CN113912440A - 一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，包括以下步骤：（1）收集有机生活垃圾至有机生活垃圾室，将有机生活垃圾室中的有机生活垃圾粉碎至粒径为1‑2cm；收集秸秆、畜禽粪污至辅料室；装填发酵复合菌剂至发酵辅料室，装填生活污水至注水室；（2）将进料区中的各个物料均排入到任意一个堆置区中，并进行发酵，在堆满一个堆置区后，再将物料排入到下一个堆置区中；（3）在步骤（2）中，任意一个堆置区中的有机生活垃圾发酵完成后，均立即排出，并在排出完成后，继续填充满物料进行发酵；（4）在进行步骤（2）‑（3）的过程中，在进料区补充新的物料。本发明提高了堆肥产品的质量。

Description

一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，特别是涉及一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法。

背景技术

农村生活垃圾中含有大量的有机质、氮磷钾等营养物质，在运输过程中极易腐败，产生大量的渗滤液和臭气，污染沿途环境。通过高温好氧发酵，可实现农村生活有机垃圾无害化、减量化，同时生产出有机肥料，不仅减少环境污染，还可以通过有机肥利用实现土壤地力提升和农产品品质的提高，符合农业绿色生产发展方向，是实现农业种养循环的重要举措。

现有的堆肥技术主要有条垛式、槽式以及反应器式三种，其中反应器式是物料在部分或全部封闭的容器内，控制通风和水分条件，进行高温好氧发酵，使物料进行生物降解和转化，具有操作方便、处理效率高、占地面积小、适应范围广等优点。

但目前反应器式堆肥技术仍存在投资成本高、堆肥产品质量差、自动化程度低等问题，一定程度上限制了反应器式堆肥技术在农村生活有机垃圾处理方面的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高堆肥产品的质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，基于一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备，所述分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备包括好氧堆肥区和进料区，所述好氧堆肥区包括转动系统和发酵室；所述进料区设置在所述发酵室的正上方，所述进料区内设置有四个水平排列且相互隔绝的子区，四个所述子区分别为有机生活垃圾室、辅料室、发酵辅料室和注水室，四个所述子区的底端分别设置有出料管，所述出料管上设置有出料阀；所述转动系统包括转动轴、驱动电机和多个均竖直且沿所述转动轴的周向分布的第二隔板，所述发酵室内的腔体呈圆柱状，所述转动轴竖直设置在所述发酵室的中心，所述第二隔板一端与所述转动轴的侧壁固连、另一端与所述发酵室的侧壁接触，每相邻的两个所述第二隔板与所述发酵室的侧壁之间围成有一个堆置区，所述驱动电机能够驱动所述转动轴转动；

包括以下步骤：

（1）收集有机生活垃圾至所述有机生活垃圾室，将所述有机生活垃圾室中的有机生活垃圾粉碎至粒径小于3cm；收集秸秆、畜禽粪污至所述辅料室，并进行搅拌；装填发酵复合菌剂至所述发酵辅料室，装填生活污水至所述注水室，将所述注水室中的生活污水加热至25℃-30℃；

（2）将所述进料区中的各个物料均排入到任意一个堆置区中，并进行发酵，在堆满一个堆置区后，再将进料区中的物料排入到下一个堆置区中；且在任意一个所述堆置区中排入所述物料时，根据C/N比对不同物料的进料量进行调节，保证所述堆置区中的物料的C/N比为30:1~15:1；根据好氧堆肥区的水分和堆肥状态，控制发酵复合菌剂和生活污水的用量；

（3）在步骤（2）中，任意一个所述堆置区中的有机生活垃圾发酵完成后，均立即排出，并在排出完成后，继续填充满所述物料进行发酵；

（4）在进行步骤（2）-（3）的过程中，在所述有机生活垃圾室中补充新的有机生活垃圾，在所述注水室中不断补入新的生活污水，在所述辅料室中补充新的秸秆、畜禽，在所述发酵辅料室中补充新的发酵复合菌剂；

