CN112409045B - 一种塔式重力堆肥设备及其污泥高温好氧发酵工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及生物发酵技术的领域，尤其是涉及一种塔式重力堆肥设备，包括发酵箱，发酵箱内从上至下设有若干层发酵仓，每层发酵仓底部均设有若干互相平行的直杆和若干互相平行的挡板，挡板位于直杆下方，相邻直杆围成无底的梯形槽，梯形槽连通相邻两层发酵仓，相邻两块挡板之间具有间隙且通过连接杆连接，还包括驱动所有挡板同步地贴着直杆底部移动的驱动机构。本申请实现了上、下层发酵仓转移发酵料时充分混合发酵料；具有供氧的出气口不易被堵的优点，大大降低了设备的维护频率；利用可重复使用的人工辅料块使发酵料水分降低至最适合菌种发酵的程度，从而提高了发酵效率。

Description

一种塔式重力堆肥设备及其污泥高温好氧发酵工艺

技术领域

本申请涉及生物发酵技术的领域，尤其是涉及一种塔式重力堆肥设备及其污泥高温好氧发酵工艺。

背景技术

目前在菌肥、垃圾堆肥、污泥生物干化等生产工艺中，主要采用条垛加翻堆机翻堆、用发酵槽（仓）静态强制通风供氧和塔式连续翻搅补气发酵等方法做有机物料的好氧发酵。其中塔式设备又分为连续发酵塔、自动搅拌式补气发酵塔、立式多层固体发酵塔、抽屉式发酵塔和翻板式发酵塔等。

目前相关技术采用两排发酵箱，且每排发酵箱内设有若干层发酵仓，发酵仓底面由若干翻板拼接而成，布料机将物料分送到每排发酵箱顶层发酵仓的翻板上，再通过耙料装置将物料均匀分布到翻板上，并通过旋转翻板使物料落到下一层发酵仓内发酵。

上述相关技术的缺陷为：翻板旋转后向下一层发酵仓落料时，上一层发酵仓内底层的发酵料，落到下一层发酵仓后仍然位于底层；上一层发酵仓内中层的发酵料，落到下一层发酵仓后仍然位于中层；上一层发酵仓内顶层的发酵料，落到下一层发酵仓后仍然位于顶层。由于发酵料各部分落到下一层发酵仓后，各部分的相对位置基本不变，导致发酵较差的部分到了下一层发酵仓后无法与活跃菌种混合而得不到充分发酵，所以最终的出料存在发酵程度不均匀的问题。

发明内容

为了解决上层发酵仓落料至下层发酵仓时，发酵料无法充分混合的问题，本申请提供一种塔式重力堆肥设备及其污泥高温好氧发酵工艺。

第一方面，本申请提供一种塔式重力堆肥设备，采用如下的技术方案：

一种塔式重力堆肥设备，包括发酵箱，发酵箱内从上至下设有若干层发酵仓，每层发酵仓底部均设有若干互相平行的直杆和若干互相平行的挡板，挡板位于直杆下方，相邻直杆围成无底的梯形槽，梯形槽连通相邻两层发酵仓，相邻两块挡板之间具有间隙且通过连接杆连接，还包括驱动所有挡板同步地贴着直杆底部移动的驱动机构，驱动机构用于驱动挡板移动至完全封住梯形槽的槽底，或驱动相邻两块挡板之间的间隙移动至与梯形槽的槽底相通。

通过采用上述技术方案，梯形槽正上方的发酵料先落至下一层发酵仓中铺底，然后上一层发酵仓中的顶层发酵料混合着直杆正上方区域边缘的发酵料落至下一层发酵仓中形成中层，最后直杆正上方区域的发酵料落至下一层发酵仓中形成顶层，从而实现上、下层发酵仓转移发酵料时充分混合发酵料。

可选的，相邻两块挡板能够移动至被相邻两根直杆向下的正投影完全覆盖。

通过采用上述技术方案，能够使梯形槽处的落料不受挡板的阻挡。

可选的，所述直杆为尖角朝上的角钢。

通过采用上述技术方案，无需定做直杆，用价格低廉的角钢作为直杆，降低了设备成本。

可选的，所述直杆上沿自身长度方向连接有若干曝气器，曝气器包括从下至上依次连接的连接管、第一锥帽、第二锥帽，连接管与直杆连接，第二锥帽的尖端朝上，第二锥帽竖直向下的正投影完全覆盖第一锥帽，第二锥帽的下表面与第一锥帽的上表面围成环形气道，连接管与环形气道接通，连接管接供氧。

