CN112611212B - 一种餐厨垃圾快速生物干化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种餐厨垃圾快速生物干化反应器，该反应器包括餐厨垃圾反应装置、微生物孵化装置、气体循环回路和液体循环回路。本发明通过设置螺旋形搅拌桨叶，使得物料搅拌更加充分；通过将搅拌桨叶设置为空心，且在搅拌轴和搅拌桨叶内壁设有加热板，增大了加热面积，加快了物料的干化过程和干化效率。且气体循环回路整合了进气、排气、热能回收、废气处理功能，同时结合渗滤液收集装置，实现了渗滤液的回喷功能；微生物孵化装置实现了自动化的微生物孵化，减少了人工添加微生物菌剂的工作。

Description

一种餐厨垃圾快速生物干化反应器

技术领域

本发明涉及有机废弃物处理领域，具体涉及一种餐厨垃圾快速生物干化反应器。

背景技术

有机废弃物处理的生物干化过程中，为了达到快速物料干化、水分散失的目的，通常采用生物干化反应器对其进行搅拌、曝气功能，使得物料快速干化。现有的反应器内部搅拌功能只是单一的水平搅拌或垂直搅拌，物料不能上下翻转或水平翻转，因此不能充分的实现物料的均匀搅拌。现有的加热大多是反应器底部硅胶加热板加热。加热面积有限，不能实现更快更好的加热物料。同时，现有的废气处理装置简单，废气通常是直接排放，或经废气处理后排入大气当中，废气当中的热量并没有得到回收利用。现有的餐厨垃圾处理过程中，菌剂的添加是直接人工在特定时间加入到物料中，这种方式一是浪费人工，二是添加过程是直接将菌剂从反应器进料口加入，不能很好的与物料混匀，不利于菌剂起到生物干化的作用。三是这种方式每次处理都要加入菌剂，具有一定的菌剂浪费。

发明内容

针对现有的生物干化反应器干化效率低、菌剂添加不均匀、浪费人力、物料加入不均匀等问题，本发明提出一种餐厨垃圾快速生物干化反应器，使得物料搅拌更充分、自动化程度高、干化效率高。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种餐厨垃圾快速生物干化反应器，该反应器包括：

餐厨垃圾反应装置，该反应器包括容器一以及容纳在容器一内的搅拌轴和搅拌桨叶，所述搅拌轴和搅拌桨叶均为空心结构，且搅拌轴和搅拌桨叶内部腔体相连通，搅拌桨叶上还开设有曝气孔；所述容器一顶部设置有喷淋装置和进料口，侧壁底部设置有出料口；

微生物孵化装置，该装置设置在餐厨垃圾反应器的上部，其包括容器二、容纳在容器二内部的菌剂搅拌桨叶以及设置在容器二底部的菌剂加热板；容器二底部和所述容器一顶部的喷淋装置连通，使得经搅拌和加热后菌剂能够进入容器一中；容器二顶部设置有菌剂添加口；

气体循环回路，其包括依次设置在一管道上的进气风机、废气利用阀门、废气冷凝装置、抽气风机，所述的进气风机设置在所述容器一的下部，所述气体循环回路与所述搅拌轴和搅拌桨叶的内部腔体相连通；所述抽气风机设置在所述容器一的顶部；

液体循环回路，其包括依次设置在另一管道上的渗滤液收集装置、渗滤液利用阀门、渗滤液抽取泵，所述渗滤液收集装置设置在所述容器一的下部且与所述容器一连通，所述液体循环回路的另一端与所述所述容器一的顶部连通；

所述气体循环回路上的废气冷凝装置通过冷凝渗滤液导管与液体循环回路连通。

进一步地，搅拌轴和搅拌桨叶的内壁设置有餐厨垃圾加热板。

进一步地，搅拌轴内部间隔设置有多个曝气阻隔阀门。

进一步地，所述容器一包括反应器外壳和反应器内胆，所述气体循环回路和液体循环回路设置在所述反应器外壳和反应器内胆之间。

进一步地，所述搅拌桨叶为螺旋形搅拌桨叶。

进一步地，所述容器一顶部还设置有红外测距传感器。

进一步地，所述餐厨垃圾反应装置的底部四角还设置有称重传感器。

本发明的有益效果如下：

本发明的餐厨垃圾快速生物干化反应器，促进了干化设备水分的散失效率，减少人工操作时间，同时促进微生物分解废弃物并产热，缩短了干化时间，提高干化效率。

附图说明

图1为本发明的生物干化反应器的结构示意图；

图2为本发明的搅拌桨叶3上的曝气孔301的示意图；

图中，容器一1、进料口101、喷淋装置102、反应器外壳103、反应器内胆104、出料口105、搅拌轴2、曝气阻隔阀门201、搅拌桨叶3、曝气孔301、红外测距传感器4、容器二5、微生物孵化内胆501、微生物孵化装置外壳502、菌剂添加口503、菌剂搅拌桨叶6、菌剂加热板7、进气风机8、废气利用阀门9、废气冷凝装置10、抽气风机11、渗滤液收集装置12、渗滤液利用阀门13、渗滤液抽取泵14、冷凝渗滤液导管15、称重传感器16。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的生物干化反应器包括餐厨垃圾反应装置、微生物孵化装置、气体循环回路和液体循环回路以及称重装置五部分。

