CN112209755A - 膜处理废气的动态发酵系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了膜处理废气的动态发酵系统及工艺，系统主要由动态发酵单元和废气处理单元组成，动态发酵单元和废气处理单元通过管路连接构成一个动态循环回路，废气处理单元包括除臭单元和鼓风单元。动态发酵单元安装有发酵仓。发酵仓加工有第一进风口和第一出风口，鼓风单元连通该第一进风口和第一出风口。除臭单元安装在动态循环回路中，废气在通过除臭膜去除废气中的水汽和二氧化碳，再通过鼓风单元将微生物和剩余的废气鼓入发酵仓中，最后由堆体自行吸收。动态发酵单元和废气处理单元连通，使得膜处理废气的动态发酵系统形成一个动态发酵系统，实现废气的动态循环，大大加快了堆体吸收废气的速度。本发明可广泛用于仓贮式有机原料发酵工艺中。

Description

膜处理废气的动态发酵系统及工艺

技术领域

本发明涉及好氧堆肥工艺技术领域，特别涉及一种膜处理废气的动态发酵系统及工艺。

背景技术

覆盖膜堆肥系统利用高性能能纳米级的材料，封闭废气成分在堆体内转化成固体肥料成分，基本解决废气问题。目前覆盖膜系统都用于静态堆肥系统，存在以下问题：

1、好氧堆肥造成环境二次污染的问题，特别使针对堆肥工程设备化在生产过程中，由于方便收集会产生高浓度高湿废气，废气难以处理。

2、覆盖膜堆肥系统内废气所占水汽比例过大，膜分离水汽效率低，所需时间长。

3、发酵过程堆体不能翻拌，发酵过程造成的物料水分分层、板结引起堆体内部形成短路风道等问题不好解决，得到的堆体均一性不好，质量不高。

4、大型条垛堆体的起堆、盖膜、压膜、起膜、转堆工序实现机械化难，需要将全部工作准备完毕后才能进行鼓风发酵，发酵前准备时间过长，效率过低。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种膜处理废气的动态发酵系统及工艺，解决环境污染、废气难以处理以及准备时间过长的问题。

本发明所采用的技术方案是：膜处理废气的动态发酵系统，包括：

动态发酵单元，包括用于堆放堆体的发酵仓，该堆体挥发的废气漂浮于发酵仓内，该发酵仓设置有第一进风口和第一出风口；以及

废气处理单元，该动态发酵单元和废气处理单元通过管路连接构成一个动态循环回路，该废气处理单元包括除臭单元和鼓风单元，该除臭单元包括除臭膜，该废气经过除臭膜排出水汽，该鼓风单元将废气经第一出风口吸出，并通过第一进风口吹入至发酵仓。

有益效果：为能够解决好氧堆肥造成环境二次污染的问题，添加了鼓风单元，使得废气能够实现动态循环，从而将可重复利用的微生物和废气重新被堆体吸收。配合上除臭单元，加快了水汽的排出，使得水汽和废气能够快速分离，大大缩短了发酵时间，提高了发酵效率。可实现将废气中的水汽排出，再次回到堆体中，提高了堆体的质量，并且将废气重复利用，不会对环境产生污染。该膜处理废气的动态发酵系统形成动态发酵，物料的运输和废气的处理可以分步运行，在处理废气的过程中也能实现堆体的填加或运出，解决了发酵前的准备时间过长的问题。

进一步地，该动态发酵单元还包括驱动系统和搅拌器，该驱动系统驱动搅拌器转动，该搅拌器设置在该发酵仓内。

进一步地，该动态循环回路中还连接有除尘装置，该除尘装置的一端连接该第一出风口，另一端连接鼓风单元。

进一步地，该发酵仓与该鼓风单元之间通过防堵曝气管连通。

进一步地，该除臭单元还包括上布风管道和下集风管道，该上布风管道设置有第二进风口和第二出风口，该下集风管道设置有第三进风口和第三出风口，该第二出风口和第三进风口通过该除臭膜连通，该鼓风单元包括引风机和鼓风机，该引风机连接第一出风口和第二进风口，用于吸出废气并引流到上布风管道内，该鼓风机连接第一进风口和第三出风口，用于将新风和废气混合并吹入发酵仓中。

