CN1427750A - 有机废物的处理方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以大量处理有机废物的方法及其装置、它可24小时连续处理并成本大幅度下降。本发明采用串排排列的，多台大致截头的倒圆锥形的处理槽3·3A·3B·3C；在各处理槽下部设置的马达17；贯通各处理槽上下部的轴支撑，由马达17驱动旋转的旋转轴19；装在旋转轴19的使好氧微生物和有机废物混合的搅拌叶片21，在上游处理槽3中投入大于收纳量的有机废物2，其部分有机废物2通过搅拌叶片21的离心力，从处理槽3的周壁上部流出口14流至位于其邻接的下游处理槽3A的顶部流入口。根据处理槽的台数反复进行此操作，把大量有机废物2连续进行好氧发酵的堆肥化处理。

Description

有机废物的处理方法及其装置
技术领域
本发明涉及用较短的时间有效地对剩饭以及生活垃圾等有机废物进行发酵处理的堆肥化的有机废物处理方法及其装置。
背景技术
在剩饭及生活垃圾等有机废物处理中，可以采用电动式生活垃圾处理装置进行处理的方法以及直接使用地下的方法等各种各样的方法，然而，其中之一的发酵处理方法是把有机废物转变成安全的肥料。
而且，在简单实施发酵处理的方法中，存在的问题是有机废物的腐烂以及虫蛆易于产生。特别是在实施发酵处理方法中，必须熟知好氧性微生物以及生活垃圾堆肥等的特点(例如，调整环境条件、产生的发酵热使温度上升的微生物原则、以及在槽内发酵处理时，在上部、中部及下部进行均匀发酵处理等)，仅机械操作熟练是不够的。因此，例如，不考虑好氧微生物的发酵温度而简单地从外部用加热装置进行加热等，将招致处理时间延长以及运行成本的上升，生产线难以工业化。
本发明鉴于上述情况，提供一种不招致有机废物的腐烂以及产生虫蛆、可以抑制、防止处理时间的延长及运行成本的上升、并且易于工业化的有机废物处理方法及其装置。
另外，本发明提供一种不限于发酵槽容量的大量连续处理系统，可进行大量的、24小时连续处理，而且设备、处理成本大幅度降低的有机废物处理方法及其装置。
发明的公开
在权利要求1所述的发明中，为了完成上述课题，采用串联排列的、存储添加有好氧微生物的有机废物的、大致截头的倒圆锥形的多个处理槽；在各处理槽上下的任一方设置的马达；至少是由处理槽内上下任一方支撑、用马达驱动旋转的旋转轴；安装在该旋转轴上使好氧微生物和有机废物进行混合的搅拌叶片。在使有机废物进行好氧发酵的堆肥化处理的有机废物处理方法中，在上游处理槽中投入大于容量的有机废物，其一部分有机废物在搅拌叶片的离心力作用下，从处理槽的周壁上部流出口流至相邻的位于下游的处理槽顶部的流入口，根据处理槽的台数，该操作反复进行，这是其特征。
在权利要求2所述的发明中，为了完成上述课题，采用多个存储添加有好氧微生物的有机废物处理槽，在使有机废物进行好氧处理的堆肥化处理时，多个处理槽串联排列，各处理槽的周壁上部的流出口与位于邻接的下游的处理槽的上部流出口连接，各处理槽形成大致截头的倒圆锥形，在其上下的任何一方设置马达，至少在各处理槽内的上下任何一方支撑用马达驱动旋转的旋转轴，在该旋转轴上安装使好氧微生物和有机废物混合的搅拌叶片，这是其特征。
还有，在各处理槽的内周壁上设置多个温度传感器，该温度传感器在垂直方向以一定间隔排列设置是优选的。
另外，在各处理槽的周壁上设置绝热材料，在设处理槽内有机废物略呈密闭状态的存储是优选的。
另外，在旋转轴上及/或搅拌叶片上安装用于好氧微生物和有机废物粉碎、混合的切削叶片。
