CN109095959B - 阳光堆肥房的无动力补气系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阳光堆肥房的无动力补气系统，阳光堆肥房包括至少两个的堆肥间：所述堆肥间中设置均埋于地坪面下的排水沟和预埋进气管，预埋进气管沿着其长度方向依次交替设置有即插式出气立管与地漏式出气口，预埋进气管两端分别为预埋进气管前端的进气口和预埋进气管末端的可卸式堵头，进气口穿过堆肥房后与堆肥房外侧连通，可卸式堵头的与排水沟连接，本发明通过进气管及与进气管相连通对的由即插式出气立管与地漏式出气口构成的补气装置、走向垂直于进气管的排水沟、屋顶排气管及密闭进、出料门的相互协同配合，形成了阳光堆肥房的无动力补气系统，可为易腐垃圾堆体的底部及堆体内部物料进行全方位补气而无需额外消耗能源。

Description

阳光堆肥房的无动力补气系统

技术领域

本发明属于生活垃圾处理领域，涉及一种用于生活易腐垃圾好氧高温堆肥设施，具体涉及用于处置生活易腐垃圾的阳光堆肥房的无动力补气系统的结构与使用方法。

背景技术

目前，我国生活垃圾难以处置的主要原因是缺乏源头减量与分类控制，因为大量含水率高、易腐败的生活易腐垃圾进入城乡生活垃圾收运系统，造成一系列后续处置难题：首先，在生活垃圾收集中转过程中，因有机成分的腐败发臭招致蚊蝇滋生，严重污染周边环境；当生活垃圾进入填埋场后，因大量易腐垃圾的存在导致填埋渗滤液和恶臭气体产生，严重污染周边环境并威胁地下水系安全；当生活垃圾进入焚烧炉后，由于大量易腐垃圾的存在，使得垃圾燃烧热值降低，需消耗额外的能源以除去水分，并加大产生二恶英的风险。在农村生活垃圾处置中，如果对其中的易腐垃圾实行源头分类，并就地进行好氧高温堆肥化处置，就可以大幅度减少农村生活垃圾的清运量，并减轻填埋或焚烧压力，同时实现生活易腐垃圾的资源化利用和植物养分资源的循环利用。

目前，阳光堆肥房是用于处置农村生活易腐垃圾的堆肥设施，易腐垃圾从屋顶投入堆肥仓，并利用通过玻璃屋面的太阳能辐射对仓内物料加温，促进有机垃圾腐熟。然而，现有阳光堆肥房，普遍结构简单，缺乏良好的通气系统，垃圾投入后因供气不足常常堆置半年尚未腐熟，还滋生大量苍蝇并逸出恶臭气体，污染周围环境。也有阳光堆肥房内布置许多管网系统并有搅拌机构，如已公布的发明专利201410085266.0，公开了一种设置在堆肥房内发酵系统，堆肥房内顶上设有发酵助剂喷淋装置，堆肥房内设置有多个装物料的隔间，每个隔间地面上铺有多根热水管道，其与太阳能集热器连接以对隔间内的物料加热；隔间内还包括翻转机构，用来翻转物料。虽然，该发明专利利用太阳能对物料加热，可以降低能耗，但是，设置复杂的管网、安装太阳能集热器和翻转机构加大投资成本，用翻转机构对物料翻转还需耗能，进一步加大运行成本。为此，发明专利201610123926.9提供了一种无需能耗，结构简便的生活易腐垃圾阳光堆肥房的补气与排水系统一体化设计方案，应用该方案设计建造的阳光堆肥房并结合发明人研发制备的促腐除臭菌剂，投满堆肥房的易腐垃圾经2个月左右的堆置便发酵腐熟成有机肥，且运行过程中无明显恶臭产生。然后，该方案中的补气系统相关部件在操作与维护的方便性方面尚有改进完善的需要：一是该方案利用强力磁铁将立式补气管固定于地面，当倾倒垃圾的冲击力超过磁铁吸力时补气管可能被撞倒；二是该方案在地埋式进气管的末端引出一小口径溢水管以排除进气管中的渗滤液，当长久使用堆肥房后，难于清除积存于进气管内的污垢。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既可在无耗能的前提下，为堆肥房内的生活易腐垃圾进行全方位补气供氧，以促进好氧微生物的呼吸代谢，加速物料升温与腐熟；又能及时排除进气管内的积水避免进气管的堵塞，还能增强补气管的固定强度，并便于进气管的清洗维护的一种阳光堆肥房的无动力补气系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种阳光堆肥房的无动力补气系统，阳光堆肥房包括至少两个的堆肥间：