餐厨垃圾反应装置包括容器一1、容纳在容器一1内的搅拌轴2和搅拌桨叶3。容器一1顶部开设有进料口101、喷淋装置102，侧壁开设有出料口105。作为其中一种实施方式，如图1所示，容器一1包括反应器外壳103和反应器内胆104。反应器内胆104顶部还设置有红外测距传感器4。

搅拌轴2为垂直搅拌轴，由电机驱动。搅拌桨叶3为螺旋形，在实现水平搅拌的同时，可以将物料从反应器内胆104底部提升至顶部，实现垂直方向上物料的搅拌。整个搅拌轴2上的搅拌桨叶3为连续性无中断结构，搅拌轴2、搅拌桨叶3为中空结构，且搅拌轴2和搅拌桨叶3内部腔体相连通，搅拌轴和搅拌桨叶内壁设有硅胶型餐厨垃圾加热板，加热板可以由中央控制器加热。搅拌桨叶3上还开设有曝气孔301，开口方向与搅拌旋转方向相反，具体如图2所示。搅拌轴2从底部向上，相隔一定距离设置有一个曝气阻隔阀门201，经中央控制器控制，可以根据反应器内胆104中的红外测距传感器4测量物料高度，从而开启那些在物料内部的曝气孔301，保证曝气直接进入物料之中防止曝气气体未经过物料就直接被抽气风机11带走。搅拌桨叶3在垂直高度上，相隔一定距离设有一排曝气孔301。

微生物孵化装置设置在餐厨垃圾反应器的上部，其包括容器二5、容纳在容器二5内部的菌剂搅拌桨叶6以及设置在容器二5底部的硅胶型的菌剂加热板7；容器二5底部和所述容器一1的喷淋装置102连通，使得经搅拌和加热后菌剂能够进入容器一1中；容器二5顶部设置有菌剂添加口503。菌剂搅拌桨叶6的驱动电机和菌剂加热板7均由中央控制器控制。通过上方菌剂添加口503添加微生物菌剂以及微生物孵化所需的营养液。通过喷淋装置102可以将微生物孵化后的菌液由反应器顶部的喷淋管道喷入反应器内胆104，并由搅拌桨叶3进行混匀。

作为其中一种实施方式，容器二5也包括微生物孵化内胆501和微生物孵化装置外壳502两部分。

气体循环回路和液体循环回路均设置在反应器外壳103和反应器内胆104之间。

气体循环回路包括依次设置在一循环管道上的进气风机8、废气利用阀门9、废气冷凝装置10、抽气风机11。进气风机8设置在反应器内胆104的下部，且进口其与反应器外部连通。气体循环回路与搅拌轴2和搅拌桨叶3的内部腔体相连通。抽气风机11设置在反应器内胆104的顶部。排气经过废气冷凝装置10后经过进入液体循环回路中。中央控制器通过控制废气利用阀门9，实现按照一定比例混合新鲜空气和废气，之后混合好后的气体通过气体循环回路、搅拌轴2、搅拌桨叶曝气孔301之后进入物料之中。

液体循环回路包括依次设置在另一循环管道上的渗滤液收集装置12、渗滤液利用阀门13、渗滤液抽取泵14。渗滤液收集装置12设置在反应器内胆104的下部且与反应器内胆104连通，同时接收来自废气冷凝装置10中形成的冷凝水。液体循环回路的另一端与反应器内胆104的顶部的喷淋装置102连通，可由中央控制器控制渗滤液利用阀门13来选择是否将渗滤液喷入反应器内胆104内部，增加物料的湿度同时减少营养物质的浪费。

气体循环回路上的废气冷凝装置10通过冷凝渗滤液导管15与液体循环回路连通。

本发明的餐厨垃圾反应器，在餐厨垃圾反应器底部的四个角还设置有称重传感器16，可实时获取整个反应器的重量信息，为生物干化效率的计算提供了方便的手段，避免了利用土壤湿度传感器测量堆肥物料湿度带来的误差。

