CN118751663A - 一种湿垃圾好氧生物处理装置及湿法分布式处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿垃圾好氧生物处理装置，包括：粉碎模块，粉碎模块用于粉碎物料，粉碎模块连接分离模块，分离模块用于将粉碎后的物料进行油水分离，分离模块连接生物处理循环模块，生物处理循环模块用于对油水分离后的物料投放载体固化微生物，并将物料中混合了载体固化微生物的液体输送至粉碎模块中进行循环。该湿垃圾好氧生物处理装置，占地较小、耗能较少、转运费用低，且高浓度菌液可以通过回流进行循环使用，有效降低了湿垃圾的处理成本；油舱中的油脂与沉渣舱内的固体废弃可以进行回收再利用，湿垃圾中的有机物可以被载体固化微生物降解，不产生异味与污水，更加环保。

Description

一种湿垃圾好氧生物处理装置及湿法分布式处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种湿垃圾好氧生物处理装置及湿法分布式处理方法。

背景技术

垃圾的排放处理已经给人类的生活造成严重的影响，目前推行的垃圾分类办法主要是干垃圾、湿垃圾、可回收垃圾和危害垃圾四大类。其中，湿垃圾的处理难度较高且更容易造成环境污染。

湿垃圾中的厨余垃圾在进行处理时，一般采用两种方式，一种是定点回收，再经由城市垃圾处理系统进行处理，另一种是通过家用垃圾处理器进行粉碎后排入城市污水处理系统。但这两种处理方式的成本较高、效率较低且容易造成二次污染，因此提供一种成本低且更加环保的湿垃圾处理方案是本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种湿垃圾好氧生物处理装置及湿法分布式处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种湿垃圾好氧生物处理装置，包括：粉碎模块，所述粉碎模块用于粉碎物料，所述粉碎模块连接分离模块，所述分离模块用于将粉碎后的物料进行油水分离，所述分离模块连接生物处理循环模块，所述生物处理循环模块用于对油水分离后的物料投放载体固化微生物，并将物料中混合了所述载体固化微生物的液体输送至粉碎模块中进行循环。

作为上述技术方案的进一步描述：所述生物处理循环模块包括生物舱，所述生物舱内设置微生物发生器，所述载体固化微生物装填至所述微生物发生器内。

作为上述技术方案的进一步描述：所述载体固化微生物为通过固化技术休眠在载体颗粒内的复合微生物菌株，所述复合微生物菌株包括施氏假单胞菌、黄单胞菌、副球菌、微杆菌、假诺卡氏菌、恶臭假单胞菌、鞘氨醇杆菌、卡埃尼螯台球菌、巨大芽胞杆菌、高丽参土壤芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、腊样芽胞杆菌、阿氏芽胞杆菌及嗜麦芽寡养单胞菌。

作为上述技术方案的进一步描述：所述微生物发生器连接曝气风机，所述曝气风机通过对所述微生物发生器进行曝气，用以释放所述载体固化微生物。

作为上述技术方案的进一步描述：所述生物舱下方设置沉淀舱，所述沉淀舱与所述粉碎单元通过管路相连，所述管路上设置喷淋回流泵，所述喷淋回流泵用于向所述粉碎模块中输送混合了所述载体固化微生物的液体。

作为上述技术方案的进一步描述：所述生物处理循环模块连接排料模块，所述排料模块包括沉渣舱，所述沉渣舱一侧设置蒸发舱，所述沉渣舱内设置螺杆挤出机，所述螺杆挤出机用于将物料中的水分挤入所述蒸发舱。