所述堆肥间中设置均埋于地坪面下的排水沟和预埋进气管；

所述预埋进气管沿着其长度方向依次交替设置有即插式出气立管与地漏式出气口；

所述预埋进气管两端分别为预埋进气管前端的进气口和预埋进气管末端的可卸式堵头，进气口穿过堆肥房后与堆肥房外侧连通，可卸式堵头的与排水沟连接；

所述排水沟通过排水管与位于堆肥间外侧的渗滤液池连接；

在堆肥间顶部设置出气管和投料口；

所述即插式出气立管底面设置有立管强力磁铁，即插式出气立管侧壁底部设置有立管出口，即插式出气立管侧壁上半部分设置有立管孔；

所述预埋进气管上设置有中空的预埋固定件，预埋固定件侧壁底部设置有与预埋进气管连通的固定件通孔，预埋固定件顶部穿过预埋进气管顶壁后设置有固定件开口；预埋固定件内腔中设置有封口铁片，固定件开口上设置有可拆卸式盖板，可拆卸式盖板底部设置有盖板强力磁铁；所述封口铁片分别与盖板强力磁铁和立管强力磁铁配合使用；

所述插式出气立管底部通过可拆卸式盖板后穿过固定件开口后伸入预埋固定件的内腔中。

作为对本发明阳光堆肥房的无动力补气系统的改进：

所述预埋进气管上设置有平面异径三通管；所述平面异径三通管的其中两个接口位于进气管内腔中且分别朝向预埋进气管长度方向的两侧，平面异径三通管的另一个接口穿过预埋进气管的顶壁至地平面后作为漏式出气口。

作为对本发明阳光堆肥房的无动力补气系统的进一步改进：

所述预埋进气管的长度方向与排水沟的长度方向相互垂直。

作为对本发明阳光堆肥房的无动力补气系统的进一步改进：

所述可卸式堵头上设置有溢水孔。

作为对本发明阳光堆肥房的无动力补气系统的进一步改进：

插式出气立管底部与预埋固定件的内腔底部接触时，插式出气立管立于地坪面上的部分至少为80cm。

作为对本发明阳光堆肥房的无动力补气系统的进一步改进：

所述预埋进气管向溢水孔一侧倾斜，坡度0.1％～15％。

本发明阳光堆肥房的无动力补气系统的技术优势为：

1)、本发明通过进气管及与进气管相连通对的由即插式出气立管与地漏式出气口构成的补气装置、走向垂直于进气管的排水沟、屋顶排气管及密闭进、出料门的相互协同配合，形成了阳光堆肥房的无动力补气系统，可为易腐垃圾堆体的底部及堆体内部物料进行全方位补气而无需额外消耗能源；

2)、即插式出气立管因插入预埋于地坪面中的固定件，可提高固定强度，当受到从屋顶倾倒而下的垃圾所产生的冲击力时免被撞倒。当易腐垃圾堆置发酵腐熟成有机肥后，进行产品出料时，可拨出补气立管以方便出料操作，而且利用预埋固定件盖板上的即插式出气立管通孔的自动封闭设计，可防止即插式出气立管拨出时杂物进入进气管，以维护补气系统的通畅；