通过采用上述技术方案，氧气从连接管进入环形气道，然后散发到发酵料中，由于第二锥帽的遮盖作用，环形气道不易被堵，所以大大降低了设备的维护频率。

可选的，所述直杆的下表面固定设有长板，长板与直杆围成供氧管道，供氧管道的一端封闭，另一端接鼓风机。

通过采用上述技术方案，方便了直接在直杆上接供氧。

可选的，所述直杆的下表面还固定设有第二长板，第二长板位于长板下方，长板、第二长板及直杆围成吸气管道，吸气管道的一端封闭，另一端接引风机，第二长板上设有吸气口，吸气口位于发酵仓顶部。

通过采用上述技术方案，无需另外铺设管道用于除臭、除湿的排气，也无需另外铺设管道作为供氧管，直接利用直杆位于上层发酵仓底部、下层发酵仓顶部的特点，将直杆内部的上层空间用作供氧管道，将直杆内部的下层空间用作吸气管道，不仅减少了对发酵仓内部空间的占用，而且降低了设备的制造成本。

直杆除了具有工艺功能性（用于提高落料流畅性），还具有结构的功能性：直杆是重要的结构部件，用于承重和抗水平方向的拉力，可提高发酵箱的结构稳定性。

可选的，所述直杆包括上下两层尖角朝上的角钢，上层角钢的下表面与下层角钢的上表面围成出气道，下层角钢上设有气孔通至出气道，气孔用于接供氧。

通过采用上述技术方案，氧气从气孔进入出气道，然后散发到发酵料中，由于上层角钢的遮盖作用，出气道不易被堵，所以大大降低了设备的维护频率。

可选的，下层角钢的下表面固定设有长板，长板与下层角钢围成供氧管道，供氧管道的一端封闭，另一端接鼓风机。

通过采用上述技术方案，方便了直接在下层角钢上接供氧。

可选的，下层角钢的下表面还固定设有第二长板，第二长板位于长板下方，长板、第二长板及下层角钢围成吸气管道，吸气管道的一端封闭，另一端接引风机，第二长板上设有吸气口，吸气口位于发酵仓顶部。

通过采用上述技术方案，无需另外铺设管道用于除臭、除湿的排气，也无需另外铺设管道作为供氧管，直接利用下层角钢位于上层发酵仓底部、下层发酵仓顶部的特点，将下层角钢内部的上层空间用作供氧管道，将下层角钢内部的下层空间用作吸气管道，不仅减少了对发酵仓内部空间的占用，而且降低了设备的制造成本。

可选的，下层角钢的上表面固定有螺母，上层角钢上设有穿孔，穿孔内设有螺钉，螺钉与螺母螺纹连接，螺钉的螺帽压于上层角钢的上表面。

通过采用上述技术方案，实现了上、下两层角钢的可拆卸连接，方便了维护。

可选的，所述发酵仓内于直杆上方设有转轴，转轴沿垂直于直杆的长度方向设置，转轴上垂直固定有若干长杆，长杆的末端固定有翻料板，翻料板用于在梯形槽内翻料。

通过采用上述技术方案，发酵时，利用转轴带动翻料板旋转翻料，可以使发酵料与氧气充分接触；落料时，利用转轴带动翻料板旋转翻料，既可以使发酵料充分混合后下落，使各处的发酵料发酵程度相当，也可以加速落料，避免上层发酵仓留料。

可选的，还包括转斗式提升机、第一螺杆送料机及具有双向送料功能的第二螺杆送料机，第二螺杆送料机的进料口位于转斗式提升机的出料口正下方，第一螺杆送料机位于顶层发酵仓正上方且沿发酵仓长度方向设置，第一螺杆送料机的进料口位于第二螺杆送料机的出料口正下方，第一螺杆送料机的长度方向上等距地设有若干出料口，发酵仓内设有能够沿发酵仓长度方向移动的耙平机。

通过采用上述技术方案，利用两个第一螺杆送料机分别向两个顶层发酵仓均匀落料，再用耙平机摊平物料，实现了高效铺平物料的目的。

可选的，所述发酵箱的骨架上设有水平的导向槽，挡板呈开口朝下的C型钢形状，挡板内侧设有滚轮，滚轮始终与导向槽内壁接触。

通过采用上述技术方案，C型钢形状的挡板具有结构强度高的优点，导向槽实现了对挡板运动的导向，滚轮使挡板运动时的噪音大大降低。

可选的，所述挡板两端均固定设有滚动组件，滚动组件包括安装板、滚轮及第二滚轮，滚轮的轴线与挡板的长轴平行地设于安装板上，安装板上设有微调机构和安装块，第二滚轮的轴线呈竖直状设于安装块上，微调机构用于沿挡板的长度方向微调第二滚轮的位置。

通过采用上述技术方案，实现了第二滚轮与导向槽内壁的始终接触，解决了搭建发酵箱时因尺寸误差而导致第二滚轮无法与导向槽内壁接触的技术难题，提高了搭建效率，减少了搭建时间。

