CN205308940U - 一种生活垃圾原位减量一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种生活垃圾原位减量一体化装置。装置本体一侧设置有提升装置，用于提升垃圾并倒入位于装置本体顶部的破碎装置；破碎装置出口与好氧反应双筒体的进料口之间通过输送装置相连；所述的好氧反应双筒体由两个串联的好氧反应器组成，每个好氧反应器内均沿轴心设有一条用于推送并搅拌物料的搅拌转子，搅拌转子一端连接有驱动其旋转的驱动装置；好氧反应双筒体的出料口下设振动筛。本实用新型采用农村垃圾整体破碎减量处理，适用于混合及分类后的多种垃圾；采用层递式搅拌输送，不同时段物料分体发酵，提高物料腐熟度；整体装置结构紧凑，占地面积小，拆装方便，易于维护。
Description
技术领域
本实用新型属于垃圾处理领域，尤其是涉及了一种生活垃圾原位减量一体化装置。
背景技术
我国农村人口占全国总人口的60％-70％，随着我国村镇经济的快速发展，村镇居民生活方式和生产模式发生演变，村镇生活垃圾产生量日益增加，据统计，全国村镇每年产生生活垃圾约1.64亿吨。我国农村垃圾具有点多分散，分布面广，收集转运困难；氮、磷及有机质含量高，易污染生态环境；地域性差异显著，季节性变化较大，难处理等特点。全国因堆放垃圾等废弃物而被占用和毁损的农田面积超过200万亩，“十五”期间在太湖河网区所作的调查表明，河道中积累的垃圾深度均在1-2m的范围。垃圾乱倒、随意堆放，严重污染水体和土壤环境，直接影响农村饮用水和农产品安全，导致人居环境恶化，对生态环境和农业可持续发展构成严重威胁，制约我国农村小康社会和新农村建设的进程。在处理处置方面，我国农村垃圾以简易填埋、露天或土法焚烧、简单堆沤及传统厌氧发酵为主要处理方式。农村垃圾的快速增长与处理处置技术的严重落后是建设“村容整洁”社会主义新农村的瓶颈因素。解决的农村垃圾问题是“十二五”《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的优先内容，规划将“综合治污与废弃物循环利用”、“农业面源污染控制”列入环境领域优先主题，提出重点研发农村垃圾高效资源化综合利用关键技术及设备，构建农村垃圾循环利用和全过程环境管理体系。推进社会主义新农村建设是我国“十二五”期间的一项重要任务，保证农村环境安全、提高农村发展的资源利用水平是社会主义新农村一项重要内容。目前，已经研发了一些高效的基于农村垃圾分类的农村垃圾减量化资源化技术，但现实农村垃圾分类的效果不尽如人意，含有大量的塑料、玻璃、易拉罐、纺织品、金属等杂质，原位减量化处理经常出现重物质对于设备磨损严重、塑料袋缠绕现象严重、生物质分离效率较低、肥效差等问题，严重影响后续农用。因此，迫切需求开发一套农村生活垃圾原位减量一体化装置及其处理方法，有效解决村镇生活垃圾高效安全资源化利用技术难题。
发明内容
为了克服背景技术中技术或设备的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种生活垃圾原位减量一体化装置及其处理方法，实现农村生活垃圾原位大幅度减量，获得高腐熟度的生物质；同时避免物料中重物质对设备的磨损，解决塑料缠绕主轴的难题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种生活垃圾原位减量一体化装置，包括：装置本体一侧设置有提升装置，用于提升垃圾并倒入位于装置本体顶部的破碎装置；破碎装置出口与好氧反应双筒体的进料口之间通过输送装置相连；所述的好氧反应双筒体由两个串联的好氧反应器组成，每个好氧反应器内均沿轴心设有一条用于推送并搅拌物料的搅拌转子，搅拌转子一端连接有驱动其旋转的驱动装置；好氧反应双筒体的出料口下设振动筛。
作为优选，所述的搅拌转子由中心轴、输送螺旋和搅拌桨叶组成，输送螺旋同心固定于该中心轴一侧且从轴端向轴中间位置呈渐缩式延伸，用于轴向推送物料；搅拌桨叶与输送螺旋同轴固定于该中心轴另一侧；若干搅拌桨叶的布设标准为：在旋转过程中不产生沿中心轴轴向的推送力。
作为优选，所述的所述的搅拌桨叶横截面呈菱形，且菱形长轴与中心轴轴向平行；搅拌桨叶布设于中心轴的不同的等距离的径向平面上，且每个平面上的搅拌桨叶形成的桨型均为平直叶开启涡轮式；不同径向平面上的搅拌桨叶数量相等且沿中心轴轴线方向投影重合。