（5）将步骤（3）中排出的有机肥排入二次腐熟区进行熟化，然后在混配无机肥后制成成品肥。

优选的，在步骤（2）中，按照顺时针或逆时针的顺序对多个所述堆置区依次通入物料和发酵；在发酵过程中根据所述堆置区内的发酵程度以及C/N比变化情况对不同物料的进料量进行调节，实现各个物料的补充。

优选的，所述好氧堆肥区还包括加热保温系统，所述加热保温系统包括水管、循环泵和水加热装置，所述水管盘绕在所述发酵室的侧壁上，所述水管一端与所述循环泵的出水口连通，所述循环泵的进水口与所述水加热装置的出水口连通，所述水管的另一端与所述水加热装置的进水口连通；在发酵过程中，利用所述加热保温系统使得堆肥区中的温度环境为40℃-60℃。

优选的，所述好氧堆肥区还包括空气预热系统，所述空气预热系统包括曝气口、盘管和鼓风机，所述曝气口设置在所述发酵室底部且通向所述发酵室内部，所述曝气口通过所述盘管与所述鼓风机的出气口连通，所述盘管盘绕在所述发酵室的侧壁上，所述盘管中的空气能够与所述水管中的水进行热交换；在发酵过程中，利用所述空气预热系统使得进入所述堆肥区中的空气温度为35~45℃。

优选的，所述发酵室的侧壁上周向均布有多个测量单元，所述测量单元的数量与所述第二隔板的数量相等，所述测量单元包括温度传感器、水分含量传感器和含氧量传感器；所述温度传感器、所述水分含量传感器、所述含氧量传感器、所述驱动电机、所述鼓风机、所述循环泵及所述出料阀分别与控制器连接；在步骤（2）中根据每个堆置区的发酵状态控制调整每个堆置区的发酵时间、温度、湿度和含氧量。

优选的，所述有机生活垃圾室中设置有垃圾粉碎机，所述辅料室中设置有电动搅拌桨，所述垃圾粉碎机和所述电动搅拌桨分别与所述控制器连接；相邻的两个所述子区通过第一隔板相隔；所述出料阀为电磁阀；所述水加热装置为太阳能集热器。

优选的，多个所述温度传感器的高度相同，多个所述水分含量传感器的高度相同，多个所述含氧量传感器的高度相同，所述第二隔板对应所述温度传感器、所述水分含量传感器和所述含氧量传感器分别设置有缺口。

优选的，所述驱动电机设置在所述发酵室的下方，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述转动轴连接，所述转动轴通过密封轴承与所述发酵室的底板转动配合。

优选的，所述盘管与所述水管间隔分布，且所述盘管的侧壁与相邻的所述水管的侧壁相互接触。

优选的，所述发酵室的底部设置有进水口，所述发酵室的顶部设置有出水口。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法提高了堆肥产品的质量。本发明分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法中的分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备使用方便，能够方便得对有机生活垃圾进行处理，同时，根据传感器反馈数据控制堆置区转动以及各个电磁阀的开合，实现每个区域加料、加水、加发酵菌剂等的精准控制，转动系统的工作，有利于各个堆置区内物料的翻转混合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备的结构示意图；

图2为本发明中分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备的部分结构示意图；

图3为本发明分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法的流程图；

其中：100、分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备；1、发酵室；2、进料区；21、有机生活垃圾室；211、垃圾粉碎机；22、辅料室；221、电动搅拌桨；23、发酵辅料室；24、注水室；25、第一隔板；3、出料阀；4、鼓风机；5、转动轴；6、驱动电机；7、曝气口；8、进水口；9、出水口；10、第二隔板；11、堆置区。

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付出创造性劳动的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。

本发明的目的是提供一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高堆肥产品的质量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图3所示：本实施例提供了一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，基于一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备100；

一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备100包括好氧堆肥区和进料区2，好氧堆肥区包括加热保温系统、空气预热系统、转动系统和发酵室1。发酵室1的底部设置有进水口8，发酵室1的顶部还设置有出水口9。

