CN109879677A - 太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能光伏‑热风一体式阳光堆肥房及其方法。堆肥房由阳光堆肥房房体、太阳能光伏光热(PVT)空气集热器、通风管路、除臭装置、渗滤液收集处理装置。PVT空气集热器为平板型，挂于阳光堆肥房的向阳面，通过风机连接置于阳光堆肥房底部的通风管为堆肥体提供热空气；堆肥房顶部排气管通过引风机与除臭装置相连，PVT空气集热器连接蓄电池后与除臭装置相连，为除臭装置提供电能；堆肥房底部渗滤液收集槽与渗滤液处理装置相连，阳光堆肥房设有进出料口。本发明的太阳能光伏‑热风一体式阳光堆肥房可提高太阳能的综合利用效率，节约能源及运行成本，促进堆肥效果，是一种可广泛应用于农村地区生活垃圾处理的环境友好型生活垃圾处理装置。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾处理技术领域，特别是涉及一种生活有机垃圾堆肥设施，具体涉及一种太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房。
背景技术
随着经济的不断发展，人民生活水平的提高，生活垃圾的产生量也在不断增长，正在影响生态环境、侵占大量土地资源、污染地下水源，危害着人类的健康和生存。许多无能力提供生活垃圾集中收集处理服务的农村地区，主要采取填埋、自然堆放等处理方法，侵占了大面积的土地。如不能及时有效地处理，长此以往，堆放的生活垃圾不仅会成为苍蝇、蚊虫等病原体滋生的场所，更可能破坏地表植被，降低土壤肥力，改变土壤的性质和结构，直接影响农业生产。为解决农村生活垃圾产生源点多，布局分散，不利于集中处理的问题，各种农村生活垃圾就地处理技术快速地应用发展，堆肥处理技术运行成本低、减容效果显著，产出的肥料可用于土壤修复和农业种植，可有效提高垃圾无害化处理效率与资源化利用率，是易腐生活垃圾处理处置过程中的优势选择。堆肥处理技术方法众多，总体上可分为好氧堆肥和兼氧沤肥两类，阳光堆肥房属于兼氧沤肥，沤肥方法不强调完全有氧，一般不采用强制通风与翻堆方法，通过强化自然通风方法，使堆肥环境处于兼性有氧状态，通过简化工艺条件，在相对较长的堆肥周期内，达到与好氧堆肥相近的处理效果。然而，现有的阳光堆肥房往往缺乏良好的通风，堆体透气性差；缺乏相应的二次污染控制措施；处理垃圾所需时间较长，为保证堆肥品质和无害化水平符合规范标准的要求，处理周期一般要达到半年以上，还易滋生苍蝇、产生恶臭，影响周围环境。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，利用太阳能为堆体供风充氧，加速堆体腐熟，为除臭装置提供电能，节约能源与运行成本，实现农村生活垃圾的减量化、资源化、无害化处理。
本发明所采用的技术方案是：
一种太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，它包括阳光堆肥房房体、空气集热器(缩写为PVT空气集热器)、除臭装置、渗滤液收集处理装置和通风管路；所述PVT空气集热器为平板型，挂于所述阳光堆肥房房体的向阳面，PVT空气集热器的热风出口通过风机连接置于阳光堆肥房底部的通风管路，用于为堆肥体提供热空气；阳光堆肥房房体的顶部设有透明的房顶，房顶上设有一条连通房体内部的排气管，排气管通过引风机与所述除臭装置相连；所述PVT空气集热器与蓄电池相连；蓄电池与所述除臭装置相连，为除臭装置提供电能；所述的渗滤液收集处理装置包括渗滤液收集槽和渗滤液处理装置，阳光堆肥房房体底部通过渗滤液收集槽与所述渗滤液处理装置相连；阳光堆肥房房体上开设有进出料口。
作为优选，所述阳光堆肥房房体由集装箱板搭建而成；房顶采用双层玻璃制成，房顶为倾斜坡面，倾斜度数为15-30°。
作为优选，所述除臭装置为活性炭吸附塔。
作为优选，所述PVT空气集热器连接风机后再连接一电加热器，且电加热器与蓄电池相连，由蓄电池提供电能。
作为优选，阳光堆肥房房体内底部设有孔径为1-10mm的架空滤网，便于渗滤液下渗收集。
进一步的，所述的通风管路均匀铺设于架空滤网下方，管道底面均匀开设有孔径5-20mm的气孔，气孔向下出热气，防止渗滤液下滴堵塞气孔。
进一步的，所述的滤网为不锈钢滤网。
