CN112048431A - 一种固体废弃物厌氧发酵装置 - Google Patents

一种固体废弃物厌氧发酵装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废物处理技术领域，且公开了一种固体废弃物厌氧发酵装置，包括罐体，所述罐体的上端固定连接有连接管，所述连接管的上端固定连接有箱体，所述箱体的一侧固定连接有活动架，所述活动架的一侧活动连接有入料箱，所述箱体上表面的一侧设置有入料口。本发明通过加设废气物水分过滤设备，使得通过入料箱将废弃物从入料口投入箱体内腔后，通过输料带将废弃物向一侧传输时，抖动电机转动端带动滤水板抖动，使得废弃物中包含的水分被滤水板过滤出，并通过排水管排出箱体内腔，使得通过连接管将废弃物投入罐体内腔进行厌氧发酵时，避免大量水分落入发酵罐内腔，使废弃物无法快速发酵的情况发生。

Description

一种固体废弃物厌氧发酵装置
技术领域
本发明涉及废物处理技术领域，具体为一种固体废弃物厌氧发酵装置。
背景技术
厌氧发酵，是指有机物质(如人畜家禽粪便、秸秆、杂草等)在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体的过程，厌氧发酵系统基于沼气发酵原理，以能源生产为目标，最终实现沼气、沼液、沼渣的综合利用，由于垃圾成分复杂，空隙里大，所以垃圾中含氧量大于污泥，就会致使厌氧的效果较差，产沼率不高，效果不明显。
传统废弃物的组成十分复杂，很多厨余垃圾也和生活垃圾混杂在一起，于是在对固体废弃物进行厌氧发酵前，需要人为对垃圾处理，将垃圾中的水分清除。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种固体废弃物厌氧发酵装置，具备自动水分清除的优点，解决了上述背景技术中所提到的问题。
本发明提供如下技术方案：一种固体废弃物厌氧发酵装置，包括罐体，所述罐体的上端固定连接有连接管，所述连接管的上端固定连接有箱体，所述箱体的一侧固定连接有活动架，所述活动架的一侧活动连接有入料箱，所述箱体上表面的一侧设置有入料口，所述箱体内腔的中部固定安装有输料带，所述箱体内腔活动安装有位于输料带一端的滤水板，所述滤水板的表面开设有滤水孔，所述箱体的下端固定连接有位于滤水板下方的排水管，所述箱体的一侧固定连接有输料电机，所述箱体的一侧固定连接有抖动电机。
精选的，所述箱体内腔的上端中部固定安装有电磁块，且电磁块一端的外表面缠绕有电磁线圈，所述箱体的一侧固定连接有推料气缸，所述箱体的另一侧固定连接有位于推料气缸正对面的排料口。
精选的，所述抖动电机转动端为半圆形，且位于滤水板中部的下方。
精选的，所述滤水孔的直径值的范围为零点五至一厘米；
精选的，所述罐体内设置有搅拌装置；
所述搅拌装置包括电机、旋转轴；
所述电机固定安装在所述罐体上端；
所述电机的输出端固定连接旋转轴一端，所述旋转轴与所述罐体上端转动连接；
所述旋转轴的另一端贯穿至所述罐体内，且固定连接有第一锥齿轮；
所述第一锥齿轮的左侧或右侧啮合有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮的正下方固定连接连杆上端；
所述连杆的下端固定连接有第一搅拌棒；
所述第一搅拌棒的内侧设置有圆形腔；
所述圆形腔的两端对称设置有滑槽，所述圆形腔内侧设置有第一偏心轮；
所述第一偏心轮的左右两端对称设置有推动杆，推动杆滑动连接在滑槽内；
所述第二锥齿轮的远离第一锥齿轮的一侧固定连接有横杆的一端；
所述横杆的另一端固定连接有第二搅拌棒；
所述罐体内上端固定连接有若干支撑梁，所述第二搅拌棒与所述支撑梁转动连接。
精选的，所述发酵装置还包括：
智能控制装置，所述智能控制装置包括：
显示器，设置在所述罐体上；
测距传感器，用于检测所述罐体内部固体废弃物的高度；
控制器，设置在所述罐体上；
报警器，设置在所述罐体上；
所述控制器与所述显示器、测距传感器、报警器电连接，所述控制器基于所述测距传感器控制所述报警器和显示器工作。
