CN112919945A - 一种有机废污高效堆肥化装置及其使用方法 - Google Patents

一种有机废污高效堆肥化装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机废污高效堆肥化装置及其使用方法，一种有机废污高效堆肥化装置，包括发酵仓，还包括设于所述发酵仓下方的陈化仓，所述发酵仓与陈化仓之间设有能打开或闭合的下料口。本发明解决了现有技术存在的臭气扩散严重、氮源损失严重的问题。

Description

一种有机废污高效堆肥化装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及有机物发酵生产技术领域，具体是一种有机废污高效堆肥化装置及其使用方法。
背景技术
堆肥化又称堆肥处理。指利用自然界广泛存在的微生物，有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。[1]堆肥是一种生产有机肥的过程，所含营养物质比较丰富，且肥效长而稳定，同时有利于促进土壤固粒结构的形成，能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力，而且与化肥混合使用又可弥补化肥所含养分单一，长期单一使用化肥使土壤板结，保水、保肥性能减退的缺陷。堆肥是利用各种有机废物(如农作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、有机生活垃圾、餐厨垃圾、污泥、人畜粪尿、酒糟、菌糠以及其它废弃物等)为主要原料，经堆制腐解而成的有机肥料。
《基于富氧和自由基强化的好氧低氮堆肥化方法及装置》(CN107500815A)公开了一种基于富氧和自由基强化的好氧低氮堆肥化方法及装置，在堆肥化过程中，将发酵原料设置在中空电极之间，通过中空电极外加电压的作用，产生微量自由基以促进堆肥化效果；同时通过中空电极向堆体鼓入空气，保证堆体处于充分好氧发酵状态，进而完成堆肥化；本发明方法和装置能提高堆肥化效率，强化堆肥化效果的同时还可降低重金属的毒性，实现有机物的资源化利用；但是，实施过程中存在臭气扩散严重、氮源损失严重的问题。同时，在其他发酵产业生产过程中，挥发气造成约33％～60％氮损失，存在着大量氨氮资源浪费，其中NH3是氮元素最主要的流失形式(约占总氮损失的98％)。而且现有堆肥处理技术中，普遍的设备只做到发酵阶段，发酵后自然陈化，陈化过程中产生的臭气外溢，并没有解决臭气扩散严重、氮源损失严重的问题。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种有机废污高效堆肥化装置及其使用方法，解决现有技术存在的臭气扩散严重、氮源损失严重的问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种有机废污高效堆肥化装置，包括发酵仓，还包括设于所述发酵仓下方的陈化仓，所述发酵仓与陈化仓之间设有能打开或闭合的下料口。
本技术方案中，使用时，待处理的有机废污及发酵用相关辅料从进料口进入发酵仓，经过一段时间发酵后，打开下料口，经发酵后的有机废污经下料口进入陈化仓进行陈化，陈化过程中产生的挥发性气体经由发酵仓下料口进入发酵仓，发酵仓对挥发性气体进行吸收，防止了臭气外溢，其中含氮的挥发性气体(例如氨气等)也被吸收，从而有效解决了臭气扩散严重、氮源损失严重的问题，而且一体化集成发酵、陈化功能，更加便于操作使用。
作为一种优选的技术方案，所述陈化仓和/或发酵仓内设有曝气装置。
曝气装置保证装置内充分均匀好氧环境，加快水分挥发，提高堆肥化效率。
作为一种优选的技术方案，所述曝气装置包括中空电极，所述中空电极上设有进气口和电极接头。