3)、进气管末端所安装的可拆卸堵头，可以确保从室外进气管口进入预埋于地坪面下的进气管内的新鲜空气，通过地漏式补气口和立式补气管而扩散至易腐垃圾堆体内；进气管末端堵头留有溢水孔并伸入排水沟，既可及时排除阳光堆肥房运行过程中进入进气管的渗滤液，避免因渗滤液的积存而堵塞进气管，又可在长久使用后卸下堵头，方便清除积存于进气管中的污垢，有利于进气管的维护与保养，以延长阳光堆肥房的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为一种阳光堆肥房的无动力补气系统的示意图；

图2为另一种阳光堆肥房的无动力补气系统的示意图；

图3为另一种阳光堆肥房的无动力补气系统的示意图；

图4为即插式出气立管6和预埋固定件8配合使用的结构示意图；

图5为预埋固定件8和可拆卸式盖板12配合使用的俯视结构示意图；

图6为即插式出气立管6的结构示意图；

图7为即插式出气立管6的预埋固定件8配合使用的结构示意图；

图7a为即插式出气立管6未伸入预埋固定件8时的示意图；图7a为即插式出气立管6伸入预埋固定件8时的示意图；

图8为地漏式出气口7的结构示意图；

图8a为地漏式出气口7未加盖地漏盖16的结构示意图；图8b为地漏式出气口7加盖地漏盖16的结构示意图；

图9为预埋进气管5与排水沟4配合使用的结构示意图。

具体实施方式

阳光堆肥房的无动力补气系统，如图1-9所示，每座阳光堆肥房包括至少2个堆肥间和1个渗滤液池。下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1、单个堆肥间长4m、宽3m、高3m，其屋顶设有投料平台和玻璃坡顶，并安装2根预埋出气管；投料平台设有1个垃圾投料门。每个堆肥间的前墙设有1扇出料门9。每个堆肥间室内设置有2条预埋进气管5和一条与预埋进气管5方向垂直的排水沟4，堆肥间内还设置有至少1个喷淋头。阳光堆肥房的无动力补气功能通过预埋进气管5及与其连通的若干组由即插式出气立管6与地漏式出气口7构成的补气装置、排水沟4、屋顶排气管、密闭的进料门、出料门9等部件相互协同配合而实现。

排水沟4通过排水管2与位于堆肥间外侧的渗滤液池1连通。

预埋进气管5两端分别为预埋进气管5前端的进气口10和预埋进气管5末端的可卸式堵头11，预埋进气管5从进气口10一侧向可卸式堵头11一侧倾斜，坡度为2％。进气口10穿过堆肥房的前墙(如图1所示)，位于堆肥间内的预埋进气管5沿着侧墙方向延伸并埋于地坪面下；预埋进气管5设置有可卸式堵头11的一端伸入与其设置方向垂直的排水沟4，可卸式堵头11上开有一个孔径Φ20mm的溢水孔111，使用时装上可卸式堵头11使溢水孔111位于其下半部分。预埋进气管5上沿着其长度方向设置有多组依次交替设置的即插式出气立管6与地漏式出气口7所构成的补气装置，每根即插式出气立管6与一个预埋固定件8相配套。

预埋固定件8为中空的长方体，每个预埋固定件8底部的对向两侧壁分别留有一个口径略大于预埋进气管5外径的固定件通孔81，预埋固定件8顶部设置有固定件开口82。两个固定件通孔81均与预埋进气管5相连通，固定件通孔开口82位于预埋进气管5外侧。每个预埋固定件8配有一块可拆卸式盖板12和一块封口铁片13，封口铁片13为圆盘形，封口铁片13位于预埋固定件8内腔中；可拆卸式盖板12设置在固定件通孔开口82上，可拆卸式盖板12的通孔的直径略大于即插式出气立管6的外径，封口铁片13的直径大于可拆卸式盖板12的通孔的直径，可拆卸式盖板12底部设置有至少2块盖板强力磁铁121(图中为四块盖板强力磁铁121周向均匀设置在可拆卸式盖板12上)。