作为上述技术方案的进一步描述：所述蒸发舱内设置加热器，所述加热器用于将水分蒸发。

一种湿垃圾湿法分布式处理方法，包括：

S1：将湿垃圾投放进粉碎单元，湿垃圾粉碎前被含有载体固化微生物的液体喷淋；

S2：粉碎后的湿垃圾进入分离单元中进行隔油处理；

S3：去除浮油的湿垃圾进入生物舱后，微生物发生器释放载体固化微生物，载体固化微生物分布在湿垃圾中并对有机物进行快速分解；

S4：分解后的湿垃圾在沉淀舱中进行沉淀，沉淀污水通过管路上的喷淋回流泵输送至粉碎单元，并随湿垃圾回流至生物舱；

S5：沉淀舱中的沉淀物进入沉渣舱内，通过挤压的方式进行干化，挤出的水分在蒸发舱中通过加热器进行蒸发。

作为上述技术方案的进一步描述：在步骤S3中，载体固化微生物的生产工艺是：将复合微生物菌株通过生物静电引力磁场的作用，使微生物粉剂和多孔结构的材料进行吸附固化。

作为上述技术方案的进一步描述：在步骤S4中，管路与生物舱之间设置一支管，生物舱通过支管向管路输送气流，使气体与沉淀污水混合。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明中，该湿垃圾好氧生物处理装置占地较小、耗能较少、转运费用低，且高浓度菌液可以通过回流进行循环使用，有效降低了湿垃圾的处理成本。

2、本发明中，油舱中的油脂与沉渣舱内的固体废弃可以进行回收再利用，湿垃圾中的有机物可以被载体固化微生物降解，不产生异味与污水，更加环保。

3、本发明中，载体固化微生物为通过固化技术休眠在载体颗粒内的复合微生物菌株，可以避免外界条件干扰导致菌剂活性不稳定而降低降解效率。

4、本发明中，复合微生物菌株在有水曝气好氧条件下，可以持续不断在水中释放，无需频繁投加复合微生物菌株即可实现湿垃圾中的复合微生物菌株浓度的提高。

5、本发明中，油水分离操作可以进一步降低油脂对菌剂活性的影响。

附图说明

图1为本发明提出的一种湿垃圾好氧生物处理装置的示意图；

图2为本发明提出的一种湿垃圾湿法分布式处理方法的流程图。

图例说明：

1、进料斗；2、粉碎机；3、料仓；4、油舱；5、生物舱；6、微生物发生器；7、曝气风机；8、沉淀舱；9、喷淋回流泵；10、沉渣舱；11、蒸发舱；12、加热器。

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做出创造性劳动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。

参照图1所示，本发明提供的一种实施例：一种湿垃圾好氧生物处理装置，包括：粉碎模块，粉碎模块用于粉碎物料，在本申请中，物料为湿垃圾。

具体的，粉碎模块包括粉碎机2，粉碎机2的进料口处设置一进料斗1，湿垃圾通过进料斗1进入粉碎机2，粉碎机2内设置螺旋刀片，螺旋刀片通过电机驱动，当湿垃圾进入粉碎机2后以螺旋式输送的方式向出料口处移动，螺旋刀片输送湿垃圾的同时将其进行粉碎，使大块状的湿垃圾形成粉末状。

进一步的，粉碎模块连接分离模块，分离模块用于将粉碎后的湿垃圾进行油水分离，分离模块包括料仓3和油舱4，油舱4设置于料仓3中，粉碎机2的出料口与料仓3相连通，使得被粉碎后的湿垃圾可以进入料仓3中，随着湿垃圾在料仓3中不断堆积和静置，油污逐渐汇聚并上浮至顶层，料仓3中设置刮油器，刮油器将浮油刮至油舱4内进行储存，进而将湿垃圾中的浮油与水分隔开，以实现油水分离。

在本发明中，分离模块连接生物处理循环模块，生物处理循环模块用于对油水分离后的湿垃圾投放载体固化微生物，并将湿垃圾中混合了载体固化微生物的液体输送至粉碎模块中进行循环。

具体的，生物处理循环模块包括生物舱5，生物舱5内设置微生物发生器6，载体固化微生物装填至微生物发生器6内，载体固化微生物为通过固化技术休眠在载体颗粒内的复合微生物菌株，复合微生物菌株包括施氏假单胞菌、黄单胞菌、副球菌、微杆菌、假诺卡氏菌、恶臭假单胞菌、鞘氨醇杆菌、卡埃尼螯台球菌、巨大芽胞杆菌、高丽参土壤芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、腊样芽胞杆菌、阿氏芽胞杆菌及嗜麦芽寡养单胞菌，该复合微生物菌株可以在有水好氧条件下更高效的降解湿垃圾中的有机成分且避免污泥产生，微生物发生器6的长度为30cm，直径为10cm，其装填的载体固化微生物每日能够降解不少于25公斤的厨余垃圾。