堆肥化设备内设置的中空电极，一方面在发酵和/或陈化过程中，对以堆料作为介质发生一系列电化学反应，生成自由基等活性物质，在电场强化作用下的微量自由基，可有效提高好氧发酵过程中的酶活性，促进微生物对有机废物和难降解有机物的降解；同时重金属通过电化学作用，转化为可溶态从发酵原料中迁出，带正电的重金属离子富集在中空电极的电极上，实现定向捕捉吸附，有利于去除重金属、加快抗生素的降解速率；电化学反应产生的微量自由基对于发酵后期的堆料还具有灭菌作用，也有利于利用电化学提高反应活性，有效减少堆肥产品中的有害物质，提高堆肥产品品质。
作为一种优选的技术方案，所述中空电极侧壁带有通孔。
这便于增大空气进入的速度，提高曝气效率，更进一步提高了堆肥化效率。
作为一种优选的技术方案，所述中空电极的电源的工作频率为50Hz，工作电压为0.1～36V。
这便于选择合适的电极及电源，有利于提高电极选用的广泛性。
作为一种优选的技术方案，所述中空电极为电极和阴电极组成的复合电极。
复合电极更有利于提高堆肥化效率，而且便于重金属、抗生素等进行分布式处理，使不同极性的物质在不同电极处附近被处理。
作为一种优选的技术方案，所述发酵仓排气口处覆盖有选择性膜，所述选择性膜通过水蒸气且阻挡臭气通过。
这有利于进一步降低氮损失、抑制臭气溢出，避免了臭气溢出产生形成渗滤液的问题。
作为一种优选的技术方案，所述选择性膜的孔径为0.1～10μm。
以上孔径可以起到更优地通过水蒸气且阻挡臭气通过。
作为一种优选的技术方案，所述选择性膜包括内部功能层、分别覆盖于内部功能层两面的支撑层，所述内部功能层为膨体聚四氟乙烯ePTFE膜、聚四氟乙烯PTFE膜、聚醚砜EPS膜中的任一种，所述支撑层为聚酰胺纤维材料、牛津纺制成的膜中的一种。
这样的结构有利于实现选择性膜的安装，更加紧密地贴合于发酵仓排气口处，进一步提高防止臭气溢出的效果；支撑层还对内部功能层起到防护作用，还可吸附挥发性的颗粒状固态杂志等，有利于提高选择性膜的寿命。
一种使用上述的有机废污高效堆肥化装置的使用方法，依次包括以下步骤：
a.让待处理的有机废污及发酵用相关辅料进入发酵仓；
b.经过发酵处理后，打开下料口，让经发酵后的有机废污经下料口进入陈化仓进行陈化。
本技术方案中，陈化过程中产生的挥发性气体经由发酵仓下料口进入发酵仓，发酵仓对挥发性气体进行吸收，防止了臭气外溢，其中含氮的挥发性气体(例如氨气等)也被吸收，从而有效解决了臭气扩散严重、氮源损失严重的问题，而且一体化集成发酵、陈化功能，更加便于操作使用。
本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本发明有效解决了臭气扩散严重、氮源损失严重的问题，而且一体化集成发酵、陈化功能，更加便于操作使用；
(2)本发明保证装置内充分均匀好氧环境，加快水分挥发，提高堆肥化效率；
(3)本发明可有效提高好氧发酵过程中的酶活性，促进微生物对有机废物和难降解有机物的降解；
(4)本发明对重金属实现定向捕捉吸附，有利于去除重金属、加快抗生素的降解速率；
(5)本发明还具有灭菌作用，也有利于利用电化学提高反应活性，有效减少堆肥产品中的有害物质，提高堆肥产品品质；
(6)本发明便于选择合适的电极及电源，有利于提高电极选用的广泛性；
(7)本发明有利于进一步降低氮损失、抑制臭气溢出，避免了臭气溢出产生形成渗滤液的问题；
(8)本发明支撑层还对内部功能层起到防护作用，还可吸附挥发性的颗粒状固态杂志等，有利于提高选择性膜的寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明所述的选择性膜的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：1、风管，2、阳极导线，3、阴极导线，4、风机，5、交流电源，6、选择性膜，7、发酵仓，8、进料口，9、钢板，10、下料口，11、陈化仓，12、穿孔电极对，13、出料口，14、支撑层，15、内部功能层。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至图2所示，一种有机废污高效堆肥化装置，包括发酵仓7，还包括设于所述发酵仓7下方的陈化仓11，所述发酵仓7与陈化仓11之间设有能打开或闭合的下料口10。