即插式出气立管6的底部端面装有至少2块立管强力磁铁14，即插式出气立管6侧壁底部设置有若干立管出口62，即插式出气立管6的上半部分的管壁上布有若干立管孔61，即插式出气立管6顶端封闭。安装于可拆卸式盖板12底面的盖板强力磁铁121和安装即插式出气立管6的底端的立管强力磁铁14的质量均分别大于封口铁片13质量加垃圾承载质量之和的六百四十分之一(与盖板强力磁铁121和立管强力磁铁14的吸力有关，强力磁铁能吸附本身重量的640倍的重量)，即为能保证磁铁的吸力能够吸住封口铁片即可。

使用时，将即插式出气立管6从固定件开口82插入预埋固定件8中，即插式出气立管底部压住原本吸附于可拆卸式盖板12底面的封口铁片13向下推动，直至封口铁片13到达预埋固定件8的底部，此时需要即插式出气立管6立于地坪面上的部分至少需要80cm。

当投加于堆肥房的易腐垃圾堆置腐熟后进行出料时，拔出即插式出气立管6。此时，封口铁片13被即插式出气立管6底端的强力磁铁吸住而上直至封口铁片13与可拆卸式盖板12的底面接触为止，封口铁片13再次被可拆卸式盖板12底面的强力磁铁吸住并将可拆卸式盖板12上的通孔封闭，以避免拔出即插式出气立管6后杂物从可拆卸式盖板12上的通孔4掉入预埋固定件8而堵塞预埋进气管5。

地漏式出气口7为通过一个平面异径三通管15(异径110/160)与预埋进气管5相连通而实现，具体连接方法为：平面异径三通管15设置在预埋进气管5中，平面异径三通管15的2个横向接口分别与两侧的预埋进气管5连通，平面异径三通管15的另一接口方向朝上穿过预埋进气管5的顶壁至地平面形成地漏式出气口7，在地漏式出气口7(平面异径三通管15顶部接口)按放一地漏盖16，达到既可透气又能防止垃圾掉入进气管。

可采用PE管、PVC管或不锈钢管制作预埋进气管5、排气管、即插式出气立管6和平面异径三通管15。可采用PE板、PVC板、不锈钢板或石板制作预埋固定件8主体及其可拆卸式盖板12。除堆肥房进气口与堆肥房排气口外，堆肥房结构须密闭，垃圾投料门与堆肥成品出料门9须关闭严实，可以使用密封条密封门缝。

本发明的阳光堆肥房无动力补气系统的使用方法为：

在阳光堆肥房启用前，将即插式出气立管6插入预埋固定件8使之立于地坪面，在地漏式出气口7按放好地漏盖16；逐日投入农村生活垃圾分类中收集的易腐垃圾，并通过喷淋头或人工喷洒适量的微生物菌剂；当垃圾堆体高达2m不再投加易腐垃圾。在易腐垃圾堆置发酵过程中，投料门及出料门9须密闭，位于前墙或后墙的进气管口与屋顶的排气管口须开启。在堆肥物料发酵释放的热量以及透过玻璃屋顶的太阳光辐射的作用下室内空气升温，热空气通过屋顶的排气管从室内排出，使室内形成负压将室外新鲜空气从进气管口吸入进气管，并通过地漏式出气口7与即插式出气立管6向垃圾堆体扩散，分别为垃圾堆体底部和堆体内部物料补气，进而形成无动力补气系统。

实施例2、

单间阳光堆肥房长3m、宽2.5m、高2.8m，其室内的进气管及其相连的即插式出气立管6与地漏式出气口7和排水沟4、排水管2、渗滤液池1及出料门9的布局如图1所示；进气管末端堵头的溢水孔111孔径Φ10mm；屋顶有2根排气管(Φ110PVC管)，1个投料门；其余同实施例1。

实施例3、

单间阳光堆肥房长3m、宽3m、高2.6m，其室内的进气管及其相连的即插式出气立管6与地漏式出气口7和排水沟4、排水管2、渗滤液池1及出料门9的布局如图2所示。屋顶有2根排气管，1个投料口，其余同实施例1。

