CN116475207A - 一种小型餐厨垃圾快速发酵装置及就地处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小型餐厨垃圾快速发酵装置及就地处理方法。该装置由发酵主体，进气系统、排气系统，温控系统和保温系统构成；主体部分为圆柱体结构，主体顶部安装法兰，通过扣具与顶盖连接，顶盖上有三个预留孔，分别连接高空排气管、抽气泵和温度传感器；主体底部设置多孔底板，保证空气自由进入。该装置适合各类餐厨厨余垃圾快速处理的小型高效好氧发酵新型装置，可对食堂、居民小区、自然村、旅游景区、示范园区等厨余垃圾的就地处理和资源化一次性完成，能够实现餐厨垃圾就地快速高效无害化处理，其应用简便，效果显著。

Description

一种小型餐厨垃圾快速发酵装置及就地处理方法

技术领域

本发明涉及一种小型餐厨垃圾快速发酵装置及餐厨垃圾就地资源化方法，特别涉及一种适用于食堂、小区、旅游景区、观光园区可生化降解垃圾的快速处理。

背景技术

目前，随着垃圾分类的实施，餐厨厨余垃圾作为生活垃圾中最重要的部分被分离出来，对其资源化利用成为当今环保热点之一。餐厨厨余垃圾主要指企事业机关食堂、住宅小区，旅游景区、观光园区等可生化降解的垃圾。

近年来，生活垃圾的处理主要由填埋转变到了焚烧方式，但对于分类后的餐厨厨余垃圾焚烧发电存在诸多问题。首先，餐厨厨余垃圾普遍存在含水量高，不易燃烧的问题。大多数垃圾焚烧发电厂将新鲜的厨余垃圾经过7天左右的厌氧水解去除大部分水后再进行焚烧发电，虽然解决了焚烧发电问题，但厌氧水解产生的大量垃圾渗滤液给后期无害化处理带来了新的困难。垃圾堆腐技术实施的前提是生活垃圾的分类技术。实施垃圾分类成为普遍采取的垃圾减量化的有效手段。近几年，在大中城市开展的垃圾分类处理工作，由于后续处理技术手段跟不上等原因，多地处于半停滞状态，从而没有根本上解决生活垃圾处理及消纳问题，环境污染形势依然严峻。因此建立一个行之有效、可资源化循环利用模式，真正实现垃圾的减量化、无害化、资源化是生活垃圾处理的可持续之路。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种对餐厨厨余垃圾快速高效处理的一体化生物发酵装置及就地处理方法，即适用于食堂、小区、旅游景区、观光园区可生化降解垃圾快速处理的装置及方法。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种小型餐厨垃圾快速发酵装置，其特征在于该装置由发酵主体，进气系统、排气系统，温控系统和保温系统构成；

所述发酵主体为圆柱体结构，圆柱体顶部安装法兰，通过扣具与顶盖连接，顶盖上设置三个预留孔，分别连接高空排气管、抽气泵和温度传感器；主体底部设置多孔底板，保证空气自由进入；

所述进气系统由多孔底板和底板支撑构成，多孔底板为ABS材料制成的多孔圆形板，圆孔均匀分布，孔径为6-8mm，孔间距为30mm；

底板支撑由圆柱体内壁固定支架和底板中心圆柱形支架共同构成，圆柱体内壁固定支架固定在圆柱体内壁下方，支撑底板不脱落，底板中心圆柱形支架设置在底板的底部中心区域，提高多孔底板承载能力；空气由底板多孔进入圆柱体内部，为发酵物料中的好氧微生物提供充足的氧气；

所述排气系统由高空排气管、电动阀门、抽气泵和PLC构成，其中高空排气管管径为65mm，高为1800mm；高空排气管上设有电动阀门；PLC控制器控制抽气泵启停和电动阀门的开合，抽气泵运行期间关闭电动阀门；发酵时产生的高温水汽由抽气泵排出，降低了发酵物料的温度和含水率，有利于物料腐熟；

所述温控系统为带探杆温度的传感器与PLC控制器相连，探杆可深入到物料内部，实时监测好氧发酵的物料温度，并将实时温度反馈给PLC控制器。

所述保温系统由发酵主体和顶盖外包裹的保温棉、发酵主体外侧与保温棉内侧缠绕的伴热带构成，伴热带与PLC控制器连接，保温棉减少了发酵时的热量流失，保证了发酵温度，提高了发酵效率。