可选的，所述微调机构包括螺柱和限位孔，限位孔设于安装板上，安装块配合设于限位孔内，螺柱螺接于安装板上，螺柱用于抵住安装块，螺柱的轴线与挡板的长轴平行。

通过采用上述技术方案，通过旋转螺柱，调节螺柱的位置，给安装块让出空间，从而使安装块上的第二滚轮位置改变。

可选的，还包括换热器，换热器连接鼓风机和引风机，鼓风机用于对发酵仓供氧，引风机用于对发酵仓吸湿热废气，换热器用于将供氧新鲜空气与湿热废气换热。

通过采用上述技术方案，引风机从发酵仓抽吸出的湿热废气带有余热，换热器将余热传递给供氧空气，使进入发酵仓的供氧空气得到预热，使加热供氧空气的加热器负担降低，具有节能减排的效果。

可选的，每层发酵仓内均设有若干人工辅料块，人工辅料块包括硅藻泥团，硅藻泥团内包裹加强纤维。

通过采用上述技术方案，若干人工辅料块与发酵料混合均匀后，可以使发酵料疏松不密实，从而使发酵仓内各处的发酵料能够得到充分供氧。

人工辅料块还具有吸水性强的优点，压滤机压滤后得到的污泥一般含水80%左右，污泥与辅料（粉碎的秸秆和木屑等材料）混合均匀后得到的发酵料含水50～55%，人工辅料块吸水后使发酵料水分降低至最适合菌种发酵的程度，从而提高了发酵效率。

人工辅料块还能重复利用，从完成发酵的发酵料中筛出人工辅料块，控干水分后继续使用，由于重复使用的人工辅料块带菌，所以省去了种菌种的步骤，间接提高了发酵效率，也降低了发酵成本。

可选的，所述人工辅料块的形状为球体。

通过采用上述技术方案，球体状的人工辅料块不仅强度高，不易受压变形，而且方便筛选后重复利用。

可选的，所述硅藻泥团的配方包括硅藻、碳酸钙、氧化钙和植物纤维。

通过采用上述技术方案，硅藻、碳酸钙、氧化钙和植物纤维经高温高压反应得到的固态物为多孔结构，且孔隙率约95%，具有超强吸附性，吸附臭气和储水的性能比表面积相当的活性炭强数倍。

第二方面，本申请提供基于上述一种塔式重力堆肥设备的污泥高温好氧发酵工艺，采用如下的技术方案：

Step1.将60～80%含水率的污泥、破碎后的辅料、上一次未发酵完全的结块污泥、生物菌种、人工辅料块输送至混料机，混料机输出物料；

Step2.用上一次的发酵成品料对物料接种发酵菌；

Step3.输送物料至塔式重力堆肥设备的发酵箱；

Step4.物料在发酵箱中停留12～15天，物料平均在每层发酵仓停留时间2.5～3.5天，完成一次发酵；

Step5.一次发酵完成后，筛分物料，筛下人工辅料块和未发酵完全的结块污泥返还至Step1中的混料机，细料进入二次发酵料仓进行二次发酵，二次发酵结束后大部分成品料制粒包装，小部分成品料返回Step2接种发酵菌。

通过采用上述技术方案，经过发酵后的污泥除了作为有机肥、营养土、土壤改良土外，还有蓬松多孔的特点，可以造粒后作为优秀的除臭吸附材料。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.实现了上、下层发酵仓转移发酵料时充分混合发酵料；