实施例4、

单间阳光堆肥房长6m、宽5m、高3m，其室内的进气管及其相连的即插式出气立管6与地漏式出气口7和排水沟4、排水管2、渗滤液池1及出料门9的布局如图3所示；进气管末端堵头的溢水孔111孔径20mm；屋顶有3根排气管(Φ110mm)，1个投料口；其余同实施例1。

实验1、

启用实施例1中的堆肥房。从村民家庭收集易腐垃圾，用装载量为800kg的专用垃圾车运送至阳光堆肥房，从屋顶的投料口倾倒至堆肥房内，每天易腐垃圾投加量为3000kg左右；投完当天的易腐垃圾后，取2kg堆肥除臭促腐菌剂加水或渗滤液30倍，喷淋于物料堆上；连续投加8天，物料堆至2.5m高，投加终止；继续堆置，并每隔3～5天，取渗滤液喷至物料堆体上；堆置35天后，取样测定堆肥发芽指数为120％，说明堆肥已腐熟，期间连续10天物料温度超过55℃，且无明显恶臭逸出，也无大量苍蝇滋生。

所用堆肥菌剂按发明专利2014101427343的实施例1制备。

实验2、

启用实施例2中的堆肥房。从村民家庭收集易腐垃圾，用装载量为500kg的专用垃圾车运送至阳光堆肥房，从屋顶的投料口倾倒至堆肥房内，每天投加量为1500kg左右；投完当天的易腐垃圾后，取1kg堆肥除臭促腐菌剂加水或渗滤液40倍，喷淋于物料堆上；连续投加10天，物料堆至1.8m高，投加终止；继续堆置并每隔3～5天，取渗滤液喷至物料堆体上。堆置32天后，取样测定堆肥发芽指数为122％，说明堆肥已腐熟，期间连续11天物料温度超过55℃，且无明显恶臭逸出，也无大量苍蝇滋生。

所用堆肥菌剂按发明专利2014101427343的实施例1制备。

实验3、

按实验1连续进行5轮实验后，进气管内出现少量污垢沉淀，打开进气管末端堵头、取出地漏式出气口7盖、卸下即插式出气立管6的预埋固定件8盖板，从这些出气口用自来水冲洗进气管，将污垢冲出进气管，排入排水沟4，并清理排水沟4，使补气系统与排水系统保持畅通。

对比例1：

生活易腐垃圾阳光堆肥房室内长4m、宽3m、高3m，室内地坪面一角有一地漏可将渗滤液引至室外渗滤液池1。启用该堆肥房，每天从堆肥房屋顶的投料口投加易腐垃圾3000kg左右，连续投加8天，室内物料堆至2m左右，即终止投加。随后，分别在继续堆置30天、60天、90天和150天时取样，测得堆肥的芽指数分别为40％、47％、52％、56％，说明堆肥房启用6个月后物料仍未腐熟。期间物料最高温度未达45℃，并有恶臭逸出，还有大量苍蝇及蝇蛆滋生。

备注说明：此对比例1是在与实验1相同的室外环境温度下进行的，且采用与实验1基本相同的生活易腐垃圾。

对比例2、

生活易腐垃圾阳光堆肥房室内长4m、宽3m、高3m，室内地坪面一角有一地漏可将渗滤液引至室外渗滤液池1。启用该堆肥房，每天易腐垃圾投加量为3000kg左右；投完当天的易腐垃圾后，取2kg堆肥除臭促腐菌剂加水或渗滤液30倍，喷淋于物料堆上；连续投加8天，物料堆至2.5m高，投加终止；分别在继续再堆置30天、60天和90天时取样，测得堆肥的芽指数分别为49％、55％、85％，说明堆肥房启用3个月后物料才基本腐熟。期间物料温度超过55℃共7天，恶臭的逸出与苍蝇滋生状况相对于对比例1有明显改善。