所述控制器基于所述测距传感器控制所述报警器和显示器工作，包括：
通过公式(1)预估在发酵过程中产生的气体的体积Q；
Figure BDA0002688969600000031
在式(1)中，C为罐体内部总体积，T为预设固体废弃物降解达到高峰的时间，e为自然常数，取值为2.72，t为当前发酵时刻，π为圆周率，取值为3.14，R为罐体内径，λ为罐体内部固体废弃的压实率，H1表示未发酵之前的测距传感器检测值；
通过公式(2)计算在所述当前发酵时刻，固体废弃物的理论总耗量W；
Figure BDA0002688969600000032
在式(2)中，CP表示固体废弃物的比热容，t2表示发酵完成的时刻，t1表示开始发酵的时刻，Cq表示发酵产生的气体的比热容，μ为罐体内部固体废弃的含水率；
通过公式(3)计算所述罐体(1)内的固体废弃发酵的实际发酵效率η；
Figure BDA0002688969600000033
H2表示所述当前时刻测距传感器检测值；
所述控制器比较所述固体废弃发酵的实际发酵效率η与预设基准发酵效率，当所述固体废弃发酵的实际发酵效率小于预设基准发酵效率时，所述控制器控制报警器进行报警，并将所述固体废弃发酵的实际发酵效率显示在显示器上。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过加设废气物水分过滤设备，使得通过入料箱将废弃物从入料口投入箱体内腔后，通过输料带将废弃物向一侧传输时，抖动电机转动端带动滤水板抖动，使得废弃物中包含的水分被滤水板过滤出，并通过排水管排出箱体内腔，使得通过连接管将废弃物投入罐体内腔进行厌氧发酵时，避免大量水分落入发酵罐内腔，使废弃物无法快速发酵的情况发生。
2、本发明通过加设金属回收装置，使得在通过输料带对废弃物进行传输时，能通过电磁线圈使电磁块产生较为强烈的磁性，将废弃物中的金属分拣出，并在完成每次对入料箱内的废弃物进行入料后，推料气缸自动推出，并将吸附在电磁块下表面的金属废弃物从排料口处推出，使得对废弃物进行分拣时，能自动将其中的金属物质进行回收，增加了废弃物的回收利用，且避免了金属废弃物不易发酵的问题，提高了废弃物的厌氧发酵效率。
附图说明
图1为本发明结构正视立体示意图；
图2为本发明结构后视立体示意图；
图3为本发明结构箱体剖视立体示意图；
图4为本发明结构图1中A处放大示意图；
图5为本发明搅拌装置示意图；
图6为本发明结构图5中B处放大示意图。
图中：1、罐体；2、箱体；3、活动架；4、入料箱；5、连接管；6、入料口；7、排料口；8、排水管；9、电磁块；10、电磁线圈；11、抖动电机；12、推料气缸；13、输料电机；14、滤水板；15、滤水孔；16、输料带；19、圆形腔；20、滑槽；21、第一偏心轮；22、第一锥齿轮；23、第一搅拌棒；24、推动杆；25、第二锥齿轮；26、横杆；27、第二搅拌棒；28、旋转轴；29、电机；30、连杆；31、支撑梁。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种固体废弃物厌氧发酵装置，包括罐体1，罐体1的上端固定连接有连接管5，连接管5的上端固定连接有箱体2，箱体2的一侧固定连接有活动架3，活动架3的一侧活动连接有入料箱4，箱体2上表面的一侧设置有入料口6，箱体2内腔的中部固定安装有输料带16，箱体2内腔活动安装有位于输料带16一端的滤水板14，滤水板14的表面开设有滤水孔15，箱体2的下端固定连接有位于滤水板14下方的排水管8，箱体2的一侧固定连接有输料电机13，箱体2的一侧固定连接有抖动电机11，使得在将待发酵废弃物投入箱体2内腔后，通过输料带16传输，使待处理废弃物落至滤水板14上表面后，通过抖动电机11带动滤水板14抖动，使待处理废弃物缓慢向连接管5处移动，并最终落至罐体1内腔中，并在滤水板14抖动时，能通过滤水孔15将待发酵废弃物中所蕴含的水分进行过滤，使罐体1内腔进行厌氧发酵的废弃物的含水量较低，使厌氧发酵的效率提高。