2.具有供氧的出气口不易被堵的优点，大大降低了设备的维护频率；

3.利用可重复使用的人工辅料块使发酵料水分降低至最适合菌种发酵的程度，从而提高了发酵效率；

4.在密闭的保温环境中，发酵产生的温度不易散失，发酵的平均温度更高，加上供氧的可控，发酵状态更充分，可大大缩短发酵周期。

附图说明

图1是本申请实施例1中塔式重力堆肥设备的整体结构示意图；

图2是本申请实施例1中塔式重力堆肥设备的正视图；

图3是本申请实施例1中供氧空气与发酵仓排出湿热废气换热的流程图；

图4是本申请实施例1中塔式重力堆肥设备的局部结构示意图；

图5是本申请实施例1中塔式重力堆肥设备的俯视图；

图6是图5的A-A向剖视图；

图7是图6的A部放大图；

图8是人工辅料块的结构示意图；

图9是本申请实施例1中相邻两层发酵仓的结构简图；

图10是本申请实施例2中直杆与曝气器的连接示意图；

图11是图10沿直杆宽度方向的断面图；

图12是本申请实施例3中直杆的结构示意图；

图13是本申请实施例4中油缸连接挡板的示意图；

图14是图13的B部放大图；

图15是本申请实施例4中滚动组件的结构示意图。

附图标记说明：1、发酵箱；2、发酵仓；3、直杆；4、挡板；5、梯形槽；6、间隙；7、连接杆；8、驱动机构；9、曝气器；10、连接管；11、第一锥帽；12、第二锥帽；13、环形气道；14、出气道；15、气孔；16、长板；17、供氧管道；18、螺母；19、导向槽；20、螺钉；21、人工辅料块；22、硅藻泥团；23、加强纤维；24、转轴；25、长杆；26、翻料板；27、架体；28、过道；29、楼板；30、楼梯；31、油缸；32、第一螺杆送料机；33、耙平机；34、导轨；35、第一电机；36、第二电机；37、转盘；38、翻抛爪；39、第一旋转轴；40、第二旋转轴；41、滚轮；42、电机；43、结构筋；44、斜板；45、料斗；46、送料机；47、转斗式提升机；48、滚轮；49、鼓风机；50、引风机；51、换热器；52、除臭系统；53、第二螺杆送料机；54、加热器；55、滚动组件；56、安装板；57、第二滚轮；58、微调机构；59、安装块；60、螺柱；61、限位孔；62、第二长板；63、吸气管道；64、吸气口；65、支架。

具体实施方式

以下结合附图1-15对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种塔式重力堆肥设备。

实施例1

参照图1，塔式重力堆肥设备包括架体27，架体27上设有两排发酵箱1，且每排发酵箱1内从上至下设有若干层发酵仓2。两排发酵箱1之间具有过道28，过道28内搭设若干层楼板29，相邻楼板29之间通过楼梯30连接。

参照图2，过道28中放置换热器51，换热器51连接两台一用一备的引风机50和两台一用一备的鼓风机49。

参照图3，鼓风机49的出风口通过管道连通换热器51内腔，换热器51内腔通过管道连接加热器54，加热器54的出气口再通过管道连通每层发酵仓2；引风机50的进气口通过管道连通每层发酵仓2，引风机50的出气口连通换热器51的换热管。

参照图3，引风机50抽吸发酵仓2中的带余热湿热废气进入换热器51内的换热管，鼓风机49将供氧空气吹入换热器51内腔中与换热管换热。与换热管接触后的供氧空气被初步加热后，经过加热器54进一步加热，再输送至每层发酵仓2中，使发酵仓2内的氧气含量和温度达到适宜污泥发酵的指标。从换热器51的换热管排出的被利用完余热的湿热废气，输送至除臭系统52中作除臭等环保处理，除臭系统52可以是喷淋塔。

参照图1，最顶层的发酵仓2正上方固定有一条第一螺杆送料机32，第一螺杆送料机32沿发酵仓2长度方向设置，第一螺杆送料机32的长度方向上等距地设有若干出料口。最顶层的发酵仓2长度方向的一端固定有一条第二螺杆送料机53，第二螺杆送料机53横跨两排发酵箱1。第二螺杆送料机53具有双向送料功能，即第一螺杆送料机32内具有同轴连接的两段螺旋杆，两段螺旋杆的螺旋方向相反，两段螺旋杆用于向相反方向传输发酵料。第二螺杆送料机53的两个出料口正下方分别是两条第一螺杆送料机32的进料口。发酵箱1外设有转斗式提升机47，转斗式提升机47的出料口正下方是第二螺杆送料机53的进料口。

参照图4，顶层的发酵仓2内还设有耙平机33，耙平机33用于耙平堆料的顶部。发酵仓2宽度方向的两侧均固定导轨34，导轨34沿发酵仓2的长度方向设置。耙平机33的顶板上固定第一电机35和第二电机36。

参照图4，第一电机35驱动连接第一旋转轴39，第一旋转轴39的两端设有滚轮41，滚轮41设于导轨34上。第二电机36驱动连接第二旋转轴40，第二旋转轴40上连接有转盘37和翻抛爪38。第一电机35驱动耙平机33沿导轨34移动时，第二电机36驱动翻抛爪38旋转翻抛堆料顶面的凸出部分，从而耙平堆料顶面。

参照图1，转斗式提升机47将发酵料提升并落至第二螺杆送料机53中，接着第二螺杆送料机53将发酵料分别输送至两排发酵箱1的第一螺杆送料机32中，然后第一螺杆送料机32将发酵料落至发酵仓2长度方向的多点处，最后耙平机33负责摊平所有落料点处的发酵料。

参照图5和图6，除顶层发酵仓2可以不设置翻料装置外，其余每层发酵仓2内均设有翻料装置。翻料装置包括电机42和转轴24，转轴24沿发酵仓2的长度方向设置，转轴24的侧壁固定若干长杆25，长杆25与转轴24垂直，长杆25的末端固定翻料板26。发酵时，转轴24和翻料板26埋入堆料内，电机42驱动转轴24旋转时，转轴24即可带动翻料板26旋转翻料，从而使堆料充分与氧气接触，使发酵效率提高。