使用时，待处理的有机废污及发酵用相关辅料从进料口8进入发酵仓7，经过一段时间发酵后，打开下料口10，经发酵后的有机废污经下料口10进入陈化仓11进行陈化，陈化过程中产生的挥发性气体经由发酵仓7下料口10进入发酵仓7，发酵仓7对挥发性气体进行吸收，防止了臭气外溢，其中含氮的挥发性气体(例如氨气等)也被吸收，从而有效解决了臭气扩散严重、氮源损失严重的问题，而且一体化集成发酵、陈化功能，更加便于操作使用。以上处理过程完成后，打开出料口13排除得到处理后的有机废污。作为优选，发酵仓7、陈化仓11底部均选用钢板9，下料口10、出料口13设于钢板9上，方便加工。
有机废污和发酵仓7的发酵用相关辅料的具体配置可按如下方案设置：
有机废污和发酵用相关辅料的质量比为10:(1～4)，发酵用相关辅料为秸秆粉、稻壳粉、草炭、粉煤灰、鱼粉、肉骨粉、尿素、稻糠、麦麸、饼粕、蘑菇渣中的一种或多种的组合，发酵用相关辅料含水率为30％～80％。
作为一种优选的技术方案，所述陈化仓11和/或发酵仓7内设有曝气装置。
曝气装置保证装置内充分均匀好氧环境，加快水分挥发，提高堆肥化效率。
作为一种优选的技术方案，所述曝气装置包括中空电极12，所述中空电极12上设有进气口和电极接头。
堆肥化设备内设置的中空电极12，一方面在发酵和/或陈化过程中，对以堆料作为介质发生一系列电化学反应，生成自由基等活性物质，在电场强化作用下的微量自由基，可有效提高好氧发酵过程中的酶活性，促进微生物对有机废物和难降解有机物的降解；同时重金属通过电化学作用，转化为可溶态从发酵原料中迁出，带正电的重金属离子富集在中空电极12的电极上，实现定向捕捉吸附，有利于去除重金属、加快抗生素的降解速率；电化学反应产生的微量自由基对于发酵后期的堆料还具有灭菌作用，也有利于利用电化学提高反应活性，有效减少堆肥产品中的有害物质，提高堆肥产品品质。而且，本实施例中还采用了风管1、风机4进行曝气，进一步提高了堆肥化效率。中空电极12优选圆筒状，便于安装和制作。
作为一种优选的技术方案，所述中空电极12侧壁带有通孔。
这便于增大空气进入的速度，提高曝气效率，更进一步提高了堆肥化效率。
作为一种优选的技术方案，所述中空电极12的电源的工作频率为50Hz，工作电压为0.1～36V。
这便于选择合适的电极及电源，有利于提高电极选用的广泛性。
作为一种优选的技术方案，所述中空电极12为电极和阴电极组成的复合电极。
复合电极更有利于提高堆肥化效率，而且便于重金属、抗生素等进行分布式处理，使不同极性的物质在不同电极处附近被处理。本实施例中，风管1、阳极导线2、阴极导线3、交流电源5配合作用，以实现中空电极12的功能。
实施例2
如图1至图2所示，作为实施例1的进一步优化，本实施例包含了实施例1的全部技术特征，除此之外，本实施例还包括以下技术特征：
作为一种优选的技术方案，所述发酵仓7排气口处覆盖有选择性膜6，所述选择性膜6通过水蒸气且阻挡臭气通过。
这有利于进一步降低氮损失、抑制臭气溢出，避免了臭气溢出产生形成渗滤液的问题。
作为一种优选的技术方案，所述选择性膜6的孔径为0.1～10μm。
以上孔径可以起到更优地通过水蒸气且阻挡臭气通过。
作为一种优选的技术方案，所述选择性膜6包括内部功能层15、分别覆盖于内部功能层15两面的支撑层14，所述内部功能层15为膨体聚四氟乙烯ePTFE膜、聚四氟乙烯PTFE膜、聚醚砜EPS膜中的任一种，所述支撑层14为聚酰胺纤维材料、牛津纺制成的膜中的一种。
这样的结构有利于实现选择性膜6的安装，更加紧密地贴合于发酵仓7排气口处，进一步提高防止臭气溢出的效果；支撑层14还对内部功能层15起到防护作用，还可吸附挥发性的颗粒状固态杂志等，有利于提高选择性膜6的寿命。
实施例3
如图1至图2所示，本实施例提供一种使用上述的有机废污高效堆肥化装置的使用方法，依次包括以下步骤：
a.让待处理的有机废污及发酵用相关辅料进入发酵仓7；