备注说明：此对比例2是在与实验1相同的室外环境温度下进行的，且采用与实验1基本相同的生活易腐垃圾。

对比例3、

取消预埋进气管5上的可卸式堵头11，改为直接设置一个孔径Φ25mm溢水管，预埋进气管5通过溢水管后与排水沟4连通，其余等同于实施例1。

进行10轮实验后，进气管内出现大量污垢沉淀，由于进气管末端仅链接一孔径Φ25mm的溢水管，污垢难以完全排出，影响进气管的通畅。使堆肥腐熟时间比实验1延迟20天。

对比例4、

相对于实验1而言，将实验1中的即插式出气立管6改为发明专利201610123926.9实验1的补气管。其余等同于实验1。

当每车800kg的易腐垃圾从屋顶倾倒而下时，立于堆肥房地面上的立式补气管被撞倒，导致后续的堆肥实验无法继续进行。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，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 (5)

1.阳光堆肥房的无动力补气系统，阳光堆肥房包括至少两个的堆肥间，其特征在于：

所述堆肥间中设置均埋于地坪面下的排水沟(4)和预埋进气管(5)；

所述预埋进气管(5)沿着其长度方向依次交替设置有即插式出气立管(6)与地漏式出气口(7)；

所述预埋进气管(5)两端分别为预埋进气管(5)前端的进气口(10)和预埋进气管(5)末端的可卸式堵头(11)，进气口(10)穿过堆肥房后与堆肥房外侧连通，可卸式堵头(11)的与排水沟(4)连接；所述可卸式堵头(11)上设置有溢水孔(111)，并伸入排水沟(4)，预埋进气管(5)向溢水孔(111)一侧倾斜；地漏式出气口(7)上设置地漏盖；

所述排水沟(4)通过排水管(2)与位于堆肥间外侧的渗滤液池(1)连接；

在堆肥间顶部设置出气管和投料口；

所述即插式出气立管(6)底面设置有立管强力磁铁(14)，即插式出气立管(6)侧壁底部设置有立管出口(62)，即插式出气立管(6)侧壁上半部分设置有立管孔(61)；

所述预埋进气管(5)上设置有中空的预埋固定件(8)，预埋固定件(8)侧壁底部设置有与预埋进气管(5)连通的固定件通孔(81)，预埋固定件(8)顶部穿过预埋进气管(5)的顶壁后设置有固定件开口(82)；预埋固定件(8)内腔中设置有封口铁片(13)，固定件开口(82)上设置有可拆卸式盖板(12)，可拆卸式盖板(12)上设置有通孔，可拆卸式盖板(12)底部设置有盖板强力磁铁(121)；所述封口铁片(13)分别与盖板强力磁铁(121)和立管强力磁铁(14)配合使用；

所述即插式出气立管(6)底部通过可拆卸式盖板(12)的通孔后穿过固定件开口(82)后伸入预埋固定件(8)的内腔中。

2.根据权利要求1所述的阳光堆肥房的无动力补气系统，其特征在于：

所述预埋进气管(5)上设置有平面异径三通管(15)；所述平面异径三通管(15)的其中两个接口位于进气管(5)内腔中且分别朝向预埋进气管(5)长度方向的两侧，平面异径三通管(15)的另一个接口穿过预埋进气管(5)的顶壁至地平面后作为漏式出气口(7)。

3.根据权利要求2所述的阳光堆肥房的无动力补气系统，其特征在于：

所述预埋进气管(5)的长度方向与排水沟(4)的长度方向相互垂直。

4.根据权利要求3所述的阳光堆肥房的无动力补气系统，其特征在于：

插式出气立管(6)底部与预埋固定件(8)的内腔底部接触时，插式出气立管(6)立于地坪面上的部分至少为80cm。

5.根据权利要求4所述的阳光堆肥房的无动力补气系统，其特征在于：

所述预埋进气管(5)向溢水孔(111)一侧倾斜的坡度为0.1％～15％。