这里，权利要求范围内的好氧性微生物，既可以是各种好氧性菌及丝状菌，也可以是放线菌。有机废物包括：剩饭、鱼头、猪骨、家畜粪便、锯末、瓦楞纸板、生活垃圾等全部有机废物。这些有机废物是难分解性，即使不是也行。多台处理槽，是2台以上，3台、5台或6台均可。另外，搅拌叶片以多个为主，但单个、多个未作限定。
按照权利要求1或2中所述的发明，由于使大体积有机废物不在单独的处理槽内投入排出，而是往互相连接的多个处理槽内连续投入或排出大体积有机废物，与使用1台处理槽的堆肥化处理相比，发酵效率提高。另外，大体积有机废物可从多个处理槽的上游向下游连续转移，所以，可不限于处理槽的体积而进行发酵处理。另外，由于连续进行发酵处理，所以，不必进行有机废物的投入、取出，同时，有机废物的发酵温度升高快，在进行同体积有机废物处理的场合，作业时间可以缩短。
按照权利要求3所述的发明，在各处理槽的内周壁设置多台温度传感器，把这多台温度传感器以一定间隔在处理槽的垂直方向排列，因此，可以掌握有机废物的上部、中部、下部或上部、下部等的温度分布，从而控制马达旋转。
按照权利要求4所述的发明，在各处理槽的周壁安装绝热材料，该处理槽以基本密闭状态存储有机废物，所以，可以防止、抑制有机废物分解所生成的热散发至处理槽的外部。因此，在热损失少的分解条件下，有机废物的发酵温度可以以几近直线状态上升。另外，所述基本密闭的存储状态，是指在保持压力的状态下，可在短时间内使发酵温度上升(也可根据条件，在低于90分钟上升至100℃)。
另外，按照权利要求5所述的发明，可直接或间接在旋转轴及/或搅拌叶片上安装使好氧微生物和有机废物进行粉碎、混合的单个或多个切削叶片，所以，可用较小的旋转阻力促进有机废物发酵。
附图的简单说明
图1为表示本发明涉及的有机废物处理方法及其装置的实例方案的说明图。
图2为表示本发明涉及的有机废物处理方法及其装置实例方案的断面说明图。
图3为表示本发明涉及的有机废物处理装置的另一实例方案中搅拌叶片的说明图，(a)图为倾斜的桨型搅拌叶片的说明图，(b)图为涡轮型搅拌叶片的说明图，(c)图为锚型搅拌叶片的说明图。
图4为表示本发明涉及的有机废物处理装置另一实例方案中切削叶片的说明图。
图5为表示本发明涉及的有机废物处理方法及其装置的实施例中的曲线图。
实施本发明的最佳方案
下面参照附图说明本发明优选实施方案，在本发明实施方案中，有机废物处理装置如图1及图2所示，将基本密闭存放预先添加有好氧性微生物1的有机废物2的多个处理槽3·3A·3B，以上游至下游排列，中型的各处理槽3·3A·3B·3C的周壁上部的流出口14，通过流通路4，与其下游的邻接的处理槽3A·3B·3C的顶部流出口9连接，在各处理槽3·3A·3B·3C的下部设置马达17，同时各处理槽3·3A·3B·3C内上下部，有贯通轴支撑马达17驱动旋转的旋转轴19，在该旋转轴19上设置使好氧微生物1和有机废物2混合的多个搅拌叶片21，使大体积的有机废物2连续进行好氧发酵的堆肥化处理。
好氧性微生物1是由需氧的各种好氧菌、丝状菌、放线菌等组成的。该好氧性微生物1的特征是，呼吸作用在生物学上的能量效率最好，比厌氧菌的增殖速度快，在自然界处于占优势的状态。
多台(本实例方案中为4台)处理装置3·3A·3B·3C，如图1所示，呈阶梯状在架台5上排成一列，并且，以串联连续设置。通过这样设置，多台处理槽3·3A·3B·3C是，最上游的处理槽3位于最高处，下游的处理槽3A·3B依次位于低处，最下游的处理槽3C位于最低处。
