CN109928798A - 固体有机废弃物堆肥装置及其堆肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体有机废弃物堆肥装置及其堆肥方法，堆肥装置包括桶体和与桶体连接的拱形盖，桶体内分为上部呈倒圆台形的空间区、中部主体发酵物料区和下部储液区，发酵物料区和储液区通过活动筛板进行分隔，储液区上部设置螺旋进风口，螺旋进风口通过储液区与发酵物料区连通，储液区下部设置排液管，桶体内设置有至少一根插入堆体中的通风管，通风管上均匀分布有通风孔，通风管下端最低点位于活动筛板上，上端高于发酵物料区，拱形盖上设置有螺旋出风口。本发明适用于分散性固体有机垃圾形态均一性不佳、堆体温湿度控制难的堆肥，不仅可以处理广泛处理我国广大农村地区的有机废弃物，还可以分散式就地资源化利用废弃物，实现就近转化有机废弃物。

Description

固体有机废弃物堆肥装置及其堆肥方法

技术领域

本发明涉及城乡有机废弃物堆肥设备技术领域，特别涉及一种分散式的固体有机废弃物堆肥装置及其堆肥方法。

背景技术

鉴于我国存在的巨大的城乡有机固体废弃物资源，如果不加以合理利用，不仅会造成资源的极大浪费，而且会对环境造成严重的污染，所以在有机固体废弃物的处理上应该坚持尽量资源化的原则。

针对农村餐厨垃圾、散户养殖畜禽粪污等，收集难度较大，废弃物产生点周边又有用肥需求的区域，可通过好氧堆肥技术较大程度地实现对上述物质进行吸收、氧化、分解。影响堆肥的因素很多，其中含水率、通风和温度对好氧微生物的影响较大。对于分散式的小型堆肥系统，自然堆肥条件控制较难，只经过一段时间的自然发酵，多为露天堆制，堆体完全靠自然通风供氧，很少进行堆体的维护和管理，由于发酵过程不可控，将产生大量的刺激性气味，污染环境，此项技术已基本被现代化堆肥技术所取代。现代化堆肥技术是运用机械化堆肥设备，经过人工控制，调节堆肥原料整个过程参数在合适的范围内，形成腐熟稳定、均匀的堆肥，然而我国农村地区的有机固体废弃物多不能有效的分类与收集，很难进行规范化的收集与处理。

现有相关堆肥装置（一种厨余垃圾堆肥桶CN201811405441，公开日2019-02-15），对分类效果较好的有机废弃物处置效果佳，但我国农村生活垃圾多未能进行有效分类，固体物料形态多不可控，使得发酵堆体的通氧性能难以控制，发酵产生的水蒸气较难有效排出，造成有机肥的腐熟过程均一性较差，不能对发酵过程的水分、含水率、含氧量进行有效的调控。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种固体有机废弃物堆肥装置及其堆肥方法。本发明适用于分散性固体有机垃圾形态均一性不佳、堆体温湿度控制难的堆肥，不仅可以处理广泛处理我国广大农村地区的有机废弃物，还可以分散式就地资源化利用废弃物，实现就近转化有机废弃物。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：包括桶体和与桶体连接的拱形盖，桶体内分为上部呈倒圆台形的空间区、中部主体发酵物料区和下部储液区，发酵物料区和储液区通过活动筛板进行分隔，储液区上部设置螺旋进风口，螺旋进风口通过储液区与发酵物料区连通，储液区下部设置排液管，桶体内设置有至少一根插入堆体中的通风管，通风管上均匀分布有通风孔，通风管下端最低点位于活动筛板上，上端高于发酵物料区，拱形盖上设置有螺旋出风口。