参照图5和图6，每层发酵仓2的底部，均等距分布若干根直杆3，直杆3为尖角朝上的角钢。直杆3的长度方向即为发酵仓2的宽度方向，直杆3的两端固定于发酵仓2的结构筋43上。相邻两根直杆3围成无底的梯形槽5，梯形槽5连通相邻两层发酵仓2的空间，除未设置翻料板26的顶层发酵仓2外，其余发酵仓2的每个梯形槽5内均有翻料板26旋转翻料。发酵仓2长度方向的两端各固定一块斜板44，斜板44与相邻的直杆3也围出无底的梯形槽5，直杆3的尖角顶部低于斜板44顶部。

参照图7，每层发酵仓2的底部，直杆3的下方，均沿发酵仓2的长度方向分布若干根长方形的挡板4，挡板4的长度方向即为发酵仓2的宽度方向，挡板4的上表面与直杆3的底面齐平。相邻两块挡板4之间具有长方形的间隙6且通过连接杆7连接，通过驱动机构8沿发酵仓2的长度方向水平地拉所有挡板4同步平移，可以使挡板4贴着直杆3底部移动。发酵仓2内壁处水平的结构筋43上，开设有水平的导向槽19，挡板4的端部插于导向槽19内，导向槽19限制挡板4只能水平移动。

参照图7，所有挡板4同步平移时，一块挡板4可以移动至完全封住一个梯形槽5的槽底。所有挡板4同步平移时，也可以使两块挡板4之间的间隙6移动至与梯形槽5的槽底相通，且相邻两块挡板4能够移动至被相邻两根直杆3向下的正投影完全覆盖，从而使梯形槽5处的落料不受挡板4的阻挡。

参照图6，驱动机构8为固定于发酵仓2长度方向两端外壁上的油缸31，位于发酵仓2长度方向一端处的挡板4连接两根油缸31，位于发酵仓2长度方向另一端处的挡板4也连接两根油缸31。一处的两根油缸31拉所有挡板4向一个方向平移时用于漏料，另一处的两根油缸31拉所有挡板4向另一方向平移时用于封住梯形槽5的槽底。用两根油缸31向同一方向拉挡板4，具有拉动平稳的优点，而只用一根油缸31拉挡板4容易使挡板4扭转。

参照图8，每层发酵仓2内的发酵料中都均匀混合了若干直径4～5cm的球体状人工辅料块21，人工辅料块21由硅藻泥团22包裹加强纤维23制成，具有吸水性强、表面不析出水的优点。若干人工辅料块21与发酵料混合均匀后，可以使发酵料疏松不结块，从而使发酵仓2内各处的发酵料能够得到充分供氧。硅藻泥团是由硅藻、碳酸钙、氧化钙和植物纤维经高温高压反应得到的固态圆球，具有多孔结构和超强的吸附性，孔隙率约95%，吸附性比表面积相当的活性炭强数倍。

人工辅料块21还具有吸水性强的优点，压滤机压滤后得到的污泥一般含水80%左右，污泥与辅料（粉碎的秸秆和木屑等材料）混合均匀后得到的发酵料含水50%～55%，人工辅料块21吸水后使发酵料水分降低至最适合菌种发酵的程度，从而提高了发酵效率。人工辅料块21还能重复利用，从完成发酵的发酵料中筛出人工辅料块21，控干水分后继续使用，由于重复使用的人工辅料块21带菌，所以省去了种菌种的步骤，间接提高了发酵效率，也降低了发酵成本。

本申请实施例一种塔式重力堆肥设备的实施原理为：

转斗式提升机47将发酵料送入第一螺杆送料机32，第一螺杆送料机32将发酵料送入两排发酵箱1顶部，而后耙平机33将堆料耙平，然后油缸31拉挡板4使堆料落入第二层发酵仓2中发酵，发酵过程中利用翻料板26翻松堆料，发酵至一定程度时，油缸31拉挡板4使堆料落入第三层发酵仓2中，然后继续通过第一螺杆送料机32向顶层发酵仓2输送发酵料；最底层的发酵仓2下方连接料斗45（见图6）和送料机46（见图6）排出发酵成品，从发酵成品中筛出人工辅料块21，控干水分后，与待发酵的污泥、辅料（粉碎的秸秆和木屑等材料）混合均匀后输入发酵仓2顶部开始发酵。