其中，箱体2内腔的上端中部固定安装有电磁块9，且电磁块9一端的外表面缠绕有电磁线圈10，箱体2的一侧固定连接有推料气缸12，箱体2的另一侧固定连接有位于推料气缸12正对面的排料口7，使得在通过输料带16对待发酵废弃物进行传输时，能通过电磁线圈10使电磁块9通电，使得电磁块9产生磁性，对待发酵废弃物中的金属物质进行分拣，并在工作一段时间后，通过推料气缸12将吸附在电磁块9下表面的金属物质推出箱体2内腔，使待发酵废弃物中的金属物质被分拣出，避免不易发生厌氧发酵的金属物质落入厌氧罐内腔，影响厌氧发酵效率的情况产生。
其中，抖动电机11转动端为半圆形，且位于滤水板14中部的下方，使得在启动抖动电机11后，能通过抖动电机11转动端转动，使得滤水板14在半圆形转动端的作用下上下抖动，使得能对待发酵废弃物中的水分进行过滤。
其中，滤水孔15的直径值的范围为零点五至一厘米，使得在对待发酵废弃物进行水分过滤处理时，能使水分从滤水孔15处流出，使待发酵废弃物与水分分离，且避免待发酵废弃物从滤水孔15处落出的情况发生。
工作原理：使用时，先将收集的待发酵固体废弃物送入入料箱4中，然后通过活动架3自动将入料箱4向上传输，并在顶端时，入料箱4自动转向，将待发酵废弃物从入料口6处投入箱体2内腔，待发酵废弃物落至输料带16上，并在输料电机13的驱动下，向输料带16的另一端输送，并在输送至电磁块9正下方时，在电磁线圈10通电，使电磁块9产生磁性的作用下，待发酵废弃物中的金属物质被吸附至电磁块9的下表面，而其余废弃物仍照常运输，并在输送至输料带16的一端时落下，并落至滤水板14的上表面，在抖动电机11的作用下，半圆形转动端持续转动，使滤水板14上下抖动，使待发酵废弃物沿着倾斜的滤水板14落至连接管5中，并最终落入罐体1的内腔，等待厌氧发酵的发生，而待发酵废弃物中的水分便在滤水板14抖动时，顺着滤水孔15落至箱体2内腔的底面，并通过排水管8将过滤出的水分抽出箱体2内腔，而在入料箱4内的待发酵废弃物投入完毕后，入料箱4自动沿着活动架3向下移动，并在移动至最底面后，推料气缸12启动，使推料气缸12的推杆向外推出，并将吸附在电磁块9下表面的金属废弃物向排料口7处推出，使金属废弃物在通过排料口7倾斜的下表面自动滑入收集处。
在一个实施例中，所述罐体1内设置有搅拌装置；
所述搅拌装置包括电机29、旋转轴28；
所述电机29固定安装在所述罐体1上端；
所述电机29的输出端固定连接旋转轴28一端，所述旋转轴28与所述罐体1上端转动连接；
所述旋转轴28的另一端贯穿至所述罐体1内，且固定连接有第一锥齿轮22；
所述第一锥齿轮22的左侧或右侧啮合有第二锥齿轮25，所述第一锥齿轮22的正下方固定连接连杆30上端；
所述连杆30的下端固定连接有第一搅拌棒23；
所述第一搅拌棒23的内侧设置有圆形腔19；
所述圆形腔19的两端对称设置有滑槽20，所述圆形腔19内侧设置有第一偏心轮21；
所述第一偏心轮21的左右两端对称设置有推动杆24，推动杆24滑动连接在滑槽20内；
所述第二锥齿轮25的远离第一锥齿轮22的一侧固定连接有横杆26的一端；
所述横杆26的另一端固定连接有第二搅拌棒27；
所述罐体1内上端固定连接有若干支撑梁31，所述第二搅拌棒27与所述支撑梁31转动连接。
上述技术方案的有益效果为：厌氧发酵装置存在发酵情况不均匀和发酵时间长的问题，所述搅拌装置的存在可以人为的提高发酵速度，当发酵速度较慢时，提高电机的转速，搅拌装置将提高功率，从而提高发酵的速度；当发酵罐内的发酵情况不均匀时，所述锥齿轮工作，搅拌装置对发酵罐进行充分地搅匀和混合，从而改善了发酵情况，提高了发酵速度，而且电机设置在发酵罐的内部，没有和空气接触，保证了厌氧发酵的条件，进一步改善了发酵环境，提高了发酵速度。
在一个实施例中，所述发酵装置还包括：
智能控制装置，所述智能控制装置包括：
显示器，设置在所述罐体1上；
测距传感器，用于检测所述罐体1内部固体废弃物的高度；
控制器，设置在所述罐体1上；
报警器，设置在所述罐体1上；
所述控制器与所述显示器、测距传感器、报警器电连接，所述控制器基于所述测距传感器控制所述报警器和显示器工作。