作为优选，阳光堆肥房内的地坪向渗滤液收集槽倾斜，坡度1-5°；渗滤液收集槽向渗滤液处理装置的进口端倾斜，坡度1-5°。
作为优选，阳光堆肥房，其特征在于：所述渗滤液处理装置为厌氧发酵罐。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述任一方案所述阳光堆肥房的太阳能光伏-热风一体式堆肥方法，其步骤如下：
1)对生活垃圾进行筛选，将易腐垃圾从进出料口投入阳光堆肥房形成堆体，堆体在透过房顶射入的阳光下开始堆肥发酵；
2)在堆肥过程中，挂于房体向阳面的PVT空气集热器接收太阳光，其中的光伏电池板通过光电转换将电能储存在蓄电池中，同时不断从进风口吸入空气与光伏电池板进行热交换；热交换后的热空气在风机的驱动下，从PVT空气集热器的热风出口排出，由通风管路进入阳光堆肥房内的堆体下方，为其供气充氧同时提高堆肥温度；在无阳光的环境下，打开连接在风机后的电加热器，利用蓄电池提供的电能对空气进行补充加热；
3)堆肥过程中产生的臭气在引风机的牵引下，经排气管收集排至渗滤液处理装置中，渗滤液处理装置利用蓄电池提供的电能对臭气进行处理，经过处理的臭气直接排放至大气中；
4)堆肥过程中产生的渗滤液经过滤网后，由渗滤液收集槽收集排入渗滤液处理装置，经过发酵处理后得到沼肥；
5)堆肥周期结束后，打开进出料口并将堆肥熟料取出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)集太阳能光伏转换和光热利用为一体，既可以将光伏发电获得的电能供给除臭装置使用，又可以吸收电池板中所积累的多余热量并加以利用，与此同时降低光伏电池的温度，提高发电效率；在阴天、夜晚等无阳光的环境下无需外接电，也可自给自足供热，利用太阳能光伏发电获得的电能持续为堆体提供加热的空气，提高环境温度，加速堆体腐熟进程，缩短堆肥所需时间，充分提高了太阳能的综合利用效率，节约能源及运行成本。
2)排气管具有收集臭气和除湿双重作用，可降低堆体含水率，促进堆体腐熟，经排气管收集的臭气通过活性炭吸附塔的吸附处理后可直接排放，可有效减少阳光堆肥房产生的二次污染。
3)渗滤液收集处理系统完善，通风管路上方及渗滤液收集槽口部可设置有不锈钢滤网，避免管道堵塞；经过处理的渗滤液可当作肥料回用于农田，不仅可以减少环境污染，降低农药使用量，还有利于提高经济效益，降低处理成本，实现了农村地区生活垃圾的资源化处理。
4)该阳光堆肥房可由集装箱版搭建而成，结构简单，安装简便，运行管理容易。
5)生活垃圾腐熟后得到的熟料符合无害化水平符合规范标准的要求，可作为土壤改良剂用于土壤改良或作为肥料用于农业生产。
综上所述，本发明的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房可提高太阳能的综合利用效率，节约能源及运行成本，促进堆肥腐熟进程，无二次污染问题，是一种可广泛应用于农村地区生活垃圾处理的环境友好型生活垃圾处理装置。
附图说明
图1为太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房结构示意图。
图中附图标记：阳光堆肥房房体1、PVT空气集热器2、除臭装置3、渗滤液处理装置4、风机5、电加热器6、通风管路7、滤网8、渗滤液收集槽9、房顶10、排气管11、引风机12、进出料口13、蓄电池14、进风口15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，在本发明的一较佳实施例中，太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房包括阳光堆肥房房体1、PVT空气集热器2、除臭装置3、渗滤液收集处理装置和通风管路7。本实施例中，阳光堆肥房房体1可以由集装箱板搭建而成，，轻质便携，方便安装。阳光堆肥房房体1的顶部设有透明的房顶10，房顶10采用双层玻璃制成，房顶10为倾斜坡面，倾斜度数为15-30°，以便于排水和阳光入射。阳光堆肥房房体1侧壁上开设有进出料口13。