发酵料从上层发酵仓2落于下层发酵仓2的过程：参照图9，梯形槽5正上方的发酵料（图9中虚线框A区域）先落至下一层发酵仓2中铺底，然后上一层发酵仓2中的顶层发酵料（图9中虚线框B区域）混合着直杆3正上方区域（图9中虚线框C区域）边缘的发酵料落至下一层发酵仓2中形成中层，最后直杆3正上方区域（图9中虚线框C区域）的发酵料落至下一层发酵仓2中形成顶层，实现了上、下层发酵仓2转移发酵料时充分混合发酵料。

每层发酵仓2中均设有供氧（通过上述鼓风机49实现）及通风结构（通过上述引风机50实现），并设有温度传感器、氧含量分析仪等传感器；发酵箱1外部有保温层，保证冬季寒冷地区系统正常运行；发酵产生的水气、臭气由通风设施负压导出（通过上述引风机50实现），在进入除臭系统52前，经过余温交换系统（即上述换热器51）加热新鲜空气，加速发酵进程，保证发酵过程的高温。

配合新型超高温菌，发酵仓2内最高发酵温度90℃以上，经发酵后杀灭了污泥中的杂草种子、病原菌和寄生虫卵等。污泥中的有机物转化成富含植物营养物的腐殖质，发酵后的污泥：耗氧率≤0.1（O₂%）/min，不会烧苗；污泥含水率≤35%，无臭味、吸附性好；对重金属有“钝化”、“固化”作用；对有机有害物质有一定的分解作用。经过发酵后的污泥除了作为有机肥外，因其蓬松多孔的特点还可以造粒后作为优秀的除臭吸附材料。

本申请实施例基于上述塔式重力堆肥设备还提出一种污泥高温好氧发酵工艺，具体如下：

第一步，将污泥经过脱水以后（60～80%含水率，不能使用石灰脱水工艺），运至污泥处置中心，倒入集泥料仓，通过螺旋输送至破碎机，将污泥破碎至2cm以下颗粒，破碎后由输送机输送至混料机；辅料（秸秆、稻壳、木屑、杂草等）经过破碎后，储存至辅料料仓，辅料根据处理泥量及含水率，控制添加量，输送至混料机；上一次未发酵完全的结块污泥被筛分下来后，再次返回至混料机；上一次发酵完成后被筛分下来的人工辅料块21，输送至混料机；生物菌种，添加入混料机。

第二步，用上一次的发酵成品料对混料机输出的物料接种发酵菌，物料：发酵成品料=1:3（重量比）。

第三步，利用转斗式提升机47、第二螺杆送料机53、第一螺杆送料机32输送物料至塔式重力堆肥设备的两个发酵箱1。

第四步，物料在整个发酵仓2中停留12天即完成一次发酵，平均在每层发酵仓2的停留时间为3天。

第五步，一次发酵完成后，将物料输送至筛分机，筛分后细料进入二次发酵料仓，筛下物（包含未发酵完全的结块污泥和人工辅料块21）返还至第一步骤中的混料机，二次发酵仓中发酵过程仍在继续，温度维持在40℃左右，待整个发酵过程结束后，成品料大部分由造粒机造粒后再包装出厂，小部分成品料返回第二步骤中接种发酵菌。

实施例2

参照图10，在实施例1的基础上，直杆3上沿自身长度方向连接有若干曝气器9。直杆3的下表面固定长板16和第二长板62，第二长板62位于长板16下方。第二长板62上表面与长板16下表面、直杆3下表面围成吸气管道63，吸气管道63的一端封闭，另一端接引风机50。长板16上表面与直杆3下表面围成供氧管道17，供氧管道17的一端封闭，另一端接鼓风机49。

参照图11，第二长板62上设有吸气口64，吸气口64位于发酵仓2顶部。无需另外铺设管道用于除臭、除湿的排气，也无需另外铺设管道作为供氧管，直接利用直杆3位于上层发酵仓2底部、下层发酵仓2顶部的特点，将直杆3内部的上层空间用作供氧管道17，将直杆3内部的下层空间用作吸气管道63，不仅减少了对发酵仓2内部空间的占用，而且降低了设备的制造成本。

曝气器9包括从下至上依次连接的连接管10、第一锥帽11及第二锥帽12。直杆3的尖角棱线上设有螺纹孔，连接管10竖直地螺接于螺纹孔内，第二锥帽12的尖端朝上，第二锥帽12竖直向下的正投影完全覆盖第一锥帽11。第二锥帽12的下表面与第一锥帽11的上表面围成环形气道13，第一锥帽11顶部开孔使连接管10与环形气道13接通，连接管10接供氧，氧气从连接管10进入环形气道13，然后散发到发酵料中。