作为进一步优选，所述的好氧反应双筒体由第一好氧反应筒体和第二好氧反应筒体组成；所述的进料口设置于第一好氧反应筒体上靠近输送螺旋的一端，所述的出料口设置于第二好氧反应筒体上靠近搅拌桨叶的一端，第一好氧反应筒体上靠近搅拌桨叶的一端与第二好氧反应筒体上靠近输送螺旋的一端通过筒体连接口相连。
作为优选，所述的第一好氧反应筒体与第二好氧反应筒体之间具有高度差，使筒体连接口与水平面间的倾斜角度为40°～60°。
作为优选，所述的破碎装置采用双辊破碎机，双辊破碎机包括破碎齿、破碎腔室、传动齿轮；一对破碎齿辊为交叉布置于破碎腔室中，且分别与传动齿轮轴向连接，由传动齿轮同速反向驱动旋转，破碎齿辊上轴向均布破碎齿。
作为进一步优选，所述的破碎齿为弧形内齿，轴向均布8～14个；所述的所述的振动筛包括平面筛网、筛分仓室、支撑机座、振动电机；平面筛网倾斜布置于筛分仓室内，倾斜角度为5°～6.3°；振动电机置于平面筛网下侧，距前端三分之一处。
作为优选，所述的所述的输送装置采用带式输送机，所述的驱动装置包括减速机和与之匹配的三相异步电机，所述的提升装置为提升导轨。
与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
本实用新型采用农村垃圾整体破碎减量处理，适用于混合及分类后的多种垃圾，解决塑料缠绕主轴的问题，提高设备运行稳定性。
本实用新型可对农村生活垃圾实现原位大幅度减量，大幅度提升生物质纯度，可直接农用资源化。
本实用新型采用层递式搅拌输送，不同时段物料分体发酵，提高物料腐熟度。
本实用新型的整体装置结构紧凑，占地面积小，拆装方便，易于维护。
附图说明
图1是一种生活垃圾原位减量一体化装置的整体结构示意图；
图2是本实用新型的双辊破碎机示意图；
图3是本实用新型的破碎齿示意图；
图4是本实用新型的好氧反应双筒体示意图；
图5是本实用新型的振动筛示意图；
图6是本实用新型的搅拌转子示意图。
图中：1、提升装置，2、破碎装置，3、输送装置，4、好氧反应双筒体，5、减速机，6、三相异步电机，7、振动筛，8、搅拌转子，2-1、破碎腔室，2-2、传动齿轮，2-3、破碎齿，4-1、进料口，4-2、第一好氧反应筒体，4-3、筒体连接口，4-4、第二好氧反应筒体，4-5、出料口，7-1、平面筛网，7-2、筛分腔室，7-3、支撑机座，7-4、振动电机，8-1、中心轴，8-2、输送螺旋，8-3、菱形桨叶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1、图2所示，一种生活垃圾原位减量一体化装置，包括：装置本体一侧设置有提升装置1，用于提升垃圾并倒入位于装置本体顶部的破碎装置2；破碎装置2出口与好氧反应双筒体4的进料口4-1之间通过输送装置3相连；所述的好氧反应双筒体4由两个串联的好氧反应器组成，每个好氧反应器内均沿轴心设有一条用于推送并搅拌物料的搅拌转子8，搅拌转子8一端连接有驱动其旋转的驱动装置10；好氧反应双筒体4的出料口4-5下设振动筛7。
本实用新型的工作原理和过程如下：
收集的桶状垃圾由垃圾桶提升装置1提升，倾斜倒入破碎装置2进行破袋破碎处理，破碎装置2通过其剪切作用，将混合垃圾或分类后的垃圾破碎至粒径3～7cm，破碎后的垃圾掉落至输送装置3上；输送装置3将破碎后的垃圾输送至进料口4-1，好氧反应双筒体4进行联合分段发酵，在筒体中通过搅拌转子8的层递式输送搅拌以及控制温度60～70℃下，将物料发酵，通过鼓风曝气实现发酵好氧环境，使生物质粒径逐渐发酵脱水，粒径缩小。其他杂质无法发酵，保持原有粒径3～7cm；发酵后的物料经出料口4-5至振动筛7中，经过振动筛连续振动通过物料差异实现生物质匀质、除杂。获得纯度大于95％的腐熟生物质可直接资源化利用。搅拌装置固定于反应器内，通过输送螺旋将进入反应器的物料沿渐缩方向进行推送，到达搅拌桨叶所在区域。搅拌桨叶通过对物料进行搅拌，使其充分混匀并发酵。最终将发酵完成的物料输出至反应器外，实现连续处理。
如图6所示，搅拌转子8由中心轴8-1、输送螺旋8-2和搅拌桨叶8-3组成，输送螺旋8-2同心固定于该中心轴8-1一侧且从轴端向轴中间位置呈渐缩式延伸，用于轴向推送物料；搅拌桨叶8-3与输送螺旋8-2同轴固定于该中心轴8-1另一侧；若干搅拌桨叶8-3的布设标准为：在旋转过程中不产生沿中心轴8-1轴向的推送力。