本发明的生物干化反应器的工作原理如下：

(1)将餐厨垃圾干化过程中要用到的菌剂通过微生物孵化装置的菌剂添加口503加入，并加入适量的微生物营养液或清水。

2)启动反应器，反应器根据设置项，启动加热和搅拌程序，加速微生物的孵化，以备后续生物干化过程使用。

3)餐厨垃圾经过机器破碎、挤干脱水后，从反应器加料口101加入。称重传感器16获取整体重量数据。

4)根据中央控制器的设置，反应器开启加热，包括菌剂加热板7和搅拌桨叶3内壁上的加热板，加热到指定温度。与此同时，可根据中央控制器的设置，反应器自动的开启曝气功能。即气体循环回路将新鲜空气进行压缩后通过搅拌轴2、搅拌桨叶3、曝气孔301进入物料之中。

6)与此同时，可根据中央控制器的设置，机器自动的开启微生物接种功能。即中央控制器自动打开微生物孵化装置和喷淋装置102中间的阀门，喷淋装置102启动，经过短暂的搅拌将微生物菌剂搅拌均有，之后抽取微生物菌剂并通过喷嘴喷入反应器内胆104，实现微生物的接种。

7)餐厨垃圾在干化过程中，通过加热和搅拌，产生的废气经过气体循环回路干燥后，根据中央控制器设置，按照一定比例混合新鲜空气，并加热到指定温度，最后通过曝气装置进入反应器物料中。气体循环回路中干燥气体过程冷凝的渗滤液可以与渗滤液一同进入渗滤液收集装置12，同时也可以通过液体循环回路，利用喷淋装置102回喷至反应器内胆104内部。

8)当反应器内部物料达到一定的要求时，反应器停止运行，物料可从出料口去除。整个过程的重量数据利用称重传感器16记录下来，便于后期计算干化效率。

本发明的装置具有如下的创新点：

(1)本发明通过设置螺旋形搅拌桨叶，促进物料在水平和垂直方向上的搅拌，使得物料搅拌更加充分。

(2)本发明在搅拌桨叶设置为空心，且在其内壁有加热板，增大了加热面积。并且由于曝气的气体经过了搅拌轴内部、桨叶内部后是经过热空气加热后再进入物料，加快了物料的干化过程和干化效率。

(3)热能回收效率高，降低能耗，同时充分利用物料营养。气体循环回路整合了进气、排气、热能回收、废气处理功能，同时结合渗滤液收集装置，实现了渗滤液的回喷功能。

(4)微生物孵化装置实现了自动化的微生物孵化，减少了人工添加微生物菌剂的工作。同时结合渗滤液收集装置、喷淋装置等组成的液体循环回路，实现了微生物菌剂的自动添加和渗滤液回收利用。

(5)称重传感器可以获取整个反应器的重量信息，从而计算整个反应器的干化效率。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，该反应器包括：

餐厨垃圾反应装置，该反应器包括容器一以及容纳在容器一内的搅拌轴和搅拌桨叶，所述搅拌轴和搅拌桨叶均为空心结构，且搅拌轴和搅拌桨叶内部腔体相连通，搅拌桨叶上还开设有曝气孔；所述容器一顶部设置有喷淋装置和进料口，侧壁底部设置有出料口；

微生物孵化装置，该装置设置在餐厨垃圾反应器的上部，其包括容器二、容纳在容器二内部的菌剂搅拌桨叶以及设置在容器二底部的菌剂加热板；容器二底部和所述容器一顶部的喷淋装置连通，使得经搅拌和加热后菌剂能够进入容器一中；容器二顶部设置有菌剂添加口；

气体循环回路，其包括依次设置在一管道上的进气风机、废气利用阀门、废气冷凝装置、抽气风机，所述的进气风机设置在所述容器一的下部，所述气体循环回路与所述搅拌轴和搅拌桨叶的内部腔体相连通；所述抽气风机设置在所述容器一的顶部；

液体循环回路，其包括依次设置在另一管道上的渗滤液收集装置、渗滤液利用阀门、渗滤液抽取泵，所述渗滤液收集装置设置在所述容器一的下部且与所述容器一连通，所述液体循环回路的另一端与所述容器一的顶部连通；

所述气体循环回路上的废气冷凝装置通过冷凝渗滤液导管与液体循环回路连通。

2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，搅拌轴和搅拌桨叶的内壁设置有餐厨垃圾加热板。

3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，搅拌轴内部间隔设置有多个曝气阻隔阀门。

4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，所述容器一包括反应器外壳和反应器内胆，所述气体循环回路和液体循环回路设置在所述反应器外壳和反应器内胆之间。

5.根据权利要求1所述的餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，所述搅拌桨叶为螺旋形搅拌桨叶。

6.根据权利要求1所述的餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，所述容器一顶部还设置有红外测距传感器。

7.根据权利要求1所述的餐厨垃圾快速生物干化反应器，其特征在于，所述餐厨垃圾反应装置的底部四角还设置有称重传感器。

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