b.经过发酵处理后，打开下料口10，让经发酵后的有机废污经下料口10进入陈化仓11进行陈化。
使用时，待处理的有机废污及发酵用相关辅料从进料口8进入发酵仓7，经过一段时间发酵后，打开下料口10，经发酵后的有机废污经下料口10进入陈化仓11进行陈化，陈化过程中产生的挥发性气体经由发酵仓7下料口10进入发酵仓7，发酵仓7对挥发性气体进行吸收，防止了臭气外溢，其中含氮的挥发性气体(例如氨气等)也被吸收，从而有效解决了臭气扩散严重、氮源损失严重的问题，而且一体化集成发酵、陈化功能，更加便于操作使用。以上处理过程完成后，打开出料口13排除得到处理后的有机废污。作为优选，发酵仓7、陈化仓11底部均选用钢板9，下料口10、出料口13设于钢板9上，方便加工。
有机废污和发酵仓7的发酵用相关辅料的具体配置可按如下方案设置：
有机废污和发酵用相关辅料的质量比为10:(1～4)，发酵用相关辅料为秸秆粉、稻壳粉、草炭、粉煤灰、鱼粉、肉骨粉、尿素、稻糠、麦麸、饼粕、蘑菇渣中的一种或多种的组合，发酵用相关辅料含水率为30％～80％。
如上所述，可较好的实现本发明。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有机废污高效堆肥化装置，包括发酵仓(7)，其特征在于，还包括设于所述发酵仓(7)下方的陈化仓(11)，所述发酵仓(7)与陈化仓(11)之间设有能打开或闭合的下料口(10)。
2.根据权利要求1所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述陈化仓(11)和/或发酵仓(7)内设有曝气装置。
3.根据权利要求2所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述曝气装置包括中空电极(12)，所述中空电极(12)上设有进气口和电极接头。
4.根据权利要求3所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述中空电极(12)侧壁带有通孔。
5.根据权利要求3所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述中空电极(12)的电源的工作频率为50Hz，工作电压为0.1～36V。
6.根据权利要求3所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述中空电极(12)为电极和阴电极组成的复合电极。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述发酵仓(7)排气口处覆盖有选择性膜(6)，所述选择性膜(6)通过水蒸气且阻挡臭气通过。
8.根据权利要求7所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述选择性膜(6)的孔径为0.1～10μm。
9.根据权利要求7所述的一种有机废污高效堆肥化装置，其特征在于，所述选择性膜(6)包括内部功能层(15)、分别覆盖于内部功能层(15)两面的支撑层(14)，所述内部功能层(15)为膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜、聚四氟乙烯(PTFE)膜、聚醚砜(EPS)膜中的任一种，所述支撑层(14)为聚酰胺纤维材料、牛津纺制成的膜中的一种。
10.一种权利要求1至9任一项所述的有机废污高效堆肥化装置的使用方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
a.让待处理的有机废污及发酵用相关辅料进入发酵仓(7)；
b.经过发酵处理后，打开下料口(10)，让经发酵后的有机废污经下料口(10)进入陈化仓(11)进行陈化。
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