所述桶体和拱形盖均由保温材料构成，桶体和拱形盖通过连接合页进行连接，桶体和拱形盖通过紧扣开关闭合。

所述发酵物料区底部设置有用于排出发酵完固体物料的卸料板。

所述发酵物料区中部设置有用于测量发酵物料区温度的温度计。

所述排液管上设置有排液阀，排液时螺旋进风口在储液区上形成溢流口。

所述通风管为中空硬质管，通风管底部为倒锥形，其余部分均匀分布通风孔，通风管底部通过倒锥形插入到活动筛板上部。

所述通风管为多根时均匀插入堆体中。

所述拱形盖的最高点设置螺旋出风口，拱形盖的拱形与桶体内壁面配合形成冷凝水汇集结构。

所述螺旋出风口填充有除臭填充料，拱形盖上设置把手。

一种固体有机废弃物堆肥装置的堆肥方法，其特征在于，包括：

a、向桶体内的发酵物料区添加固体有机物，在发酵物料区形成堆体，根据堆体量，插入若干根通风管，进行发酵；

b、发酵过程中，控制螺旋出风口和螺旋进风口的通风量，通过通风管对发酵物料区均匀供给空气，调节堆体的供氧量和温度；

c、发酵物料在发酵物料区经过发热阶段、高温阶段、降温阶段，完成整个发酵过程；

d、打开排液阀，排出储液区内的液体。

当发酵物料区的固体有机物进行温度运行后，在添加新的固体有机物之前，打开卸料板，再从上部添加新物料，置换出底部发酵好的物料。

在发酵过程中，根据发酵温度、物料特性的变化，增加或者减少通风管的数量。

所述发酵过程中，如果桶体的温度过高，把螺旋进风口和螺旋出风口的旋钮转扭大，并根据增加通风管数量，增加发酵物料区的换风量，降低温度；如果堆肥箱内的温度过低，将螺旋进风口和螺旋出风口的旋钮转扭小，减少发酵物料区的换风量，利用堆肥自发热，使发酵温度升高。

在发酵过程中，堆体的温度控制在10-70摄氏度之间。

所述拱形盖内的冷凝水，沿拱形盖的拱形面、呈倒圆台形的空间区向桶体内壁面汇集。

采用本发明的优点在于：

1、针对我国固体有机废物的物理尺寸差异较大，有效的组织堆体的供氧量；通过灵活的排液管设置和冷凝水结构设计控制有效组织发酵排水，避免冷凝水造成不可控的局部含水率增加，有效控制堆体各部分含水率在可控范围；通过排液管、螺旋出风口和螺旋进风口的设计，以及回收底部发酵物料区发酵剩余物的余热，更有效的控制堆体的温度。

2、本发明中，物料进入发酵桶是一个逐步置换的过程，新物料从上部进料，置换出底部发酵好的物料，这是一个物料逐步更换替代的过程。物料逐步经过发热阶段、高温阶段、降温阶段，完成整个发酵过程，与现有技术相比，本发明不是整体发酵和换料，发酵更充分彻底，而且经过一段时间之后，可以整体排除物料，对发酵桶进行便捷的清洗。

3、本发明占地小、成本低、无能耗、操作维护简便，可以更好的通风以加快堆肥的腐熟以及加深腐熟的程度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视结构示意图。

图中标记为：1．储液区，2.活动筛板，3.排液管，4.排液阀，5.桶体，6.空间区，7.连接合页，8.拱形盖，9.螺旋出风口，10.把手，11.紧扣开关，12.通风管，13.发酵物料区，14.卸料板，15.堆肥桶，16.螺旋进风口，17.温度计。

具体实施方式

实施例1

一种固体有机废弃物堆肥装置，包括桶体5和与桶体5连接的拱形盖8，桶体5内分为上部呈倒圆台形的空间区6、中部主体发酵物料区13和下部储液区1，发酵物料区13和储液区1通过活动筛板2进行分隔，储液区1上部设置螺旋进风口16，螺旋进风口16通过储液区1与发酵物料区13连通，储液区1下部设置排液管3，桶体5内设置有至少一根插入堆体中的通风管12，通风管12上均匀分布有通风孔，通风管12下端最低点位于活动筛板2上，上端高于发酵物料区13，拱形盖8上设置有螺旋出风口9。