本发明进一步公开了小型餐厨垃圾快速发酵装置的运行方法，它是先将主体顶盖打开，将调配好的餐厨垃圾经主体顶部投入，投入体积占圆形主体的3/4-4/5,将顶盖好，将扣具锁紧，启动PL，系统将自动工作，温度传感器的指数将逐渐上升，当达到最高温度后，发酵温度逐渐回落，当发酵温度降到40℃以下，发酵结束，打开扣具和顶盖，将腐熟好的物料取出，进行资源化利用。

本发明同时也公开了小型餐厨垃圾快速发酵装置运行方法在用于实现餐厨垃圾就地快速高效无害化处理方面的应用，实验结果显示：该装置能够快速高效就地处理餐厨垃圾，实现餐厨垃圾减量95%，资源化率100%。

本发明更加详细的描述如下：

本发明涉及的小型餐厨垃圾快速发酵装置，该装置由发酵主体，进气系统、排气系统，温控系统和保温系统构成；主体部分为圆柱体结构，主体顶部安装法兰，通过扣具与顶盖连接，顶盖上有三个预留孔，分别连接高空排气管、抽气泵和温度传感器；主体底部设置多孔底板，保证空气自由进入。该装置能够实现餐厨垃圾快速高效无害化处理，其应用简便，效果非常显著。

所述进气系统由多孔底板和底板支撑组成，多孔底板为ABS材料制成的多孔圆形板，圆孔均匀分布，孔径为6-8mm，孔间距为30mm；底板支撑由主体内壁固定支架和底板中心圆柱形支架共同构成，主体内壁固定支架固定在主体内壁下方，支撑底板不脱落，底板中心圆柱形支架提高多孔底板承载能力；空气由底板多孔进入圆柱体内部，为发酵物料中的好氧微生物提供充足的氧气。可以达到好氧快速分解餐厨垃圾中的有机物质的目的。

所述排气系统由高空排气管、电动阀门、抽气泵和PLC构成，高空排气管管径为65mm，高为1800mm；高空排气管上设有电动阀门；PLC控制抽气泵启停和电动阀门的开合，抽气泵运行期间关闭电动阀门；发酵时产生的高温水汽由抽气泵排出，降低了发酵物料的温度和含水率，有利于物料腐熟；

所述温控系统为带探杆温度传感器与PLC控制器相连，带探杆温度传感器可深入到物料内部，实时监测好氧发酵的物料温度，并将实时温度反馈给PLC控制器。

所述保温系统由发酵主体和顶盖外包裹的保温棉、发酵主体外侧与保温棉内侧缠绕的伴热带构成，伴热带与PLC控制器连接，保温棉减少了发酵时的热量流失，保证了发酵温度，提高了发酵效率。

本发明主要解决了餐厨垃圾就地快速无害化处理技术瓶颈，重点考察了餐厨垃圾就地快速无害化处理的可行性，主要的难点在于餐厨垃圾自身特性和就地无害化处理设备的合理性。

本发明公开的小型餐厨垃圾快速发酵装置及就地处理方法与现有技术相比所具有的有益效果是：该装置适合各类餐厨厨余垃圾快速处理的小型高效好氧发酵新型装置，可对食堂、居民小区、自然村、旅游景区、示范园区等厨余垃圾的就地处理和资源化一次性完成。本发明具有建设投资少、占地小、耗能低、运行稳定、操作简便、废液产量小等特点，便于大范围推广应用；且特别适用于机关企事业单位食堂、居民小区、旅游景区、观光园区等餐厨厨余垃圾无害化高效处理。该装置有效实现餐厨厨余垃圾就地高效无害化资源化功能，大大提高了餐厨垃圾处理效率。