其中，进料区2设置在发酵室1的正上方，进料区2内设置有四个水平排列且相互隔绝的子区，四个子区分别为有机生活垃圾室21、辅料室22、发酵辅料室23和注水室24，相邻的两个子区通过第一隔板25相隔。四个子区的底端分别设置有出料管，出料管上设置有出料阀3；每个出料阀3均为电磁阀。有机生活垃圾室21中设置有垃圾粉碎机211，辅料室22中设置有电动搅拌桨221，垃圾粉碎机211和电动搅拌桨221分别与控制器连接。

4个子区主要起到原料储存、预处理以及配比作用。有机生活垃圾区安装有有机生活垃圾粉碎机211，将有机生活垃圾倒入该区后启动粉碎机，将大块有机垃圾粉碎。辅料区主要放置秸秆、畜禽粪便等，根据生活垃圾的特性来定。并安装有搅拌桨，用于将该区域的粪污混合均匀。并根据C/N比进行有机生活垃圾、秸秆、畜禽粪污等农业废弃物的进料量调节，保证堆肥区域C/N比为30:1~15:1；根据好氧堆肥区的水分和堆肥状态，控制发酵菌剂和水的用量，一般初始发酵水分约60%-75%。

加热保温系统包括水管、循环泵和水加热装置，水管盘绕在发酵室1的外侧壁上，水管一端与循环泵的出水口9连通，循环泵的进水口8与水加热装置的出水口9连通，水管的另一端与水加热装置的进水口8连通；通过循环泵将热水泵入水管中进行循环，从而对发酵室1进行加热、保温。水加热装置为太阳能集热器，利用太阳能为循环水加热。加热保温系统成环状包裹好氧堆肥区，为好氧堆肥提供稳定热环境，在冬季或者环境温度较低时，维持其温度环境为40℃-60℃。

空气预热系统包括曝气口7、盘管和鼓风机4，曝气口7设置在发酵室1底部且通向发酵室1内部，曝气口7通过盘管与鼓风机4的出气口连通，盘管盘绕在发酵室1的外侧壁上，盘管中的空气能够与水管中的水进行热交换；具体的，盘管与水管间隔分布，且盘管的侧壁与相邻的水管的侧壁相互接触。当然也可以采用其它的布置形式，只要能够保证盘管中的空气能够与水管中的水充分进行热交换即可。空气预热系统程盘管状设置于循环水加热系统的外围，用于为空气预热，使得进入堆肥区的空气温度为35~45℃。

转动系统包括转动轴5、驱动电机6和六个第二隔板10，发酵室1呈圆柱状，发酵室1内的腔体亦呈圆柱状，转动轴5竖直设置在发酵室1的中心，六个第二隔板10均竖直且沿转动轴5的周向分布，第二隔板10一端与转动轴5的侧壁固连，驱动电机6能够驱动转动轴5转动；驱动电机6设置在发酵室1的下方，驱动电机6的输出轴通过联轴器与转动轴5连接，转动轴5通过密封轴承与发酵室1的底板转动配合。

发酵室1的侧壁上周向均布有六个测量单元，测量单元具体包括温度传感器、水分含量传感器和含氧量传感器；温度传感器、水分含量传感器、含氧量传感器、驱动电机6、鼓风机4、循环泵及出料阀3分别与控制器连接。控制器具体可以采用PLC可编程控制器。

多个温度传感器的高度相同，多个水分含量传感器的高度相同，多个含氧量传感器的高度相同，第二隔板10对应温度传感器、水分含量传感器和含氧量传感器分别设置有缺口。

任意相邻的两个第二隔板10之间形成一个堆置区11。利用电机驱动实现6个发酵堆置区11的空间转动，并且每个区域上方均安装温度传感器、水分含量传感器以及含氧量传感器等，根据传感器反馈数据控制堆置区11转动以及各个电磁阀的开合，实现每个区域加料、加水、加发酵菌剂等精准控制。空间转动时有利于6个发酵堆置区11内物料的翻转混合。