实施例3

参照图12，与实施例1不同的是，直杆3包括上下两层尖角朝上的角钢。上层角钢的下表面与下层角钢的上表面围成出气道14，下层角钢的下表面固定设有长板16和第二长板62，第二长板62位于长板16下方。长板16上表面与下层角钢的下表面围成供氧管道17，供氧管道17的一端封闭，另一端接鼓风机49。第二长板62上表面与长板16下表面、下层角钢的下表面围成吸气管道63，吸气管道63的一端封闭，另一端接引风机50。第二长板62上沿自身长度方向设有一排吸气口64，吸气口64位于发酵仓2顶部。

无需另外铺设管道用于除臭、除湿的排气，也无需另外铺设管道作为供氧管，直接利用下层角钢位于上层发酵仓2底部、下层发酵仓2顶部的特点，将下层角钢内部的上层空间用作供氧管道17，将下层角钢内部的下层空间用作吸气管道63，不仅减少了对发酵仓2内部空间的占用，而且降低了设备的制造成本。

参照图12，下层角钢的尖角棱线上设有一排气孔15使供氧管道17与出气道14连通。供氧从供氧管道17通过气孔15进入出气道14，然后散发到发酵料中。由于上层角钢的遮盖作用，出气道14不易被堵，所以大大降低了设备的维护频率。

参照图12，下层角钢的上表面固定有螺母18，上层角钢上设有穿孔，穿孔内设有螺钉20，螺钉20与螺母18螺纹连接，螺钉20的螺帽压于上层角钢的上表面，该设计实现了上、下两层角钢的可拆卸连接，方便了维护。

实施例4

参照图13和图14，与实施例1不同的是，挡板4呈开口朝下的C型钢形状，挡板4两端均固定设有滚动组件55，滚动组件55被包于挡板4内。

参照图15，滚动组件55包括两块安装板56、两个滚轮48及一个第二滚轮57，其中两块安装板56互相平行。

参照图14，滚轮48和第二滚轮57始终与导向槽19内壁接触，滚轮48的轴线与挡板4的长轴平行地设于安装板56上。安装板56上设有微调机构58和安装块59，第二滚轮57的轴线呈竖直状设于安装块59上，微调机构58用于沿挡板4的长度方向微调第二滚轮57的位置。

参照图15，微调机构58包括螺柱60和限位孔61，限位孔61设于安装板56上，安装块59配合设于限位孔61内，安装板56上固定安装支架65，螺柱60螺接于安装板56上。螺柱60用于抵住安装块59，螺柱60的轴线与挡板4的长轴平行。

通过旋转螺柱60，调节螺柱60的位置，给安装块59让出空间，从而使安装块59上的第二滚轮57位置改变，实现了第二滚轮57与导向槽19内壁的始终接触，解决了搭建发酵箱1时因尺寸误差而导致第二滚轮57无法与导向槽19内壁接触的技术难题，提高了搭建效率，减少了搭建时间。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种塔式重力堆肥设备，包括发酵箱（1），发酵箱（1）内从上至下设有若干层发酵仓（2），其特征在于：每层发酵仓（2）底部均设有若干互相平行的直杆（3）和若干互相平行的挡板（4），挡板（4）位于直杆（3）下方，相邻直杆（3）围成无底的梯形槽（5），梯形槽（5）连通相邻两层发酵仓（2），相邻两块挡板（4）之间具有间隙（6）且通过连接杆（7）连接，还包括驱动所有挡板（4）同步地贴着直杆（3）底部移动的驱动机构（8），驱动机构（8）用于驱动挡板（4）移动至完全封住梯形槽（5）的槽底，或驱动相邻两块挡板（4）之间的间隙（6）移动至与梯形槽（5）的槽底相通，相邻两块挡板（4）能够移动至被相邻两根直杆（3）向下的正投影完全覆盖，所述直杆（3）为尖角朝上的角钢。

2.根据权利要求1所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述直杆（3）上沿自身长度方向连接有若干曝气器（9），曝气器（9）包括从下至上依次连接的连接管（10）、第一锥帽（11）、第二锥帽（12），连接管（10）与直杆（3）连接，第二锥帽（12）的尖端朝上，第二锥帽（12）竖直向下的正投影完全覆盖第一锥帽（11），第二锥帽（12）的下表面与第一锥帽（11）的上表面围成环形气道（13），连接管（10）与环形气道（13）接通，连接管（10）接供氧。

3.根据权利要求2所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述直杆（3）的下表面固定设有长板（16），长板（16）与直杆（3）围成供氧管道（17），供氧管道（17）的一端封闭，另一端接鼓风机（49）。

4.根据权利要求3所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述直杆（3）的下表面还固定设有第二长板（62），第二长板（62）位于长板（16）下方，长板（16）、第二长板（62）及直杆（3）围成吸气管道（63），吸气管道（63）的一端封闭，另一端接引风机（50），第二长板（62）上设有吸气口（64），吸气口（64）位于发酵仓（2）顶部。