PVT空气集热器2为平板型，内部设有用于将太阳能转换为电能的光伏电池板，光伏电池板下方设有空气换热通道，外部空气可以从进风口15进入换热通道中，带走光伏电池板处多余的热量，然后从热风出口排出。平板型的PVT空气集热器2挂于阳光堆肥房房体1的向阳面，其光伏电池板朝向阳光。PVT空气集热器2的热风出口通过风机5连接置于阳光堆肥房底部的通风管路7，用于为堆肥体提供热空气。阳光堆肥房房体1内底部设有孔径为1-10mm的不锈钢滤网8，滤网8具有一定的架空高度，以便于渗滤液下渗收集。而通风管路7均匀铺设于架空滤网8下方，管道底面均匀开设有孔径5-20mm的气孔，气孔向下出热气，防止渗滤液下滴堵塞气孔。考虑到PVT空气集热器2仅能够在有太阳的时间工作，因此为了保证热空气通入的持续性，可在PVT空气集热器2连接风机5后，再连接一电加热器6，通过电加热器6对空气进行加热后再通入堆肥房中。另外，堆肥过程中会产生大量的高湿臭气，因此需要在房顶10上设有一条连通房体1内部的排气管11，排气管11通过引风机12与除臭装置3相连。在本实施例中，除臭装置3为活性炭吸附塔，通过活性炭的吸附作用对臭气进行处理，处理完毕后可直接排空。PVT空气集热器2与蓄电池14相连，光电转换产生的电能可存储于蓄电池14中。蓄电池14与除臭装置3相连，为除臭装置3中的耗电设备提供电能。另外，电加热器6也可以与蓄电池14相连，由蓄电池14提供电能。
在堆肥过程中，堆体会产生大量的渗滤液，因此需要设置渗滤液收集处理装置。渗滤液收集处理装置包括渗滤液收集槽9和渗滤液处理装置4，阳光堆肥房房体1底部通过渗滤液收集槽9与渗滤液处理装置4相连。本实施例中，阳光堆肥房内的地坪向渗滤液收集槽9倾斜，坡度1-5°，以便于排水。渗滤液收集槽向渗滤液处理装置4的进口端倾斜，坡度1-5°，以便于渗滤液流入渗滤液处理装置4中。渗滤液处理装置4可以根据需要进行选择，本实施例中采用厌氧发酵罐。
基于上述阳光堆肥房，可以提供一种太阳能光伏-热风一体式堆肥方法，其步骤如下：
1)对生活垃圾进行筛选，将易腐垃圾从进出料口13投入阳光堆肥房形成堆体，堆体在透过房顶10射入的阳光下开始堆肥发酵；
2)在堆肥过程中，挂于房体1向阳面的PVT空气集热器2接收太阳光，其中的光伏电池板通过光电转换将电能储存在蓄电池14中，同时不断从进风口15吸入空气与光伏电池板进行热交换；热交换后的热空气在风机5的驱动下，从PVT空气集热器2的热风出口排出，由通风管路7进入阳光堆肥房内的堆体下方，为其供气充氧同时提高堆肥温度；在无阳光的环境下，打开连接在风机后的电加热器6，利用蓄电池14提供的电能对空气进行补充加热；
3)堆肥过程中产生的臭气在引风机12的牵引下，经排气管11收集排至渗滤液处理装置4中，渗滤液处理装置4利用蓄电池14提供的电能对臭气进行处理，经过处理的臭气直接排放至大气中；
4)堆肥过程中产生的渗滤液经过滤网8后，由渗滤液收集槽9收集排入渗滤液处理装置4，经过发酵处理后得到沼肥；
5)堆肥周期结束后，打开进出料口13并将堆肥熟料取出。
该阳光堆肥房具有以下优点：
农村地区生活垃圾中易腐垃圾组分高，分类回收后的易腐垃圾从进料口13投入阳光堆肥房，该阳光堆肥房的房顶10采用双层玻璃制成，透过热性能水平高的双层玻璃吸收热量，为阳光堆肥房提供热量。
为加速生活垃圾腐熟，挂于房体向阳面的PVT空气集热器2可以利用光伏电池板多余的热量不断通过风机向堆体内提供加热的空气，为其供气充氧，为堆体中的微生物提供有利的生长环境，堆肥堆体温度高、腐熟所需时间短、有机物分解彻底、可以有效防止病原菌的传播和异味散发。
堆肥过程中产生的臭气经排气管11收集排至活性炭吸附塔，PVT空气集热器2中的光伏电池板实现光电转换后将电能储存在蓄电池14中，为活性炭吸附塔提供所需的电能，经过处理的臭气直接排放至大气中。
通风管路7上方及渗滤液收集槽口部设置的不锈钢滤网8，能够防止管路堵塞。堆肥过程中产生的渗滤液经过渗滤液收集槽的收集排入厌氧发酵罐，经过发酵处理后可得到沼肥，其中含有作物生长所需的营养元素，同时还含有丰富的氨基酸、各种水解酶及生长素，施用于农田有利于维持养分平衡，亦可以改善土壤的通透性能。
在阴雨天、夜晚等无阳光的环境下，打开连接在风机后的电加热器(6)，利用蓄电池14储存的电能，无需外接电，也可利用白天光伏发电所蓄电能自给自足供热，持续为堆体提供加热的空气，保证堆体的温度，为微生物提供有利环境，缩短堆肥所需的时间。