进一步地，该鼓风单元还包括风量阀门、新风阀和回风阀，该风量阀门、新风阀和回风阀上均设置有传感器，该膜处理废气的动态发酵系统还包括用于控制该风量阀门、新风阀和回风阀开度大小的控制模块，该风量阀门与引风机连接，该回风阀和新风阀与鼓风机连接。

进一步地，该第二进风口与该第三出风口呈体对角位置设置。

进一步地，该除臭单元设置在该发酵仓的顶部，该除臭膜设置为该发酵仓的顶盖。

膜处理废气的动态发酵系统工艺，包括以下步骤：

1)、堆体放入发酵仓中，接通驱动系统，搅拌装置与鼓风单元开始工作；

2)、引风机吸出发酵仓中的废气，进入除尘装置中过滤除尘；

3)、过滤后的废气通过引风机分配引入上布风管道，废气经过除臭膜将水汽排出，剩余废气通过下集风管道排出；

4)、废气进入鼓风机，鼓风机补足新风，将新风与鼓风机混合，吹入发酵仓中；

5)、废气被堆体吸收，堆体发酵完毕，运出发酵仓。

有益效果：建立一套动态发酵、膜除臭结合的无污染的发酵工艺，从根本上改善堆肥生产的工作、环境条件，并提高了堆肥产品的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明：

图1为本发明实施例的工艺流程图；

图2为本发明实施例的膜处理废气的动态发酵系统示意图；

图3为本发明实施例的大型动态堆肥系统示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图3，膜处理废气的动态发酵系统，主要由动态发酵单元和废气处理单元组成，该动态发酵单元和废气处理单元通过管路连接构成一个动态循环回路，该废气处理单元包括除臭单元和鼓风单元。该动态发酵单元包括发酵仓2，该发酵仓2加工有进料口和出料口，将堆体5从进料口放入发酵仓2中，堆体5在发酵过程中会产生废气漂浮在发酵仓2内。该发酵仓2加工有第一进风口和第一出风口，该鼓风单元连通该第一进风口和第一出风口，该鼓风单元先通过第一出风口将废气吸出，再通过第一进风口将废气吹入。该除臭单元包括除臭膜11，废气在动态循环的过程中通过除臭膜11去除废气中的水汽和二氧化碳，再通过鼓风单元将微生物和剩余的废气鼓入发酵仓2中，最后由堆体5自行吸收。该动态发酵单元和废气处理单元连通，使得该膜处理废气的动态发酵系统形成一个动态发酵系统，实现废气的动态循环，大大加快了堆体5吸收废气的速度，密封的发酵仓2内堆体5在鼓风系统的作用下，形成良好的发酵状态。

除臭膜11的工作原理为利用废气成分的气体颗粒大小不同的特性，采用膜分离技术分离水汽与废气，将已分解的小分子气体排出系统，未分解废气、微生物等有害环境的物质循环回流堆肥系统，成为堆体5发酵养分，不会排出到环境。以解决好氧堆肥造成环境二次污染的问题，特别针对堆肥工程设备化在生产过程中，由于方便收集会产生高浓度高湿废气，采用除臭膜11制成类似于布袋除尘系统的除臭单元，能够最大限度减少废气排放。

具体的，发酵仓2的上部设有进料口，发酵仓2的下部设有出料口，在发酵仓2的上方设置有废气集风管6，该废气集风管6通过进料口与发酵仓2连通。

优选的，该动态发酵单元还包括驱动系统1和搅拌器，该驱动系统1驱动搅拌器转动，该搅拌器安装在发酵仓2内，发酵仓2中部开有通孔，搅拌器的主动轴穿过该通孔转动连接在发酵仓2内，驱动系统1的主轴带动搅拌器的主动轴转动，在发酵仓2的内部主动轴上设置有多个搅拌棍。

优选的，该动态循环回路中还连接有除尘装置7，该除尘装置7安装在该第一出风口和该鼓风单元之间。废气在引风机9的吸力下最先进入到除尘装置7中，废气通过除尘装置7将废气里的灰尘过滤，避免废气中的灰尘粘附在除臭膜11上从而降低除臭膜11的使用效率，还能避免灰尘堵塞鼓风单元里的鼓风单元。提高了废气的处理效率。