总之，该装置结构简单，设计合理，小型化、一体化；其使用方便，应用广泛，特别适用于餐厨厨余垃圾高效资源化，应用效果非常显著。

附图说明

图1是本发明小型餐厨垃圾快速发酵装置整体结构侧视示意图；

图2是图1沿1-1向剖面示意图；

图3是图1沿2-2向剖面示意图；图中：

1发酵主体

1-1圆柱体，1-2法兰，1-3扣具，1-4顶盖，1-5温度传感器预留孔，1-6空排气管预留孔，1-7抽气泵预留孔，1-8多孔底板；

2进气系统

2-1多孔底板支撑固定支架，2-2多孔底板支撑中心圆柱形支架；

3排气系统

3-1高空排气管，3-2电动阀门，3-3抽气泵，3-4 PLC控制器；

4温控系统

4-1带探杆温度传感器

5保温系统

5-1保温棉，5-2伴热带。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1

如图1-3所示，一种适用于餐厨垃圾快速发酵的小型装置，该装置由发酵主体1，进气系统2、排气系统3，温控系统4和保温系统5构成；

所述发酵主体1为圆柱主体1-1结构，圆柱主体顶部安装法兰1-2，通过扣具1-3与顶盖1-4连接，顶盖上设有三个预留孔，分别为温度传感器预留孔1-5、空排气管预留孔1-6、抽气泵预留孔1-7，它们分别连接高空排气管3-1、抽气泵3-3和温度传感器4-1；主体底部设置多孔底板1-8，保证空气自由进入；

所述进气系统2包括：多孔底板1-8、多孔底板支撑固定支架2-1、多孔底板支撑中心圆柱形支架2-2，多孔底板为ABS材料制成的多孔圆形板，圆孔均匀分布，孔径为6-8mm，孔间距为30mm；多孔底板支撑固定支架2-1固定在圆柱主体内壁下方，支撑多孔底板不脱落，多孔底板支撑中心圆柱形支架2-2，设置在底板的底部中心区域，提高多孔底板承载能力；空气由底板多孔进入主体内部，为发酵物料中的好氧微生物提供充足的氧气；达到快速分解有机物的目的。

所述排气系统3由高空排气管3-1、电动阀门3-2、抽气泵3-3和PLC控制器3-4构成，其中高空排气管3-1管径为65mm，高为1800mm；高空排气管3-1上设有电动阀门3-2；PLC控制器3-4控制抽气泵3-3启停和电动阀门3-2的开合，抽气泵3-3运行期间关闭电动阀门3-2；发酵时产生的高温水汽由抽气泵3-3排出，降低了发酵物料的温度和含水率，有利于物料腐熟。

所述温控系统4为带探杆温度传感器4-1与和PLC控制器3-4相连，带探杆温度传感器可深入到物料内部，实时监测好氧发酵的物料温度，并将实时温度反馈给PLC控制器3-4。

所述保温系统5由圆柱主体1-1和顶盖1-4外包裹的保温棉5-1、圆柱主体1-1外侧与保温棉5-1内侧缠绕的伴热带5-2构成，伴热带5-2与PLC控制器 3-4连接，保温棉5-1减少了发酵时的热量流失，保证了发酵温度，提高了发酵效率。

实施例2

小型餐厨垃圾快速发酵装置的运行方法：先将主体顶盖1-4打开，将调配好的餐厨垃圾经主体顶部投入，投入体积占圆形主体1-1的3/4-4/5,将顶盖1-4盖好，将扣具1-3锁紧，启动PLC控制器 3-4，系统将自动工作，温度传感器的指数将逐渐上升，当达到最高温度后，发酵温度逐渐回落，当发酵温度降到40℃以下，发酵结束，打开扣具1-3和顶盖1-4，将腐熟好的物料取出，进行资源化利用。

该装置能够实现餐厨垃圾就地、快速、高效无害化处理；结构设计一体化、小型化，大大缓解了基建、设备投资和后期运行的成本，有效提高餐厨垃圾处理效率。该装置呈圆柱体，高径比为2:1～3:1。有效容积为发酵主体体积的3/4～4/5，发酵周期10-15天。