所述控制器基于所述测距传感器控制所述报警器和显示器工作，包括：
通过公式(1)预估在发酵过程中产生的气体的体积Q(为当前发酵时刻产生的气体的总体积)；
Figure BDA0002688969600000081
在式(1)中，C为罐体1内部总体积，T为预设固体废弃物降解达到高峰的时间，e为自然常数，取值为2.72，t为当前发酵时刻，π为圆周率，取值为3.14，R为罐体1内径，η为罐体1内部固体废弃的压实率，H1表示未发酵之前的测距传感器检测值，1.214、2.718和i+1中的1都代表时间；
通过公式(2)计算在所述当前发酵时刻，固体废弃物的理论总耗量W；
Figure BDA0002688969600000082
在式(2)中，CP表示固体废弃物的比热容，t2表示发酵完成的时刻，t1表示开始发酵的时刻，Cq表示发酵产生的气体的比热容，μ为罐体1内部固体废弃的含水率；
通过公式(3)计算所述罐体1内的固体废弃发酵的实际发酵效率η；
Figure BDA0002688969600000091
H2表示所述当前时刻测距传感器检测值；
所述控制器比较所述固体废弃发酵的实际发酵效率η与预设基准发酵效率，当所述固体废弃发酵的实际发酵效率小于预设基准发酵效率时，所述控制器控制报警器进行报警，并将所述固体废弃发酵的实际发酵效率显示在显示器上。
上述技术方案的有益效果为：所述智能控制装置包括：显示器，设置在所述罐体上；测距传感器，用于检测所述罐体内部固体废弃物的高度；控制器，设置在所述罐体上；报警器，设置在所述罐体上；所述控制器与所述显示器、测距传感器、报警器电联；
所述发酵监控装置内创新性的加入了显示器和测距传感器，所述显示器可以通过电机转速控制器直观的在主控制器显示屏上显示出固体废弃物厌氧发酵装置内部的发酵情况；所述测距装置可以直观的展示出发酵成果；从而提高了监测的工作效率；
根据公式(1)可以根据发酵时间计算出产生的气体的体积，然后通过公式(2)计算出固体废弃物在发酵过程中的损耗量，从而测距传感器测量出发酵前后的固体废弃物的高度，计算出发酵效率；
所述控制器比较所述固体废弃发酵的实际发酵效率η与预设基准发酵效率，当所述固体废弃发酵的实际发酵效率小于预设基准发酵效率时，所述控制器控制报警器进行报警，并将所述固体废弃发酵的实际发酵效率显示在显示器上。从而提示操作人员注意，以及便于查看。
且公式(1)、(2)中考虑罐体尺寸、罐体(1)内部固体废弃的压实率、罐体(1)内部固体废弃的含水率、固体废弃物的比热容、发酵产生的气体的比热容的对发酵的影响，使得计算结果更加准确。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
上述技术方案的有益效果为：厌氧发酵装置存在发酵情况不均匀和发酵时间长的问题，所述搅拌装置的存在可以人为的提高发酵速度，当发酵速度较慢时，提高电机的转速，搅拌装置将提高功率，从而提高发酵的速度；当发酵罐内的发酵情况不均匀时，所述锥齿轮工作，搅拌装置对发酵罐进行充分地搅匀和混合，从而改善了发酵情况，提高了发酵速度，而且电机设置在发酵罐的内部，没有和空气接触，保证了厌氧发酵的条件，进一步改善了发酵环境，提高了发酵速度。

Claims (7)

1.一种固体废弃物厌氧发酵装置，包括罐体(1)，所述罐体(1)的上端固定连接有连接管(5)，所述连接管(5)的上端固定连接有箱体(2)，所述箱体(2)的一侧固定连接有活动架(3)，所述活动架(3)的一侧活动连接有入料箱(4)，所述箱体(2)上表面的一侧设置有入料口(6)，其特征在于：所述箱体(2)内腔的中部固定安装有输料带(16)，所述箱体(2)内腔活动安装有位于输料带(16)一端的滤水板(14)，所述滤水板(14)的表面开设有滤水孔(15)，所述箱体(2)的下端固定连接有位于滤水板(14)下方的排水管(8)，所述箱体(2)的一侧固定连接有输料电机(13)，所述箱体(2)的一侧固定连接有抖动电机(11)。