优选的，该防堵曝气管3安装在发酵仓2的下方且与发酵仓2底部连通，该鼓风单元和动态发酵单元通过防堵曝气管3连通，该防堵曝气管3能够有效的进行防堵，当气体吹出时，该防堵曝气管3末端的防堵塞片会被气体的冲力顶开，气体能够顺利吹出；当气体停止吹出时，防堵塞片会掉回防堵曝气管3的末端端口，以防止发酵仓2内的堆体5进入防堵曝气管3中。将防堵曝气管3设置在发酵仓2下方能够使废气更加充分的被堆体5吸收，提高了废气回收率。

优选的，该除臭单元还包括上布风管道10和下集风管道12，该上布风管道10加工有第二进风口和第二出风口，该下集风管道12加工有第三进风口和第三出风口，该第二出风口和第三进风口通过该除臭膜11连通，该除臭膜11呈竖直方向摆放，废气从顶部的上布风管道10流入除臭膜11，再从底部的下集风管道12排出，竖直摆放的除臭膜11能够加快水滴析出，且可完全利用除臭膜11的所有面积。该上布风管道10加工有至少一个第二出风口，该下集风管道12的形状与上布风管道10形状相同，该下集风管道12的第三进气口对应第二出气口，该除臭膜11可以设为一排或多排、一列或多列，呈线性矩阵分布，该上布风管道10和下集风管道12也呈矩阵网状分布，从而大大提高了除臭膜11除水汽的效率。具体的，该除臭膜11的数量可根据发酵仓2的大小来设置，从而满足废气能实现稳定快速除水汽。该鼓风单元包括引风机9和鼓风机15，该引风机9连接第一出风口和第二进风口，用于吸出废气并引流到上布风管道10内，将废气分配到每个除臭膜11中，该鼓风机15连接第一进风口和第三出风口，第三出风口中的废气回风道鼓风机15中，鼓风机15再从外界空气中抽入新风，将新风和废气混合，一同吹入发酵仓2中。

优选的，该鼓风单元还安装有风量阀门8、新风阀14和回风阀13，该风量阀门8、新风阀14和回风阀13上均设置有传感器，该膜处理废气的动态发酵系统还包括控制模块，该控制模块用于控制风量阀门8、新风阀14和回风阀13开度大小。在其中一些实施例中，该控制模块与驱动系统1集成设置。风量阀门8上的传感器记录废气的输出量，回风阀13上的传感器记录过滤后废气的回风量，在设置新风的输入比例，从而使得发酵腔内部能够得到一个稳定的发酵环境，该风量阀门8与引风机9连接，该回风阀13和新风阀14与鼓风机15连接。可以根据发酵工艺的需要调节回风与新风的比例，保证堆体5的发酵能处于良好状态。风量阀门8、回风阀13、新风阀14分别协调控制水汽逸出量、回风量和入风量的三者的平衡，保证堆体5发酵需氧量、发酵仓2处于微负压状态好出水除臭膜11处于鼓动状态，以使除臭膜11能够高效逸出水汽，防止积料。新风的导入能够维持堆体5的好氧发酵，按堆体5体积等参数计算所需新风的定时定量，混和无法从膜逸出的微生物与未分解废气鼓入堆体5，由堆体5吸收废气成分，不排出系统，提高堆体5的养分浓度。通过驱动系统1，营造发酵仓2成为一个可控、标准的良好发酵环境，利用堆体5本身的吸附功能，吸收发酵堆体5产生的挥发性废气转为发酵微生物养分，最大程度转化了堆体5物料，增加堆体5养分，提高堆体5的品质；也最大限度减少废气外排。

具体的，该除尘装置7、风量阀门8、引风机9和上布风管道10与鼓风机15、新风阀14、回风阀13、下集风管道12和防堵曝气管3之间通过密闭管道连接。使动态循环回路形成密封稳定的系统，有利于废气的收集和传输。

优选的，该第二进风口与该第三出风口呈体对角位置设置。即第二进风口与该第三出风口位置的连线为体对角线，若第二进风口设置在第一排第一列的除臭膜11的位置时，第三出风口则设置在最后一排最后一列的除臭膜11的位置。当设置有多排多列的除臭膜11时，设置成体对角排布能够最大程度的使用除臭膜11且分配均匀。