发酵后物料达到了有机肥原料的标准。该装置为一体式结构，整个装置根据实际情况既可采用碳钢防腐结构，也可采用玻璃钢或其它材质。

实施例3

下面以处理200L餐厨垃圾对该装置的需求为例，详细介绍该装置规格：

该装置容积300L，高、直径可设为：110cm和60cm；整体采用玻璃钢结构。本装置为全地上式，温度传感器探头设置深度为装置的中部，排气管位于顶盖中间，管径∮=65mm，长度1800mm；多孔底板孔径6mm，孔间距50mm；抽气泵18w，日工作时间2小时；顶盖与主体法兰间设置密封垫，防止发酵气体泄露；发酵主体底部，多孔底板下部设置进风通道；伴热带500w，温控启动（冬季发酵温度低于20℃启动加热，高于30℃停止加热；其他季节发酵温度低于25℃启动加热，高于30℃停止加热）；发酵主体外整体包裹聚氨酯高密度保温棉，保温棉厚度50mm。

该装置工作原理：

食堂、酒店等地餐厨垃圾收集后，先简单的沥干水份，再添加适量的锯末、秸秆、稻壳等辅料，一起投入到发酵装置中，将装置顶盖盖好，扣具锁紧，启动PLC控制器，系统将自动工作，新鲜的空气通过多孔底板底部源源不断的进入到发酵主体，好氧微生物大量繁殖，迅速分解有机物，发酵主体温度逐渐升高，最高可达75℃，有效的杀灭物料中的病原微生物，为其安全利用提供了保障，经过高温发酵后，物料温度逐渐降低到40℃以下，发酵结束，一般这一过程经历10-15天。

该反应装置采用一体式构造，大大降低了建造成本；同时，简化了预处理设备，降低和运行维护成本，提高了运行效率：

应用效果说明：

应用本发明装置，在酒店、食堂、住宅小区等地方可广泛应用。发酵过程中无渗滤液产生，发酵后物料减量40%，含水率不超过40%，方便运输，可作为有机肥原料。发酵后物料有机质含量47%，全氮2.86%，全磷1.18%，全钾K0.97%。该装置一体化设计，具有处理效率高，占地面积小，运行稳定等优点。

Claims (3)

1.一种小型餐厨垃圾快速发酵装置，其特征在于该装置由发酵主体，进气系统、排气系统，温控系统和保温系统构成；

所述发酵主体为圆柱体结构，圆柱体顶部安装法兰，通过扣具与顶盖连接，顶盖上设置三个预留孔，分别连接高空排气管、抽气泵和温度传感器，主体底部设置多孔底板，保证空气自由进入；

所述进气系统由多孔底板和底板支撑构成，多孔底板为ABS材料制成的多孔圆形板，圆孔均匀分布，孔径为6-8mm，孔间距为30mm；

底板支撑由圆柱体内壁固定支架和底板中心圆柱形支架共同构成，圆柱体内壁固定支架固定在圆柱体内壁下方，支撑底板不脱落，底板中心圆柱形支架设置在底板的底部中心区域，提高多孔底板承载能力；空气由底板多孔进入圆柱体内部，为发酵物料中的好氧微生物提供充足的氧气；

所述排气系统由高空排气管、电动阀门、抽气泵和PLC构成，其中高空排气管管径为65mm，高为1800mm；高空排气管上设有电动阀门；PLC控制抽气泵启停和电动阀门的开合，抽气泵运行期间关闭电动阀门，发酵时产生的高温水汽由抽气泵排出；

所述温控系统为带探杆温度传感器与PLC控制器相连，带探杆温度传感器深入到物料内部，实时监测好氧发酵的物料温度，并将实时温度反馈给PLC控制器；

所述保温系统由发酵主体和顶盖外包裹的保温棉、发酵主体外侧与保温棉内侧缠绕的伴热带构成，伴热带与PLC控制器连接。

2.权利要求1所述小型餐厨垃圾快速发酵装置的运行方法，其特征在于：先将主体顶盖打开，将调配好的餐厨垃圾经主体顶部投入，投入体积占圆形主体的3/4-4/5,将顶盖好，将扣具锁紧，启动PL，系统将自动工作，温度传感器的指数将逐渐上升，当达到最高温度后，发酵温度逐渐回落，当发酵温度降到40℃以下，发酵结束，打开扣具和顶盖，将腐熟好的物料取出，进行资源化利用。

3.权利要求2所述小型餐厨垃圾快速发酵装置运行方法在用于实现餐厨垃圾就地快速高效无害化处理方面的应用。