风模块21垫高，使其与地面分隔一定的距离，防止通风模块21堵塞。

控制系统还包括视频监控装置6和网关7，视频监控装置6与反馈控制单元5电性连接，通过视频监控装置6可对堆料进行实时监控，控制系统通过网关7可与外部移动端8连接，例如与手机、平板电脑等移动设备连接，实现物联网技术的应用和叠加，从而通过外部移动端8可对堆肥系统实现远程控制及无人值守，实现物联网技术与膜覆盖堆肥技术的叠加，提高发酵效率，并且整套系统可拆卸、可移动、轻便简单，造价较低，使用寿命长，故障率低，趋于模块化设计，不但可有效利用土地资源，节能降耗。

图2为本发明中通风模块一个实施例的结构示意图，图3为本发明中通风管一个实施例的结构示意图，图4为图3中通风管一个横截面的示意图，同时参考图2～4，通风模块21包括若干与鼓风机连通的通风管211，各通风管平行设置，并通过连接管212进行连通，从而与主管213连接，通过主管213与鼓风机连接。本实施例中，通风模块21设置有两根平行的通风管211，具体实施时，通风管211的数量最少为2，可根据需要增加或减少通风管211的数量及鼓风机22的功率大小。

参考图3、4，通风管211上分布有供通风管内的气体流出的通风孔214。通风管211上沿长度方向设置有两排通风孔214，该两排通风孔214分别设置在通风管211的两侧中部偏下的位置，通风管211圆柱型的外壁与地面B之间具有一个遮挡空间C，使得覆盖在通风管211上部的堆体材料不能到达该遮挡空间C，通风孔214朝向斜下方，刚好位于该遮挡空间C内，从而防止堆体材料堵塞通风孔214。本实施例中，对应的通风孔214的轴线与水平线的夹角α为45°，夹角α可根据需要设置为其他角度，例如60°，并且，通风孔214相对于通风管211的竖直轴线对称设置在通风管211的两侧。分隔物9分布在通风管211下方，使得通风管211被垫高，使通风管211与地面分隔一定的距离，防止通风孔214堵塞。分隔物9与通风管211相互交叉，优选为分隔物9与通风管211垂直交叉。

由于采用静态堆肥的方式，对堆料的送风关系到堆肥的质量及效率，堆肥系统的送风方法其中一个实施例为：

通过时间控制，使送风装置对堆料进行间歇性送风，同时通过温度反馈控制送风装置的运行实现送风时风量大小的调节。时间控制与温度反馈控制相结合，即间歇性送风与风量控制相结合，更有利于堆料的反应，提高堆肥效率。

上述方法中，间歇性送风包括连续的四个阶段，其中；

第一阶段为堆料的升温阶段，持续时间为D₁，在此时间内按送风时间t₁停风时间t₁＇的规律循环间歇性送风，本实施例中，D₁为2天，t₁为5min，t₁＇为20min；

第二阶段为堆料的第一次发酵阶段，持续时间为D₂，在此时间内按送风时间t₂停风时间t₂＇的规律循环间歇性送风，本实施例中，D₂为2周，t₂为5min，t₂＇为10min；

第三阶段为堆料的第二次发酵阶段，持续时间为D₃，在此时间内按送风时间t₃停风时间t₃＇的规律循环间歇性送风，本实施例中，D₃为2周，t₃为5min，t₃＇为20min；

第四阶段为堆料的后陈化阶段，持续时间为D₄，在此时间内按送风时间t₄停风时间t₄＇的规律循环间歇性送风，本实施例中，D₄为1～2周，t₄为5min，t₄＇为40min；

具体的，本实施例四个阶段的送风控制如下表

送风装置启停时间控制表

具体实施时，可根据具体的堆肥需要以及环境条件进行适宜的时间控制，以提高堆肥质量和堆肥效率。

在上述过程的同时，通过温度反馈控制送风风量的大小，两种控制方法向结合，保证堆肥质量，提高堆肥效率。具体地，设置温度传感器监测堆料温度T，并预设参考温度T₁和T₂，T₁＞T₂，在上述间歇性送风的过程中，根据温度T的实时反馈控制送风装置的启停及运转速度，控制逻辑如下：

当T＞T₁时，使送风装置高速运转，输出大风量；

当T₁＞T＞T₂时，使送风装置低速运转，输出小风量；

当T＜T₂时，使送风装置关闭，停止送风。

本实施例中，设置T₁为65℃、T₂为55℃，具体实施时，可根据具体的堆肥需要以及环境条件，设置相应的T₁和T₂。

依靠时间控制及温度反馈控制进行智能反馈，控制送风，使送风控制合理有效，从而实现精准发酵，并且有效的控制臭气的产生量，为微生物提供了较佳的生存环境，保证发酵周期和发酵质量。解决了传统的氧温监测控制系统不适宜的曝气，不能给微生物提供最佳的生存环境，影响发酵周期和成品质量，且容易造成能源浪费和臭气过多产生或溢出堆体的技术问题。