本实施例中，所述桶体5和拱形盖8均由具有一定形变性能的保温材料构成，以确保桶体和拱形盖的有效密封，桶体5和拱形盖8通过连接合页7进行连接，桶体5和拱形盖8通过紧扣开关11闭合。

本实施例中，所述发酵物料区13底部设置有用于排出发酵完物料的卸料板14。

本实施例中，所述发酵物料区13中部设置有用于测量发酵物料区13温度的温度计17。

本实施例中，所述排液管3上设置有排液阀4，排液时螺旋进风口16在储液区1上形成溢流口。

本实施例中，所述通风管12为中空硬质管，通风管12底部为倒锥形，其余部分均匀分布通风孔，通风管12底部通过倒锥形插入活动筛板2上。

本实施例中，所述通风管为多根时均匀插入堆体中。

本实施例中，所述拱形盖8的最高点设置螺旋出风口9，拱形盖8的拱形与桶体5内壁面配合形成冷凝水汇集结构。

本实施例中，所述螺旋出风口9填充有除臭填充料，拱形盖8上设置把手10。

一种固体有机废弃物堆肥装置的堆肥方法，包括：

a、向桶体5内的发酵物料区添加固体有机物，在发酵物料区形成堆体，根据堆体量，插入若干根通风管12，进行发酵；

b、发酵过程中，控制螺旋出风口和螺旋进风口的通风量，通过通风管对发酵物料区均匀供给空气，调节堆体的供氧量和温度；

c、发酵物料在发酵物料区13经过发热阶段、高温阶段、降温阶段，完成整个发酵过程；

d、打开排液阀4，排出储液区1内的液体。

当发酵物料区13的固体有机物进行温度运行后，在添加新的固体有机物之前，打开卸料板14，再从上部添加新物料，置换出底部发酵好的物料。

在发酵过程中，根据发酵温度、物料特性的变化，增加或者减少通风管12的数量。

所述发酵过程中，如果桶体5的温度过高，把螺旋进风口16和螺旋出风口9的旋钮转扭大，并根据增加通风管12数量，增加发酵物料区13的换风量，降低温度；如果堆肥箱内的温度过低，将螺旋进风口16和螺旋出风口9的旋钮转扭小，减少发酵物料区13的换风量，利用堆肥自发热，使发酵温度升高。

在发酵过程中，堆体的温度控制在10-70摄氏度之间。

所述拱形盖8内的冷凝水，沿拱形盖8的拱形面、呈倒圆台形的空间区向桶体5内壁面汇集。

所述发热阶段的温度范围一般为30-50 ℃，高温阶段的温度范围一般为50-70℃，降温阶段的温度范围一般为20-30 ℃。

在发酵过程中，根据环境温度和温度计17显示的发酵物料区13温度调节螺旋进风口16进风量，空气通过螺旋进风口16进入下部储液区1和发酵物料区13，可以利用发酵物料区13底部降温阶段的余热增温，通过螺旋出风口9排出发酵剩余气体。

实施例2

下面结合附图详细描述本发明的结构和提供的使用例。

如图所示，本发明可以设计为一种适于固体有机废弃物的堆肥桶15，包括桶体5、连接合页7、拱形盖8、紧扣开关11和通风管12，桶体5和拱形盖8通过连接合页7进行连接，两者由保温性能较好的材料构成，如PE，具体热工计算另行设计，且两者因具有一定形变性能，使得两者在闭合状态时，通过紧扣开关11可使得桶体5和拱形盖8进行有效闭合，防止漏风情况出现。

桶体5分为上部倒圆台形空间区6、中部主体发酵物料区13和下部储液区1，空间区6一般不添加物料，中部主体发酵物料区13和下部储液区1通过活动筛板2进行分隔，同时也实现发酵桶内的气、固和液三态的有效分离，同时也保证发酵物料区13内的有效通风和及时排水，防止了出现局部发酵不均的现象出现，有机固体废弃物在发酵物料区13内经过发热阶段、高温阶段和降温阶段的发酵，实现有机废弃物的有效发酵和杀菌，在发酵物料区13底部设置卸料板14，实现发酵完物料的排出。