其中，微生物发生器6连接曝气风机7，曝气风机7通过对微生物发生器6进行曝气，用以释放载体固化微生物，载体固化微生物经曝气风机7释放后会分布在湿垃圾中，由于复合微生物菌株通过固化技术休眠在载体颗粒内，故在有水曝气好氧条件下，可以持续不断在水中释放，复合微生物菌株与湿垃圾充分接触氧化，使得湿垃圾中的有机物可以被复合微生物菌株降解，避免异味与污水产生。

进一步的，生物舱5与料仓3之间通过隔板分隔，隔板上设置启闭门，通过开启启闭门使得料仓3中的湿垃圾落入生物舱5内，生物舱5下方连通设置有沉淀舱8，生物舱5与沉淀舱8之间的隔板上设置启闭门，通过开启启闭门使得湿垃圾可以在沉淀舱8中进行沉淀，沉淀舱8与粉碎单元通过管路相连，具体而言，管路一端与沉淀舱8相连通，管路另一端与进料斗1相连通，管路中段设置一支管，支管与生物舱5相连通，管路上设置喷淋回流泵9，喷淋回流泵9用于向粉碎模块中输送混合了载体固化微生物的液体，即高浓度菌液。

在本申请中，生物处理循环模块连接排料模块，排料模块包括沉渣舱10，沉渣舱10一侧设置蒸发舱11，沉淀舱8与沉渣舱10之间的隔板上设置启闭门，通过开启启闭门使沉淀舱8内沉淀下的固体废弃落入沉渣舱10内，沉渣舱10与蒸发舱11之间的隔板为筛板，沉渣舱10内设置螺杆挤出机，通过螺杆挤出机的螺杆压力将湿垃圾中没有被分解的固体废弃向筛板挤压，将固体废弃中的水分挤入蒸发舱11，蒸发舱11内设置加热器12，加热器12用于将水分蒸发，蒸发后的水蒸气通过蒸发舱11设置的排气口向外界释放，使得整个装置无需向外界排水，沉渣舱10中被挤压后的固体废弃可以取出作为有机肥使用，更加环保。

发明人发现，对湿垃圾中的厨余垃圾进行处理时，定点回收后再经由城市垃圾处理系统进行处理的方式，会导致整个垃圾处理过程需要耗费大量的人力物力，还存在对周围环境造成二次污染的情况；而采用家用垃圾处理器将湿垃圾进行粉碎后排入城市污水处理系统的方式，其弊端也很明显，家用垃圾处理器在进行垃圾粉碎时，需要持续的自来水供应，以将粉碎垃圾冲入排水管道，整个过程会产生较多的水源浪费不够环保，且粉碎后的垃圾浆直接排入城市污水管道会大大增加城市污水处理系统的处理压力，提高了污水处理的成本。

而且，城市垃圾处理系统对湿垃圾处理的方式通常采用好氧处理，好氧堆肥作为一种常见的湿垃圾处理技术，好氧堆肥过程中需要对堆肥料进行通气和翻堆，以促进湿垃圾的充分接触氧气和微生物的降解作用，且需要保持堆肥料的湿度在50％RH～60％RH之间，此方式不仅耗时耗力、空间要求较大、湿垃圾转运费用较高，且堆肥过程中产生的异味收集处理成本高，需要消耗大量的能源。

在本申请中，该湿垃圾好氧生物处理装置可以直接安装在社区或楼栋间，占地较小，耗能较少，还能近距离的对湿垃圾进行处理，且整个装置仅采用喷淋回流泵9作为传动件对高浓度菌液进行回流输送，湿垃圾在各个舱室之间的转运通过重力传输，无需额外的动力装置，降低了湿垃圾转运费用，进而降低湿垃圾处理成本，且油舱4中的油脂与沉渣舱10内的固体废弃可以进行回收再利用，湿垃圾中的有机物可以被载体固化微生物降解，不产生异味与污水，更加环保。