堆肥系统的建堆方法其中一个实施例为：在平整地面上铺设垫底层，用于吸收堆肥过程中产生的渗滤液，该垫底层可为木屑或腐熟料；然后在垫底层上放置通风装置，该通风装置可为上述的通风装置，使通风孔朝向斜下方，以防堆体材料堵塞通风孔，并在通风装置上铺设一层木屑，以利于从通风孔排出的空气能均匀分布至整个堆体，尽可能防止短流的发生，有利于提高堆体材料的反应效率，还可在通风装置的下方间隔设置分隔物，例如圆柱形的树枝和木棒等等，将通风装置垫起来，使其与地面相隔一定的距离，进一步防止通风孔堵塞，可选择直径为50mm左右的分隔物；将堆料按配比均匀混合后，在通风装置上将堆料按预定的尺寸建堆，形成堆体；将防水膜覆盖在堆体上，确保覆盖均匀，避免折叠，在堆体四周预留0.5m的边沿，使用沙袋等重物沿堆体四周压在该边沿上，以固定防水膜。

该种堆肥系统的建堆方法，可实现有机固废的就地处理，省略了基础设施建设，具备随时拆装的灵活性，避免建设永久性设施而占用大量土地资源。并且可有效防止臭气逸散，避免“邻避效应”，减少了堆肥工程对场地和气候的限制。

上述仅为本发明的较佳实施例，但本发明并不限制于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出多种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (11)

1.一种堆肥系统，用于辅助堆料发酵，其特征在于：包括防水膜、送风装置和控制系统，所述防水膜完全覆盖堆料，所述防水膜上设置有透气微孔；所述送风装置包括设置在堆料底部的通风模块，所述送风装置通过所述通风模块对堆料进行送风；所述控制系统用于控制所述送风装置的开启或关闭以及控制所述送风装置开启时风量的大小。

2.根据权利要求1所述的堆肥系统，其特征在于：所述控制系统包括温度传感器、气体传感器和反馈控制单元，所述反馈控制单元与所述温度传感器、所述气体传感器及所述送风装置电性连接，所述温度传感器用于检测堆料的温度，所述气体传感器用于检测堆料附近氨气、硫化氢气体及挥发性有机物的浓度，所述反馈控制单元根据所述温度传感器检测出的温度数据和气体传感器检测出的气体浓度数据控制所述送风装置的开启或关闭，以及控制当所述送风装置开启时风量的大小。

3.根据权利要求2所述的堆肥系统，其特征在于：所述送风装置还包括鼓风机，所述鼓风机与所述通风模块连接，所述控制系统还包括与所述鼓风机电性连接的变频器，所述控制系统控制所述鼓风机开启可向所述通风模块送风，所述控制系统通过所述变频器控制所述鼓风机风量的大小，所述控制系统控制所述鼓风机关闭可停止向所述通风模块送风。

4.根据权利要求3所述的堆肥系统，其特征在于：所述通风模块包括与所述鼓风机连通的通风管，所述通风管上分布有供所述通风管内的气体流出的通风孔。

5.根据权利要求4所述的堆肥系统，其特征在于：所述通风管上沿长度方向设置有两排所述通风孔，该两排所述通风孔分别设置在所述通风管的两侧中部偏下的位置。

6.根据权利要求1所述的堆肥系统，其特征在于：所述通风模块的下方还间隔设置有若干分隔物，用于将所述通风模块垫高，使所述通风模块与地面分隔。

7.根据权利要求1所述的堆肥系统，其特征在于：所述控制系统还包括网关，所述控制系统通过所述网关可与外部移动端连接。

8.一种堆肥系统的送风方法，其特征在于：使送风装置对堆料进行间歇性送风，同时通过控制送风装置的运行调节送风时风量的大小。

9.根据权利要求8所述的送风方法，其特征在于：间歇性送风包括连续的四个阶段，其中；

第一阶段持续时间为D₁，在此时间内按送风时间t₁停风时间t₁＇的规律循环间歇性送风；

第二阶段持续时间为D₂，在此时间内按送风时间t₂停风时间t₂＇的规律循环间歇性送风；

第三阶段持续时间为D₃，在此时间内按送风时间t₃停风时间t₃＇的规律循环间歇性送风；

第四阶段持续时间为D₄，在此时间内按送风时间t₄停风时间t₄＇的规律循环间歇性送风。

10.根据权利要求8所述的送风方法，其特征在于：监测堆料温度T，并预设参考温度T₁和T₂，T₁＞T₂，在间歇性送风的过程中，根据温度T的实时反馈控制送风装置的启停及运转速度，其中：

当T＞T₁时，使送风装置高速运转，输出大风量；

当T₁＞T＞T₂时，使送风装置低速运转，输出小风量；

当T＜T₂时，使送风装置关闭，停止送风。

11.一种堆肥系统的建堆方法，其特征在于：在地面上铺设垫底层，用于吸收堆肥过程中产生的渗滤液；在垫底层上放置通风装置，使通风孔朝向斜下方，在通风装置上铺设一层木屑；在通风装置上将堆料按预定的尺寸建堆，形成堆体；将防水膜覆盖在堆体上，在堆体四周预留一边沿，使用重物沿堆体四周压在边沿上。