而设置该布设标准的原因是：进料过程中，若停止进料，则输送螺旋将不会对反应器内的物料堆体产生推送力，而被推送至搅拌桨叶仅收到搅拌桨叶的圆周向搅动，但不会进一步被向外推送。因此，同一批次进入的物料都会集中于某一固定区域内，而不会与其他批次的物料混合。当前一批次进入的物料被发酵至一定程度时，可进一步向输送螺旋中添加物料，利用新的物料将已发酵的物料向外推送，在反应器内形成分层发酵体系。该体系能够大大降低新旧物料的混合率，有效控制固体物料在反应器中的停留时间，提高输出物料的降解效率，提升最终产品质量。
本实施方式中，而增加搅拌桨叶的提高桨叶搅拌刚性，提高抗扰强度刚度，搅拌桨叶8-3横截面呈菱形，且菱形长轴与中心轴8-1轴向平行。搅拌时，搅拌桨叶以最大面接触物料，充分搅动桨叶周边的物料，使其发酵均匀。
搅拌桨叶8-3布设于中心轴8-1的不同的等距离的径向平面上，且每个平面上的搅拌桨叶8-3形成的桨型均为平直叶开启涡轮式。该形式分布的桨叶使填料呈径向流动，几乎不会有轴向流，因此尽量的减少了新旧物料间的轴向混合。不同径向平面上的搅拌桨叶8-3数量相等且沿中心轴8-1轴线方向投影重合。即不同径向平面上的搅拌桨叶的设置于中心轴上的姿态相同，桨叶之间没有错位。存在错位的桨叶也会导致物料被非连续的跳跃式推进，增加物料的轴向混合率。等距的径向平面能使物料能以相对稳定的速率进料，各段的反应较为均匀，便于控制。
固体废弃物原位发酵存在的核心难题为物料停留时间长，物料腐熟不均匀，导致此问题产生的主要原因为不同停留时间的物料混合过大，特别是在动态反应器中，发生生物反应时，物料之间轴向混合率较高，导致无法准确控制物料的停留时间。目前，市场上已有的双轴式反应器结构与本实用新型类似，但反应器内部设置两条并排的搅拌轴。为了形成对比，将本实用新型的单轴式反应器与双轴式反应器，通过运用EDEM离散元建模对其轴向混合率进行了计算模拟。通过模拟发现，双轴式反应器在实现物料平推流的同时，轴向混合率达到42％以上；而单轴式反应器通过模拟发现，轴向混合率仅为17％，明显优于双轴式反应器。有效实现反应器中物料的层递式发酵尤为适合分层发酵，不同时段物料混合比率小，同时保证同一时段充分混合，与介质、微生物充分接触，精确控制各段物料的停留时间，提高发酵效能，保证产品质量。相较于双轴式反应器，单轴式反应器获得产品腐熟度(种子发芽率)是双轴式反应器的两倍以上，可达到50％以上。
如图5所示，好氧反应双筒体4由第一好氧反应筒体4-2和第二好氧反应筒体4-4组成；所述的进料口4-1设置于第一好氧反应筒体4-2上靠近输送螺旋8-2的一端，所述的出料口4-5设置于第二好氧反应筒体4-4上靠近搅拌桨叶8-3的一端，第一好氧反应筒体4-2上靠近搅拌桨叶8-3的一端与第二好氧反应筒体4-4上靠近输送螺旋8-2的一端通过筒体连接口4-3相连。筒体内两条搅拌转子8将物料由进料口4-1经过筒体连接口4-3输送至出料口4-5。好氧反应双筒体4外围均布支撑法兰。
第一好氧反应筒体4-2与第二好氧反应筒体4-4之间具有高度差，使筒体连接口4-3与水平面间的倾斜角度为40°～60°。
如图3、图4所示，破碎装置2采用双辊破碎机，双辊破碎机包括破碎齿2-3、破碎腔室2-1、传动齿轮2-2；一对破碎齿辊为交叉布置于破碎腔室2-1中，且分别与传动齿轮2-2轴向连接，由传动齿轮同速反向驱动旋转，破碎齿辊上轴向均布破碎齿2-3。
如图3所示，所述的破碎齿2-3为弧形内齿，轴向均布8～14个。如图6所示，所述的所述的振动筛7包括平面筛网7-1、筛分仓室7-2、支撑机座7-3、振动电机7-4；平面筛网7-1倾斜布置于筛分仓室7-2内，倾斜角度为5°～6.3°；振动电机7-4置于平面筛网7-1下侧，距前端三分之一处。
本实施方式中，输送装置3采用带式输送机，所述的驱动装置10包括减速机5和与之匹配的三相异步电机6，所述的提升装置1为提升导轨。
基于上述装置进行的一种生活垃圾原位减量一体化处理方法，包括如下步骤：
桶状垃圾由垃圾桶提升装置1提升，倾斜倒入破碎装置2进行破袋破碎处理，破碎后的垃圾掉落至带输送装置3；通过输送装置3将破碎后的垃圾输送至第一好氧反应筒体4-2和第二好氧反应筒体4-4进行发酵，在第一好氧反应筒体4-2和第二好氧反应筒体4-4中控制温度60～70℃下，利用鼓风曝气维持好氧的发酵环境，通过搅拌转子8的输送搅拌，将物料进行层递式发酵并缩小生物质粒径，其他杂质保持粒径在3～5cm；发酵后的物料经出料口4-5输送至振动筛7中，经过振动筛连续振动进行物料匀质、除杂。