现有的生物处理装置都需要定期投加生物菌剂，生物菌剂的存放、运输和温度均会影响生物菌剂的稳定性，容易造成生物好氧反应的不稳定性，尤其是含油含盐的厨余垃圾会对于微生物的活性和微生物的发酵都起到抑制作用。

在本发明中，载体固化微生物为通过固化技术休眠在载体颗粒内的复合微生物菌株，使得载体固化微生物在有水曝气条件下才会进行反应，避免外界条件干扰导致菌剂活性不稳定而降低降解效率，且复合微生物菌株在有水曝气好氧条件下，可以持续不断在水中释放，无需频繁投加复合微生物菌株即可实现湿垃圾中的复合微生物菌株浓度的提高，使其达到200亿CFU的浓度。

此外，生物舱5中的气体通过支管进入管路中，气流与高浓度菌液混合形成气液混合物，气液混合物被输送至进料斗1内对湿垃圾进行喷淋，使得菌剂可以重复使用，无需频繁向微生物发生器6中投加载体固化微生物。

可以理解的是，分离模块将湿垃圾中油水分离可以进一步降低油脂对菌剂活性的影响。

参照图1-图2所示，一种湿垃圾湿法分布式处理方法，包括：

S1：将湿垃圾投放进粉碎单元，湿垃圾粉碎前被含有载体固化微生物的液体喷淋。

具体的，湿垃圾通过进料斗1进入粉碎机2，在进料斗1中，湿垃圾被高浓度菌液喷洒，再通过粉碎机2进行粉碎。

S2：粉碎后的湿垃圾进入分离单元中进行隔油处理。

具体的，粉碎后的湿垃圾进入料仓3中，并不断堆积，静置后，油污逐渐汇聚并上浮至顶层，料仓3中设置的刮油器将浮油刮至油舱4内进行储存，进而将湿垃圾中的浮油与水分隔开，定期收集油舱4中隔出的油脂。

S3：去除浮油的湿垃圾进入生物舱5后，微生物发生器6释放载体固化微生物，载体固化微生物分布在湿垃圾中并对有机物进行快速分解。

具体的，料仓3中的湿垃圾落入生物舱5内，曝气风机7对微生物发生器6进行曝气，载体固化微生物经曝气风机7释放后会分布在湿垃圾中，复合微生物菌株在24小时曝气好氧条件下与湿垃圾充分接触氧化，使得湿垃圾中的有机物可以被复合微生物菌株降解，有机物最终被分解成水和二氧化碳。

其中，载体固化微生物的生产工艺是：将复合微生物菌株通过生物静电引力磁场的作用，使微生物粉剂(即复合微生物菌株)和多孔结构的材料(载体颗粒)进行吸附固化。

载体颗粒的成分包括重量比为9.5％钾钠长石、5％的膨润土、7.5％的高岭土、12.5％的造孔剂、55％的电厂粉煤灰、0.5％的氧化铁、2.5％的氧化锰、1.2％的氧化钛、3.8％的铁氧体和2.5％的氧化铝。

S4：分解后的湿垃圾在沉淀舱8中进行沉淀，沉淀污水通过管路上的喷淋回流泵9输送至粉碎单元，并随湿垃圾回流至生物舱5。

具体的，通过开启启闭门使得生物舱5内的湿垃圾可以在沉淀舱8中进行沉淀，沉淀后的上层液体为沉淀污水，沉淀污水中富含复合微生物菌株，喷淋回流泵9将高浓度菌液沿管路进行输送，管路与生物舱5之间设置一支管，生物舱5通过支管向管路输送气流，使气体与沉淀污水混合形成气液混合物，气液混合物随管路被输送至进料斗1内对湿垃圾进行喷淋，此时湿垃圾中90％的水分会回流至生物舱5，10％的水分存储在固体废弃中无法进行回流。