各处理槽3·3A·3B·3C如图2所示，例如，可用铝、铝合金、钢等制成高100cm以下的空心稍截头的倒置圆锥台形。该各处理槽3·3A·3B·3C具有：位于上方的圆筒形扩径部6和在该扩径部6的下方，是整体的、连续的稍截头的倒置圆锥台形的缩径部7，扩径部6的功能是可以存放的量比缩径部7可混合的有机废物2的量多。对涉及这一点加以说明，生活垃圾等有机废物2通过粉碎混合，体积减少，当进行发酵处理时，体积进一步减少，这是其特征。这样，各处理槽3·3A·3B·3C在缩径部7，把该部位有机废物2和扩径部6的有机废物2在搅拌时进行混合，形成螺旋状，在体积减少的同时，扩径部6形成的空间可以保证有机废物2与空气的接触。
各处理槽3·3A·3B·3C，在其平坦的上部中央突出形成旋转轴19用的轴支撑部8，在该轴支撑部8内有轴承，位于顶部中心偏向外方向的地方，设置有机废物2用的流入口9、观看内部用的视窗10、安放温度计用的孔11、图中未示出的照明孔、控制孔12、以及使处理槽3·3A·3B·3C内的二氧化碳气及水蒸汽排至外部的排气导管13。控制板12对马达17进行控制。在各处理槽3·3A·3B·3C的外周壁的上部横向穿孔的流出口14，用盖调整该口的开闭度，从该流出口14使堆肥排出外部至下游。例如，在把60kg有机废物2投入处理槽3·3A·3B·3C时，该流出口14，在离各处理槽3·3A·3B·3C的周壁顶部20cm的范围形成。
在各处理槽3·3A·3B·3C的内周壁上设置由热敏电阻构成的多个温度传感器，同时，该多个温度传感器15在处理槽3·3A·3B·3C的上下方向(垂直方向)以一定间隔排列设置，该多个温度传感器15的功能是输出检出信号到控制面板12。另外，在各处理槽3·3A·3B·3C的外周壁上整体被覆由石棉及玻璃毛等构成的绝热材料16，该绝热材料16可有效抑制、防止从各处理槽3·3A·3B·3C的发酵热转向外部。
马达17由便宜的、通用AC马达及DC马达构成，安装在架台5上，例如，以110/分左右的转速旋转，使有机废物2充分混合。减速机18连接在该马达17上，该减速机18的输出轴位于处理槽3·3A·3B·3C的下部中央。另外，旋转轴19的上端部由轴支承部8的轴承支撑，下端部由处理槽3·3A·3B·3C下部轴承支承，同时，通过接头20贯通连接减速机18输出轴及密封装置。在该旋转轴19上以处理槽3·3A·3B·3C的径向，通过夹具以放射状安装、支承多个金属搅拌叶片21，该金属制的各搅拌叶片21使好氧微生物1和有机废物2进行混合。
在上述结构中，在处理剩饭及生活垃圾等有机废物2时，首先，把全部处理槽3·3A·3B·3C倒空，往生活垃圾等有机废物2中添加好氧微生物1，把大量有机废物2连续投入最上游的处理槽3的流入口9。有机废物2的投入量，因为量多可以促进发酵处理的进行，所以，优选达到可能的限量以上的量。在有机废物2为鱼头、猪骨混合的场合，预先用破碎机(例如，颚式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机等)破碎处理至适当大小即可。
另外，在有机废物2的含水率达到66％以上的场合，要进行脱水及干燥处理，使有机废物2的含水率调整至45％～65％以下(含湿量标准)，以使好氧微生物1易于活化，同时，可以抑制、防止恶臭的发生。另外，好氧微生物1的添加，在这种处理前后均可进行。在添加该好氧微生物1时，混合枯叶及枯草等碳源，以抑制氮的挥发，还可以确保碳和氮的平衡。