由此可见，本实用新型实现了对农村生活垃圾原位大幅度减量，适用于多种性质垃圾减量。有效解决塑料缠绕问题，垃圾腐熟度高；结构紧凑，拆装方便，易于维护，技术效果显著突出。
Claims (8)
1.一种生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于，包括：装置本体一侧设置有提升装置（1），用于提升垃圾并倒入位于装置本体顶部的破碎装置（2）；破碎装置（2）出口与好氧反应双筒体（4）的进料口（4-1）之间通过输送装置（3）相连；所述的好氧反应双筒体（4）由两个串联的好氧反应器组成，每个好氧反应器内均沿轴心设有一条用于推送并搅拌物料的搅拌转子（8），搅拌转子（8）一端连接有驱动其旋转的驱动装置（10）；好氧反应双筒体（4）的出料口（4-5）下设振动筛（7）。
2.如权利要求1所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的搅拌转子（8）由中心轴（8-1）、输送螺旋（8-2）和搅拌桨叶（8-3）组成，输送螺旋（8-2）同心固定于该中心轴（8-1）一侧且从轴端向轴中间位置呈渐缩式延伸，用于轴向推送物料；搅拌桨叶（8-3）与输送螺旋（8-2）同轴固定于该中心轴（8-1）另一侧；若干搅拌桨叶（8-3）的布设标准为：在旋转过程中不产生沿中心轴（8-1）轴向的推送力。
3.如权利要求1所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的所述的搅拌桨叶（8-3）横截面呈菱形，且菱形长轴与中心轴（8-1）轴向平行；搅拌桨叶（8-3）布设于中心轴（8-1）的不同的等距离的径向平面上，且每个平面上的搅拌桨叶（8-3）形成的桨型均为平直叶开启涡轮式；不同径向平面上的搅拌桨叶（8-3）数量相等且沿中心轴（8-1）轴线方向投影重合。
4.如权利要求2所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的好氧反应双筒体（4）由第一好氧反应筒体（4-2）和第二好氧反应筒体（4-4）组成；所述的进料口（4-1）设置于第一好氧反应筒体（4-2）上靠近输送螺旋（8-2）的一端，所述的出料口（4-5）设置于第二好氧反应筒体（4-4）上靠近搅拌桨叶（8-3）的一端，第一好氧反应筒体（4-2）上靠近搅拌桨叶（8-3）的一端与第二好氧反应筒体（4-4）上靠近输送螺旋（8-2）的一端通过筒体连接口（4-3）相连。
5.如权利要求4所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的第一好氧反应筒体（4-2）与第二好氧反应筒体（4-4）之间具有高度差，使筒体连接口（4-3）与水平面间的倾斜角度为40°~60°。
6.如权利要求1所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的破碎装置（2）采用双辊破碎机，双辊破碎机包括破碎齿（2-3）、破碎腔室（2-1）、传动齿轮（2-2）；一对破碎齿辊为交叉布置于破碎腔室（2-1）中，且分别与传动齿轮（2-2）轴向连接，由传动齿轮同速反向驱动旋转，破碎齿辊上轴向均布破碎齿（2-3）。
7.如权利要求6所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的破碎齿（2-3）为弧形内齿，轴向均布8~14个；所述的所述的振动筛（7）包括平面筛网（7-1）、筛分仓室（7-2）、支撑机座（7-3）、振动电机（7-4）；平面筛网（7-1）倾斜布置于筛分仓室（7-2）内，倾斜角度为5°~6.3°；振动电机（7-4）置于平面筛网（7-1）下侧，距前端三分之一处。
8.如权利要求1所述的生活垃圾原位减量一体化装置，其特征在于：所述的所述的输送装置（3）采用带式输送机，所述的驱动装置（10）包括减速机（5）和与之匹配的三相异步电机（6），所述的提升装置（1）为提升导轨。
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