腐熟后的获得的堆肥熟料经出料口铲出，处理产出的肥料可广泛用于土壤修复和农业种植，在提高垃圾处理效率的同时，也使得生物处理的资源效益得到良好改善，有效实现了农村地区生活垃圾的就地处理及资源化。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原理的情况下进行的若干改进也应被视为在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于，包括阳光堆肥房房体(1)、PVT空气集热器(2)、除臭装置(3)、渗滤液收集处理装置和通风管路(7)；所述PVT空气集热器(2)为平板型，挂于所述阳光堆肥房房体(1)的向阳面，PVT空气集热器(2)的热风出口通过风机(5)连接置于阳光堆肥房底部的通风管路(7)，用于为堆肥体提供热空气；阳光堆肥房房体(1)的顶部设有透明的房顶(10)，房顶(10)上设有一条连通房体(1)内部的排气管(11)，排气管(11)通过引风机(12)与所述除臭装置(3)相连；所述PVT空气集热器(2)与蓄电池(14)相连；蓄电池(14)与所述除臭装置(3)相连，为除臭装置(3)提供电能；所述的渗滤液收集处理装置包括渗滤液收集槽(9)和渗滤液处理装置(4)，阳光堆肥房房体(1)底部通过渗滤液收集槽(9)与所述渗滤液处理装置(4)相连；阳光堆肥房房体(1)上开设有进出料口(13)。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：所述阳光堆肥房房体(1)由集装箱板搭建而成；房顶(10)采用双层玻璃制成，房顶(10)为倾斜坡面，倾斜度数为15-30°。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：所述除臭装置(3)为活性炭吸附塔。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：所述PVT空气集热器(2)连接风机(5)后再连接一电加热器(6)，且电加热器(6)与蓄电池(14)相连，由蓄电池(14)提供电能。
5.根据权利要求1所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：阳光堆肥房房体(1)内底部设有孔径为1-10mm的架空滤网(8)，便于渗滤液下渗收集。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：阳光堆肥房内的地坪向渗滤液收集槽(9)倾斜，坡度1-5°；渗滤液收集槽向渗滤液处理装置(4)的进口端倾斜，坡度1-5°。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：所述渗滤液处理装置(4)为厌氧发酵罐。
8.根据权利要求5所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：所述的通风管路(7)均匀铺设于架空滤网(8)下方，管道底面均匀开设有孔径5-20mm的气孔，气孔向下出热气，防止渗滤液下滴堵塞气孔。
9.根据权利要求5所述的太阳能光伏-热风一体式阳光堆肥房，其特征在于：所述的滤网(8)为不锈钢滤网。
10.一种基于如权利要求1～9任一所述阳光堆肥房的太阳能光伏-热风一体式堆肥方法，其特征在于，步骤如下：
1)对生活垃圾进行筛选，将易腐垃圾从进出料口(13)投入阳光堆肥房形成堆体，堆体在透过房顶(10)射入的阳光下开始堆肥发酵；
2)在堆肥过程中，挂于房体(1)向阳面的PVT空气集热器(2)接收太阳光，其中的光伏电池板通过光电转换将电能储存在蓄电池(14)中，同时不断从进风口(15)吸入空气与光伏电池板进行热交换；热交换后的热空气在风机(5)的驱动下，从PVT空气集热器(2)的热风出口排出，由通风管路(7)进入阳光堆肥房内的堆体下方，为其供气充氧同时提高堆肥温度；在无阳光的环境下，打开连接在风机后的电加热器(6)，利用蓄电池(14)提供的电能对空气进行补充加热；
3)堆肥过程中产生的臭气在引风机(12)的牵引下，经排气管(11)收集排至渗滤液处理装置(4)中，渗滤液处理装置(4)利用蓄电池(14)提供的电能对臭气进行处理，经过处理的臭气直接排放至大气中；
4)堆肥过程中产生的渗滤液经过滤网(8)后，由渗滤液收集槽(9)收集排入渗滤液处理装置(4)，经过发酵处理后得到沼肥；
5)堆肥周期结束后，打开进出料口(13)并将堆肥熟料取出。
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