在最上游的处理槽3内，在保持压力的状态下，投入高于该槽容量上的有机废物2后，启动马达17，以110/分左右的转速使旋转轴19连续旋转，通过搅拌叶片21使有机废物2和好氧微生物1充分搅拌混合，调整有机废物2的性质，同时，为使有机废物2细粒化，调整微生物2的分解条件，在规定的一定温度下，使有机废物2进行发酵处理。这时，在高温下，有机废物2自身发热，所以，要用多个温度传感器15不断监测发酵温度的上升期、恒温期、下降期等的变迁，在要求有机废物2的发酵温度上升，并用短时间进行处理时，提高马达17的转速，换言之，用手动或自动控制以提高旋转轴19的转速。反之，从经济性及成本等观点考虑，在想要降低有机废物2的发酵温度时，降低马达17的转速，换言之，可用手动或自动控制以降低旋转轴19的转速。
另外，当往最上游处理槽3中连续投入高于收纳量的有机废物2时，其溢出部分的有机废物2通过势能和搅拌叶片21的水平方向的离心力，而从处理槽3的流出口14流至相邻的位于下游的处理槽3A上部的流入口9。根据处理槽3·3A·3B·3C的台数，依次反复进行此操作，连续排放至最下游的处理槽3C。有机废物又通过该多台处理槽3·3A·3B·3C之间连续转移时，微生物量增加，同时，发酵温度缓慢提高(例如，20℃、40℃、65℃、以及90℃)，完成一次发酵。
然而，有机废物2进行好氧发酵的堆肥化处理，得到处理过的有机肥料，优选把用该箭头表示的有机肥料从各处理槽3·3A·3B·3C排至外部。然后，如把有机肥料施入田地等，肥料成分供给作物，可使土壤中微生物活化。根据需要，上述作业可反复进行。
按照上述结构，可以24小时连续投入、连续排出大量有机废物2，与一次性堆肥化处理相比，发酵效率可大幅度提高。另外，从多个处理槽3·3A·3B·3C的上游向下游，连续转移大量有机废物2，所以，可不限于处理槽容量而进行发酵处理。另外，即使一个处理槽发生故障，可回避发生故障的处理槽而连续使大量的有机废物2转移，从而可以防止整个体系停止运行。另外，因为是连续发酵处理，不必逐次进行有机废物2的投入、取出，同时，有机废物2的发酵温度升高也加快，在进行同样量处理时，可以期望作业时间大幅度下降。另外，从第2次起，因为还可以利用处理槽3·3A·3B·3C具有的热能，所以，由于有机废物的投入而造成的温度下降实际上很少。
另外，有机废物2是不用加热装置从外部进行加热，而采用简单的结构使有机废物2本身发热，有机废物2的发酵温度可通过马达17的转速进行控制，从而可以大幅抑制、防止处理时间的延缓以及运行成本的上升。另外，由于结构简单，可以使生产线的工业化。另外，由于有机废物2在高温时自身发热，从而可极容易得到处理后臭味浓度低的有机肥料。即，在有机废物2通过自身发热得到高温的条件下，与从外部加热而得到高温的情况不同，有机废物2的固体成分减少和水分减少进行良好的平衡，所以，可以达到不影响微生物分解条件的原有高温。结果是，有机废物2中所含的易分解成分中，由于失去了挥发成分，从而，可极容易得到处理后臭味浓度低的有机肥料。因此，使用有机肥料改良土壤，形成生产力高的农业，在抑制、防止农药污染的同时，提高农业的自给率，并且，促进由植物引起的地球温热气体的同化。
还有，在上述实施方案中，大体积的有机废物2连续投入至最上游处理槽3的流入口9，对此没有任何限定，把大体积有机废物2连续投入各处理槽3·3A·3B·3C的流入口9也可。另外，处理槽3·3A·3B·3C以对垂直方向倾斜20～50°左右的状态支撑、设置在5个架台，以减轻搅拌叶片21等的负担。另外，马达17及减速机18等也可以位于处理槽3·3A·3B·3C的顶部中央。另外，如图3(a)、(b)、(c)所示，搅拌叶片21的个数及形状，可以适当变更。还有，如图4所示，设置在旋转轴19及/或搅拌叶片21上的用于好氧性微生物1和有机废物2进行粉碎、混合的单个或多个切削叶片22，由此也可以削减或省略粉碎装置。