下部储液区1上部设置螺旋进风口16，螺旋进风口16的进风量可根据环境温度和温度计17显示的发酵物料区13温度调节进风量，空气通过螺旋进风口16进入下部储液区1和发酵物料区13，利用发酵物料区13底部降温阶段的余热增温，可有效的降低发酵物料区13温度散失，有效保证小堆体情况的发酵温度稳定。

下部储液区1下部设置排液管3，排液管3上设置排液阀4，定期打开排液阀4内的渗滤液，同时螺旋进风口16起到溢流口的作用，有效防止储液区1的渗滤液由于排液不及时，进入发酵物料区13造成发酵不充分区出现。

通风管12为中空硬质管，通风管12底部为坚硬的倒锥形，其余部分均匀分布小孔，根据发酵物料区13的不同，设计通风管12的数量，通风管12底部插入到活动筛板2上部，顶部一般高于发酵物料区13，以便抽取与更换，通过通风管12的设置，可以实现发酵物料区13空气的有效供给与发酵物料区13水分的即时排出。

拱形盖8设计为拱形，可以使得冷凝水沿着拱形盖8的拱形向桶体5内壁面汇集，防止冷凝水直接落入发酵物料区13，造成具体含水率增加、发酵温度降低，影响发酵的有效进行，拱形盖8最高点设置螺旋出风口9，排出发酵剩余气体，螺旋出风口9和螺旋进风口16原理相同，可调节风量，同时两者都应有效防止昆虫等小动物进入，两者协同作用，调节堆肥桶15内的供氧量和温度。

螺旋出风口9可填充活性炭的除臭填充料，以便对于发酵余气进行净化处理，拱形盖8上设置把手10，以便方便开关拱形盖8，对堆肥桶15进行新鲜物料补充。

该装置可以配搅拌器和铲子，使搅拌更轻松，出肥更加方便。

堆肥桶15放置在容易拿到固体有机废弃物产生较集中的地方，如厨房后面。将堆肥箱放在不易积水的结实的地面上，水平放置，便于液体排放。使用前，确定螺旋进风口16和螺旋出风口9在“适当”位置（根据环境温度和发酵物料确定，但不确定时，建议从开口为20%开始确定）。打开拱形盖8，向桶体5内添加固体有机物，并根据处理物料特定，插入若干根通风管12，进行发酵，发酵物料在发酵物料区13逐步经过发热阶段、高温阶段、降温阶段，完成整个发酵过程。在发酵过程中，可根据发酵温度、物料特性的变化，增加或者减少通风管12的数量。

当发酵物料区13的固体有机物进行温度运行后，在添加新的固体有机物之前，需要打开卸料板14，先排出已经发酵完成的物料。可借助铲子进行排料，也可搅拌器对发酵物料区13搅拌。添加新物料后，可对通风管12的位置进行调整，或重新插入。

开始使用堆肥桶15，第一次加有机固体废弃物的时候可辅助加一些垫料或菌种（外购），以后可根据发酵情况少加或不加。堆肥桶15里的物料温度会高于堆肥桶15外的温度。温度升高是由于微生物新陈代谢会产生热量，而堆肥桶15的保温隔热结构让热量保持在内部，并且防止外部的空气进入使堆体降温。堆体的温度变化在10-70摄氏度之间。通常，堆肥桶15前方的温度计17读数在30-40度之间。温度越高，微生物活力越强，堆肥反应越快；反之则越缓慢。如果堆肥桶15的温度过高，把所述螺旋进风口16和螺旋出风口9的旋钮转扭大，并根据增加通风管12数量，增加发酵物料区13的换风量，降低温度。如果堆肥箱内的温度过低，就把螺旋进风口16和螺旋出风口9的旋钮转扭小，减少发酵物料区13的换风量，使得发酵温度升高。