本实施例分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法包括以下步骤：

（1）预处理及存储，以农村居民的厨余垃圾为案例，每天收集居民的厨余垃圾至有机生活垃圾室21，并粉碎粒径为1-2cm；收集秸秆、畜禽粪污等至辅料室22，并搅拌20min；装填发酵复合菌剂至发酵辅料室23，装填生活污水至注水室24，将注水室24中的生活污水加热至25℃-30℃。

（2）将进料区2中的各个物料均排入到任意一个堆置区11中，并进行发酵，在堆满一个堆置区11后，再将进料区2中的物料排入到下一个堆置区11中；通过电机驱动使6个发酵堆置区11的空间逆时针或顺时针转动，来使不同堆置区11依次添加满物料；且在任意一个堆置区11中排入物料时，根据C/N比对不同物料的进料量进行调节，保证堆置区11中的物料的C/N比为30:1~15:1；根据好氧堆肥区的水分和堆肥状态，控制发酵复合菌剂和生活污水的用量；

在本实施例中，对有机生活垃圾进行批次发酵；利用6个堆置区11的精准调控独立空间，第一天堆满第一个堆置区11进行发酵，第二天堆满第二个堆置区11发酵，依此类推，在第六天堆满第六个发酵区，中间控制，每个发酵区控制发酵时间为6天，每天根据发酵状态实时调控发酵区的温度、湿度、含氧量等参数，实现精准调控，利用加热保温系统使得堆肥区中的温度环境为40℃-60℃；利用空气预热系统使得进入堆肥区中的空气温度为35~45℃。

在发酵过程中根据堆置区11内的发酵程度以及C/N比变化情况对不同物料的进料量进行调节，实现各个物料的补充。

（3）在第六天堆满第六个发酵区后，恰好第一个堆置区11中的发酵完成，开始排出第一个堆置区11的发酵产物，并在排出完成后，继续填充满新的物料进行发酵；并对其它完成发酵的堆置区11依次进行排料和新物料的添加，并依次进行发酵。

（4）随后，进入正常运行模式，即每天进入新鲜的有机生活垃圾和生活污水，并补充新的秸秆、畜禽和发酵复合菌剂；每天排出发酵后的发酵产物，发酵产物再集中转运至堆肥场进行二次加工处理。

（5）将步骤（3）中排出的有机肥排入二次腐熟区进行熟化，然后在混配无机肥后制成成品肥；

（6）重复进行步骤（1）～（5）完成一体式连续好氧堆肥过程。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于，基于一种分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备，所述分布式有机生活垃圾一体化堆肥设备包括好氧堆肥区和进料区，所述好氧堆肥区包括转动系统和发酵室；所述进料区设置在所述发酵室的正上方，所述进料区内设置有四个水平排列且相互隔绝的子区，四个所述子区分别为有机生活垃圾室、辅料室、发酵辅料室和注水室，四个所述子区的底端分别设置有出料管，所述出料管上设置有出料阀；所述转动系统包括转动轴、驱动电机和多个均竖直且沿所述转动轴的周向分布的第二隔板，所述发酵室内的腔体呈圆柱状，所述转动轴竖直设置在所述发酵室的中心，所述第二隔板一端与所述转动轴的侧壁固连、另一端与所述发酵室的侧壁接触，每相邻的两个所述第二隔板与所述发酵室的侧壁之间围成有一个堆置区，所述驱动电机能够驱动所述转动轴转动；

包括以下步骤：

（1）收集有机生活垃圾至所述有机生活垃圾室，将所述有机生活垃圾室中的有机生活垃圾粉碎至粒径小于3cm；收集秸秆、畜禽粪污至所述辅料室，并进行搅拌；装填发酵复合菌剂至所述发酵辅料室，装填生活污水至所述注水室，将所述注水室中的生活污水加热至25℃-30℃；