优选的，本发明提供一种优选实施例，该除臭单元设置在该发酵仓2的顶部，该除臭膜11设置为发酵仓2的顶盖4。该发酵仓2的地面安装有渗滤水过滤层，该渗滤水过滤层的底端开设有水槽，该水槽内安装有集液管道。发酵仓2中堆体5流出的水分通过渗滤水过滤层掉入水槽，该集液管道将水槽中的水收集排出。该发酵仓2的顶部安装有供除臭膜11支撑的支撑架，该除臭膜11铺设在该支撑架上，形成该发酵仓2的屋顶，废气在发酵仓2内就可以实现水汽和废气的分离。该发酵仓2可以设置多个，以提高发酵效率。将该膜处理废气的动态发酵系统运用于大型密封厂房或堆肥厂中，该除臭膜11的顶部开有吸风口，废气集风管6通过吸风口插入发酵仓2内。用除臭膜11结构的厂房屋顶、侧墙，过滤大部分发酵产生的水汽，减少废气处理量。

具体的，本发明还包括堆体5的参数(水分、温度、含氧量)检测装置等部分。由于作为通用系统，在本发明中不作过多的详细描述了。

继续参照图1,膜处理废气的动态发酵系统工艺，包括以下步骤：

1)、堆体5放入发酵仓2中，接通驱动系统1，搅拌装置与鼓风单元开始工作；

2)、引风机9吸出发酵仓2中的废气，进入除尘装置7中过滤除尘；

3)、过滤后的废气通过引风机9分配引入上布风管道10，废气经过除臭膜11将水汽排出，剩余废气通过下集风管道12排出；

4)、废气进入鼓风机15，鼓风机15补足新风，将新风与鼓风机15混合，吹入发酵仓2中；

5)、废气被堆体5吸收，堆体5发酵完毕，运出发酵仓2。

建立一套动态发酵、膜除臭结合的无污染的发酵工艺，从根本上改善堆肥生产的工作、环境条件，并提高了堆肥产品的质量。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在该技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于，包括：

动态发酵单元，包括用于堆放堆体的发酵仓，所述堆体挥发的废气漂浮于发酵仓内，所述发酵仓设置有第一进风口和第一出风口；以及

废气处理单元，所述动态发酵单元和废气处理单元通过管路连接构成一个动态循环回路，所述废气处理单元包括除臭单元和鼓风单元，所述除臭单元包括除臭膜，所述废气经过除臭膜排出水汽，所述鼓风单元将废气经第一出风口吸出，并通过第一进风口吹入至发酵仓。

2.根据权利要求1所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述动态发酵单元还包括驱动系统和搅拌器，所述驱动系统驱动搅拌器转动，所述搅拌器设置在所述发酵仓内。

3.根据权利要求1所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述动态循环回路中还连接有除尘装置，所述除尘装置的一端连接所述第一出风口，另一端连接鼓风单元。

4.根据权利要求1所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述发酵仓与所述鼓风单元之间通过防堵曝气管连通。

5.根据权利要求1-4任一项所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述除臭单元还包括上布风管道和下集风管道，所述上布风管道设置有第二进风口和第二出风口，所述下集风管道设置有第三进风口和第三出风口，所述第二出风口和第三进风口通过所述除臭膜连通，所述鼓风单元包括引风机和鼓风机，所述引风机连接第一出风口和第二进风口，用于吸出废气并引流到上布风管道内，所述鼓风机连接第一进风口和第三出风口，用于将新风和废气混合并吹入发酵仓中。

6.根据权利要求5所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述鼓风单元还包括风量阀门、新风阀和回风阀，所述风量阀门、新风阀和回风阀上均设置有传感器，所述膜处理废气的动态发酵系统还包括用于控制所述风量阀门、新风阀和回风阀开度大小的控制模块，所述风量阀门与引风机连接，所述回风阀和新风阀与鼓风机连接。

7.根据权利要求5所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述第二进风口与所述第三出风口呈体对角位置设置。

8.根据权利要求1-4任一项所述的膜处理废气的动态发酵系统，其特征在于：所述除臭单元设置在所述发酵仓的顶部，所述除臭膜设置为所述发酵仓的顶盖。

9.膜处理废气的动态发酵系统工艺，包括以下步骤：

1)、堆体放入发酵仓中，接通驱动系统，搅拌装置与鼓风单元开始工作；

2)、引风机吸出发酵仓中的废气，进入除尘装置中过滤除尘；

3)、过滤后的废气通过引风机分配引入上布风管道，废气经过除臭膜将水汽排出，剩余废气通过下集风管道排出；

4)、废气进入鼓风机，鼓风机补足新风，将新风与鼓风机混合，吹入发酵仓中；

5)、废气被堆体吸收，堆体发酵完毕，运出发酵仓。

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