2.根据权利要求1所述的一种固体废弃物厌氧发酵装置，其特征在于：所述箱体(2)内腔的上端中部固定安装有电磁块(9)，且电磁块(9)一端的外表面缠绕有电磁线圈(10)，所述箱体(2)的一侧固定连接有推料气缸(12)，所述箱体(2)的另一侧固定连接有位于推料气缸(12)正对面的排料口(7)。
3.根据权利要求1所述的一种固体废弃物厌氧发酵装置，其特征在于：所述抖动电机(11)转动端为半圆形，且位于滤水板(14)中部的下方。
4.根据权利要求1所述的一种固体废弃物厌氧发酵装置，其特征在于：所述滤水孔(15)的直径值的范围为零点五至一厘米。
5.根据权利要求1所述的一种固体废弃物厌氧发酵装置，其特征在于：所述罐体(1)内设置有搅拌装置；
所述搅拌装置包括电机(29)、旋转轴(28)；
所述电机(29)固定安装在所述罐体(1)上端；
所述电机(29)的输出端固定连接旋转轴(28)一端，所述旋转轴(28)与所述罐体(1)上端转动连接；
所述旋转轴(28)的另一端贯穿至所述罐体(1)内，且固定连接有第一锥齿轮(22)；
所述第一锥齿轮(22)的左侧或右侧啮合有第二锥齿轮(25)，所述第一锥齿轮(22)的正下方固定连接连杆(30)上端；
所述连杆(30)的下端固定连接有第一搅拌棒(23)；
所述第一搅拌棒(23)的内侧设置有圆形腔(19)；
所述圆形腔(19)的两端对称设置有滑槽(20)，所述圆形腔(19)内侧设置有第一偏心轮(21)；
所述第一偏心轮(21)的左右两端对称设置有推动杆(24)，推动杆(24)滑动连接在滑槽(20)内；
所述第二锥齿轮(25)的远离第一锥齿轮(22)的一侧固定连接有横杆(26)的一端；
所述横杆(26)的另一端固定连接有第二搅拌棒(27)；
所述罐体(1)内上端固定连接有若干支撑梁(31)，所述第二搅拌棒(27)与所述支撑梁(31)转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种固体废弃物厌氧发酵装置，其特征在于：所述发酵装置还包括：
智能控制装置，所述智能控制装置包括：
显示器，设置在所述罐体(1)上；
测距传感器，用于检测所述罐体(1)内部固体废弃物的高度；
控制器，设置在所述罐体(1)上；
报警器，设置在所述罐体(1)上；
所述控制器与所述显示器、测距传感器、报警器电连接，所述控制器基于所述测距传感器控制所述报警器和显示器工作。
7.根据权利要求6所述的一种固体废弃物厌氧发酵装置，其特征在于：所述控制器基于所述测距传感器控制所述报警器和显示器工作，包括：
通过公式(1)预估在发酵过程中产生的气体的体积Q；
Figure FDA0002688969590000031
在式(1)中，C为罐体(1)内部总体积，T为预设固体废弃物降解达到高峰的时间，e为自然常数，取值为2.72，t为当前发酵时刻，π为圆周率，取值为3.14，R为罐体(1)内径，λ为罐体(1)内部固体废弃的压实率，H1表示未发酵之前的测距传感器检测值；
通过公式(2)计算在所述当前发酵时刻，固体废弃物的理论总耗量W；
Figure FDA0002688969590000032
在式(2)中，CP表示固体废弃物的比热容，t2表示发酵完成的时刻，t1表示开始发酵的时刻，Cq表示发酵产生的气体的比热容，μ为罐体(1)内部固体废弃的含水率；
通过公式(3)计算所述罐体(1)内的固体废弃发酵的实际发酵效率η；
Figure FDA0002688969590000033
H2表示所述当前时刻测距传感器检测值；
所述控制器比较所述固体废弃发酵的实际发酵效率η与预设基准发酵效率，当所述固体废弃发酵的实际发酵效率小于预设基准发酵效率时，所述控制器控制报警器进行报警，并将所述固体废弃发酵的实际发酵效率显示在显示器上。
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CN113122446A (zh) * 2021-05-20 2021-07-16 酒泉市林德机械制造有限责任公司 一种农业废弃物资源化利用处理装备

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