下面说明本发明涉及的有机废物处理方法及其装置的实施方案
如图1所示，4台处理槽3·3A·3B、·3C从上游向下游串联排列，各处理槽3·3A·3B的周壁上部的流出口14和位于其下游的相邻处理槽3A·3B·3C的顶部流入口9用流通路4连结，在各处理槽3·3A·3B·3C的下部设置马达17，同时，驱动马达17旋转的旋转轴19贯通各处理槽3·3A·3B·3C内的上下部，在该旋转轴19上安装多个使好氧微生物1和有机废物2进行混合的多个搅拌叶片21。使用该有机废物处理装置，可把大量的有机废物2连续进行好氧发酵的堆肥化处理，有机废物2的发酵的温度变化示于图5。
在进行处理时，使发酵温度设定在80℃、经过5分钟或以上的状况作为处理终止时的标准。结果平均处理时间的缩短
花4小时30分钟处理4次，每次平均67分钟，平均处理时间缩短。最低温度上升
已经判明，从第二次处理开始，由于处理装置具有热量，有机废物2的投入不会造成温度下降。最高温度上升
温度上升优良，可使达到90℃的时间缩短。根据图5的研究
因为连续发酵处理，不必进行取出、投入，在进行同样量处理时，时间缩短。另外，发酵温度也不必要在85℃或以上，根据计算，60+40+50+30＝180分，分成4次，1次可缩短至45分。
工业上利用的可能性
因此，按照权利要求1或2中所述的发明，其效果是，不招致有机废物的腐烂及产生虫蛆等，可以抑制、防止处理时间的延长以及运行成本的上升。另外，结构简单，易于工业化。
并且，可以大量、连续24小时处理，另外，可大幅度减少设备和处理成本。

Claims (5)

1.一种有机废物处理方法，该法是把有机废物进行好氧发酵的堆肥化处理的有机废物处理方法，其特征是，采用串联排列的，多台具有添加好氧微生物的有机废物的大致截头的倒圆锥形的处理槽；在各处理槽的上下任何一方设置的马达；至少由各处理槽的上下任何一方支撑并由马达驱动旋转的旋转轴；安装在该旋转轴上、使好氧微生物和有机废物混合的搅拌叶片，
往上游处理槽内投入大于收容量的有机废物，其部分有机废物在搅拌叶片的离心力作用下，从处理槽周壁的上部流出口流至与位于邻接的下游的处理槽顶部的流入口，根据处理槽的台数反复进行此操作。
2.一种有机废物处理装置，其特征是，采用多台收纳添加了好氧微生物的有机废物的处理槽，使有机废物好氧发酵的堆肥化处理的有机废物处理装置，
多台处理槽串联排列，把各处理槽的周壁上部流出口和位于其邻接的下游的处理槽顶部流入口连接，
各处理槽形成大致为截头的倒圆锥形，在其上下任何一方设置马达，至少在各处理槽内的上下任何一方支撑由马达驱动旋转的旋转轴，在该旋转轴上安装使好氧微生物和有机废物混合的搅拌叶片。
3.权利要求2中所述的有机废物处理装置，其中，在各处理槽的内周壁上设置多个温度传感器，该多个温度传感器在垂直方向以一定间隔排列。
4.权利要求2或3中所述的有机废物处理装置，其中，在各处理槽周壁安装绝热材料，使该处理槽以基本密闭的状态收纳有机废物。
5.权利要求2、3、4中所述的有机废物处理装置，其中，在旋转轴及/或搅拌叶片上安装使好氧微生物和有机废物进行粉碎、混合的切削叶片。
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