S5：沉淀舱8中的沉淀物进入沉渣舱10内，通过挤压的方式进行干化，挤出的水分在蒸发舱11中通过加热器12进行蒸发。

具体的，通过开启启闭门使沉淀舱8内沉淀下的固体废弃落入沉渣舱10内，沉渣舱10内的螺杆挤出机配合筛板，将湿垃圾中没有被分解的固体废弃进行挤出造粒，固体废弃中的水分被挤入蒸发舱11，蒸发舱11中的加热器12将水分蒸发，蒸发后的水蒸气通过蒸发舱11设置的排气口向外界释放，最后开启沉渣舱10的舱门将固体废弃取出作为有机肥进行二次利用。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本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施例所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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：包括：粉碎模块，所述粉碎模块用于粉碎物料；

所述粉碎模块连接分离模块，所述分离模块用于将粉碎后的物料进行油水分离；

所述分离模块连接生物处理循环模块，所述生物处理循环模块用于对油水分离后的物料投放载体固化微生物，并将物料中混合了所述载体固化微生物的液体输送至粉碎模块中进行循环。

2.根据权利要求1所述的一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：所述生物处理循环模块包括生物舱(5)，所述生物舱(5)内设置微生物发生器(6)，所述载体固化微生物装填至所述微生物发生器(6)内。

3.根据权利要求2所述的一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：所述载体固化微生物为通过固化技术休眠在载体颗粒内的复合微生物菌株，所述复合微生物菌株包括施氏假单胞菌、黄单胞菌、副球菌、微杆菌、假诺卡氏菌、恶臭假单胞菌、鞘氨醇杆菌、卡埃尼螯台球菌、巨大芽胞杆菌、高丽参土壤芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌、腊样芽胞杆菌、阿氏芽胞杆菌及嗜麦芽寡养单胞菌。

4.根据权利要求2所述的一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：所述微生物发生器(6)连接曝气风机(7)，所述曝气风机(7)通过对所述微生物发生器(6)进行曝气，用以释放所述载体固化微生物。

5.根据权利要求4所述的一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：所述生物舱(5)下方设置沉淀舱(8)，所述沉淀舱(8)与所述粉碎单元通过管路相连，所述管路上设置喷淋回流泵(9)，所述喷淋回流泵(9)用于向所述粉碎模块中输送混合了所述载体固化微生物的液体。

6.根据权利要求5所述的一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：所述生物处理循环模块连接排料模块，所述排料模块包括沉渣舱(10)，所述沉渣舱(10)一侧设置蒸发舱(11)，所述沉渣舱(10)内设置螺杆挤出机，所述螺杆挤出机用于将物料中的水分挤入所述蒸发舱(11)。

7.根据权利要求6所述的一种湿垃圾好氧生物处理装置，其特征在于：所述蒸发舱(11)内设置加热器(12)，所述加热器(12)用于将水分蒸发。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的湿垃圾好氧生物处理装置对湿垃圾进行湿法分布式处理方法，其特征在于：包括：

S1：将湿垃圾投放进粉碎单元，湿垃圾粉碎前被含有载体固化微生物的液体喷淋；

S2：粉碎后的湿垃圾进入分离单元中进行隔油处理；

S3：去除浮油的湿垃圾进入生物舱(5)后，微生物发生器(6)释放载体固化微生物，载体固化微生物分布在湿垃圾中并对有机物进行快速分解；

S4：分解后的湿垃圾在沉淀舱(8)中进行沉淀，沉淀污水通过管路上的喷淋回流泵(9)输送至粉碎单元，并随湿垃圾回流至生物舱(5)；

S5：沉淀舱(8)中的沉淀物进入沉渣舱(10)内，通过挤压的方式进行干化，挤出的水分在蒸发舱(11)中通过加热器(12)进行蒸发。

9.根据权利要求8所述的湿法分布式处理方法，其特征在于：在步骤S3中，载体固化微生物的生产工艺是：将复合微生物菌株通过生物静电引力磁场的作用，使微生物粉剂和多孔结构的材料进行吸附固化。

10.根据权利要求8所述的湿法分布式处理方法，其特征在于：在步骤S4中，管路与生物舱(5)之间设置一支管，生物舱(5)通过支管向管路输送气流，使气体与沉淀污水混合。