5.根据权利要求1所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述直杆（3）包括上下两层尖角朝上的角钢，上层角钢的下表面与下层角钢的上表面围成出气道（14），下层角钢上设有气孔（15）通至出气道（14），气孔（15）用于接供氧。

6.根据权利要求5所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：下层角钢的下表面固定设有长板（16），长板（16）与下层角钢围成供氧管道（17），供氧管道（17）的一端封闭，另一端接鼓风机（49）。

7.根据权利要求6所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：下层角钢的下表面还固定设有第二长板（62），第二长板（62）位于长板（16）下方，长板（16）、第二长板（62）及下层角钢围成吸气管道（63），吸气管道（63）的一端封闭，另一端接引风机（50），第二长板（62）上设有吸气口（64），吸气口（64）位于发酵仓（2）顶部。

8.根据权利要求5所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：下层角钢的上表面固定有螺母（18），上层角钢上设有穿孔，穿孔内设有螺钉（20），螺钉（20）与螺母（18）螺纹连接，螺钉（20）的螺帽压于上层角钢的上表面。

9.根据权利要求1所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述发酵仓（2）内于直杆（3）上方设有转轴（24），转轴（24）沿垂直于直杆（3）的长度方向设置，转轴（24）上垂直固定有若干长杆（25），长杆（25）的末端固定有翻料板（26），翻料板（26）用于在梯形槽（5）内翻料。

10.根据权利要求1所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：还包括转斗式提升机（47）、第一螺杆送料机（32）及具有双向送料功能的第二螺杆送料机（53），第二螺杆送料机（53）的进料口位于转斗式提升机（47）的出料口正下方，第一螺杆送料机（32）位于顶层发酵仓（2）正上方且沿发酵仓（2）长度方向设置，第一螺杆送料机（32）的进料口位于第二螺杆送料机（53）的出料口正下方，第一螺杆送料机（32）的长度方向上等距地设有若干出料口，发酵仓（2）内设有能够沿发酵仓（2）长度方向移动的耙平机（33）。

11.根据权利要求1所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述发酵箱（1）的骨架上设有水平的导向槽（19），挡板（4）呈开口朝下的C型钢形状，挡板（4）内侧设有滚轮（48），滚轮（48）始终与导向槽（19）内壁接触。

12.根据权利要求11所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述挡板（4）两端均固定设有滚动组件（55），滚动组件（55）包括安装板（56）、滚轮（48）及第二滚轮（57），滚轮（48）的轴线与挡板（4）的长轴平行地设于安装板（56）上，安装板（56）上设有微调机构（58）和安装块（59），第二滚轮（57）的轴线呈竖直状设于安装块（59）上，微调机构（58）用于沿挡板（4）的长度方向微调第二滚轮（57）的位置。

13.根据权利要求12所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述微调机构（58）包括螺柱（60）和限位孔（61），限位孔（61）设于安装板（56）上，安装块（59）配合设于限位孔（61）内，螺柱（60）螺接于安装板（56）上，螺柱（60）用于抵住安装块（59），螺柱（60）的轴线与挡板（4）的长轴平行。

14.根据权利要求1所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：还包括换热器（51），换热器（51）连接鼓风机（49）和引风机（50），鼓风机（49）用于对发酵仓（2）供氧，引风机（50）用于对发酵仓（2）吸湿热废气，换热器（51）用于将供氧新鲜空气与湿热废气换热。

15.根据权利要求1～14任意一项所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：每层发酵仓（2）内均设有若干球状的人工辅料块（21），人工辅料块（21）包括硅藻泥团（22），硅藻泥团（22）内包裹加强纤维（23）。

16.根据权利要求15所述的一种塔式重力堆肥设备，其特征在于：所述硅藻泥团（22）的配方包括硅藻、碳酸钙、氧化钙和植物纤维。

17.一种基于权利要求15所述一种塔式重力堆肥设备的污泥高温好氧发酵工艺，其特征在于，步骤如下：

Step1.将60～80%含水率的污泥、破碎后的辅料、上一次未发酵完全的结块污泥、生物菌种、人工辅料块（21）输送至混料机，混料机输出物料；

Step2.用上一次的发酵成品料对物料接种发酵菌；

Step3.输送物料至塔式重力堆肥设备的发酵箱（1）；

Step4.物料在发酵箱（1）中停留12～15天，物料平均在每层发酵仓（2）停留时间2.5～3.5天，完成一次发酵；

Step5.一次发酵完成后，筛分物料，筛下人工辅料块（21）和未发酵完全的结块污泥返还至Step1中的混料机，细料进入二次发酵料仓进行二次发酵，二次发酵结束后大部分成品料制粒包装，小部分成品料返回Step2接种发酵菌。