（2）将所述进料区中的各个物料均排入到任意一个堆置区中，并进行发酵，在堆满一个堆置区后，再将进料区中的物料排入到下一个堆置区中；且在任意一个所述堆置区中排入所述物料时，根据C/N比对不同物料的进料量进行调节，保证所述堆置区中的物料的C/N比为30:1~15:1；根据好氧堆肥区的水分和堆肥状态，控制发酵复合菌剂和生活污水的用量；

（3）在步骤（2）中，任意一个所述堆置区中的有机生活垃圾发酵完成后，均立即排出，并在排出完成后，继续填充满所述物料进行发酵；

（4）在进行步骤（2）-（3）的过程中，在所述有机生活垃圾室中补充新的有机生活垃圾，在所述注水室中不断补入新的生活污水，在所述辅料室中补充新的秸秆、畜禽，在所述发酵辅料室中补充新的发酵复合菌剂；

（5）将步骤（3）中排出的有机肥排入二次腐熟区进行熟化，然后在混配无机肥后制成成品肥。

2.根据权利要求1所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：在步骤（2）中，按照顺时针或逆时针的顺序对多个所述堆置区依次通入物料和发酵；在发酵过程中根据所述堆置区内的发酵程度以及C/N比变化情况对不同物料的进料量进行调节，实现各个物料的补充。

3.根据权利要求1所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述好氧堆肥区还包括加热保温系统，所述加热保温系统包括水管、循环泵和水加热装置，所述水管盘绕在所述发酵室的侧壁上，所述水管一端与所述循环泵的出水口连通，所述循环泵的进水口与所述水加热装置的出水口连通，所述水管的另一端与所述水加热装置的进水口连通；在发酵过程中，利用所述加热保温系统使得堆肥区中的温度环境为40℃-60℃。

4.根据权利要求3所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述好氧堆肥区还包括空气预热系统，所述空气预热系统包括曝气口、盘管和鼓风机，所述曝气口设置在所述发酵室底部且通向所述发酵室内部，所述曝气口通过所述盘管与所述鼓风机的出气口连通，所述盘管盘绕在所述发酵室的侧壁上，所述盘管中的空气能够与所述水管中的水进行热交换；在发酵过程中，利用所述空气预热系统使得进入所述堆肥区中的空气温度为35~45℃。

5.根据权利要求4所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述发酵室的侧壁上周向均布有多个测量单元，所述测量单元的数量与所述第二隔板的数量相等，所述测量单元包括温度传感器、水分含量传感器和含氧量传感器；所述温度传感器、所述水分含量传感器、所述含氧量传感器、所述驱动电机、所述鼓风机、所述循环泵及所述出料阀分别与控制器连接；在步骤（2）中根据每个堆置区的发酵状态控制调整每个堆置区的发酵时间、温度、湿度和含氧量。

6.根据权利要求5所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述有机生活垃圾室中设置有垃圾粉碎机，所述辅料室中设置有电动搅拌桨，所述垃圾粉碎机和所述电动搅拌桨分别与所述控制器连接；相邻的两个所述子区通过第一隔板相隔；所述出料阀为电磁阀；所述水加热装置为太阳能集热器。

7.根据权利要求5所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：多个所述温度传感器的高度相同，多个所述水分含量传感器的高度相同，多个所述含氧量传感器的高度相同，所述第二隔板对应所述温度传感器、所述水分含量传感器和所述含氧量传感器分别设置有缺口。

8.根据权利要求1所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述驱动电机设置在所述发酵室的下方，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述转动轴连接，所述转动轴通过密封轴承与所述发酵室的底板转动配合。

9.根据权利要求4所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述盘管与所述水管间隔分布，且所述盘管的侧壁与相邻的所述水管的侧壁相互接触。

10.根据权利要求1所述的分布式有机生活垃圾一体化堆肥方法，其特征在于：所述发酵室的底部设置有进水口，所述发酵室的顶部设置有出水口。

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