每隔一段时间需要打开排液阀4，排出储液区1内的液体。当经过长时间发酵后，可通过打开卸料板14和紧扣开关11，取出通风管12，排出堆肥桶15内的物料，拆下活动筛板2，对堆肥桶15进行整体清洗，确保发酵物料区13没有盲区，储液区1和排液管3没有堵塞。温暖的季节，可对发酵物料区13进行大换料；寒冷的季节，则不宜频繁，且出料量也应减少。

Claims (10)

1.一种固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：包括桶体（5）和与桶体（5）连接的拱形盖（8），桶体（5）内分为上部呈倒圆台形的空间区（6）、中部主体发酵物料区（13）和下部储液区（1），发酵物料区（13）和储液区（1）通过活动筛板（2）进行分隔，储液区（1）上部设置螺旋进风口（16），螺旋进风口（16）通过储液区（1）与发酵物料区（13）连通，储液区（1）下部设置排液管（3），桶体（5）内设置有至少一根通风管（12），桶体（5）内设置有至少一根插入堆体中的通风管（12），通风管（12）上均匀分布有通风孔，通风管（12）下端最低点位于活动筛板（2）上，上端高于发酵物料区（13），拱形盖（8）上设置有螺旋出风口（9）。

2.根据权利要求1所述的固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：所述桶体（5）和拱形盖（8）均由具有弹性形变性能的保温材料构成，桶体（5）和拱形盖（8）通过连接合页（7）进行连接，桶体（5）和拱形盖（8）通过紧扣开关（11）闭合。

3.根据权利要求2所述的固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：所述发酵物料区（13）底部设置有用于排出发酵完固体物料的卸料板（14）。

4.根据权利要求3所述的固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：所述发酵物料区（13）中部设置有用于测量发酵物料区（13）温度的温度计（17）。

5.根据权利要求4所述的固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：所述排液管（3）上设置有排液阀（4），排液时螺旋进风口（16）在储液区（1）上形成溢流口。

6.根据权利要求5所述的固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：所述通风管（12）为中空硬质管，通风管（12）底部为倒锥形，其余部分均匀分布通风孔，通风管（12）底部通过倒锥形插入到活动筛板（2）上部。

7.根据权利要求6所述的固体有机废弃物堆肥装置，其特征在于：所述拱形盖（8）的最高点设置螺旋出风口（9），拱形盖（8）的拱形与桶体（5）内壁面配合形成冷凝水汇集结构。

8.一种固体有机废弃物堆肥装置的堆肥方法，其特征在于，包括：

a、向桶体（5）内的发酵物料区添加固体有机物，在发酵物料区形成堆体，根据堆体量，插入若干根通风管（12），进行发酵；

b、发酵过程中，控制螺旋出风口（9）和螺旋进风口（16）的通风量，通过通风管对发酵物料区（13）均匀供给空气，调节堆体的供氧量和温度；

c、发酵物料在发酵物料区（13）经过发热阶段、高温阶段、降温阶段，完成整个发酵过程；

d、打开排液阀（4），排出储液区（1）内的液体。

9.根据权利要求8所述的固体有机废弃物堆肥装置的堆肥方法，其特征在于：当发酵物料区（13）的固体有机物进行温度运行后，在添加新的固体有机物之前，打开卸料板（14），再从上部添加新物料，置换出底部发酵好的物料。

10.根据权利要求9所述的固体有机废弃物堆肥装置的堆肥方法，其特征在于：所述发酵过程中，如果桶体（5）的温度过高，把螺旋进风口（16）和螺旋出风口（9）的旋钮转扭大，并根据增加通风管（12）数量，增加发酵物料区（13）的换风量，降低温度；如果堆肥箱内的温度过低，将螺旋进风口（16）和螺旋出风口（9）的旋钮转扭小，减少发酵物料区（13）的换风量，使发酵温度升高。