CN207877610U - 一种小型好氧堆肥反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及有机固体废弃物处置与资源化利用技术领域，具体涉及了一种小型好氧堆肥反应器，包括反应器本体和设置于反应器本体上方的反应器盖体，反应器本体与反应器盖体可拆卸连接，反应器本体和反应器盖体的外侧均包覆有保温层，反应器本体与位于反应器本体外侧的保温层之间设置有加热装置。本实用新型提供的一种小型好氧堆肥反应器，采用聚氨酯保温层与反应器无缝一体化设计，保温效果大幅提升；反应器本体四周设置可自动控制的加热装置，加热均匀，物料及环境适应性强，能实现多种条件下的实验室小型高温好氧堆肥；设置取样口，便于对高温好氧堆肥过程进行动态分析；设置PLC控制系统，使试验操作更加简便、智能化。

Description

一种小型好氧堆肥反应器

技术领域

本实用新型涉及有机固体废弃物处置与资源化利用技术领域，尤其涉及一种小型好氧堆肥反应器。

背景技术

农业废弃物是在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质，主要包括：农林生产过程产生的植物类残余废弃物；牧、渔业生产过程产生的动物类残余废弃物；农业加工过程产生的加工类残余废弃物和农村城镇生活垃圾等，主要来源于种植业和养殖业。据估算，全国每年产生畜禽粪污38亿吨，综合利用率不到60％；每年产生秸秆近10.04 亿吨，未利用的约2亿吨。从循环农业的角度看，农业废弃物是放错地方的资源，也是物质和能量的载体，但未被资源化利用的农业废弃物乱堆乱放、随意焚烧，严重影响了城乡生态环境。高温好氧堆肥是处理畜禽粪便使其无害化和资源化的有效途径，通过堆肥，粪便中不稳定的有机物质被逐步降解，同时生成稳定的腐殖质类物质。

高温好氧堆肥过程中物质的迁移和转化等牵涉到各种物理、化学和生化反应。堆肥腐熟进程及堆肥产品质量受堆体含水率、碳氮比和供氧量等诸多因素的影响。通过分析畜禽粪便堆肥过程中参数的变化，研究畜禽粪便堆肥过程中物质转化规律提高产品品质是堆肥生产中的重要环节。然而，目前我国应用于实验室的小型好氧堆肥反应器大都没有集成化的PLC控制系统，而是根据研究需要单独配置温度采集模块、通风控制模块等；反应器与保温层分体配置，两者之间存在空隙导致保温效果差；反应器没有设置加热片或仅在反应器底部设置加热片，仅靠发酵过程中产生的热量难以维持低温条件下高温好氧堆肥的正常进行；对堆肥反应过程进行动态分析时，需要打开反应器盖取样，造成热量的损失，影响堆肥的正常进程。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种小型好氧堆肥反应器，旨在解决现有技术中的堆肥反应器仅靠发酵过程中产生的热量难以维持低温条件下高温好氧堆肥正常发酵，堆肥反应器保温效果差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种小型好氧堆肥反应器，包括用以容纳堆肥物料的反应器本体和设置于所述反应器本体上方的反应器盖体，所述反应器本体与所述反应器盖体可拆卸连接，所述反应器本体和所述反应器盖体的外侧均包覆有保温层，所述反应器本体与位于所述反应器本体外侧的所述保温层之间设置有加热装置。

其中，所述保温层为聚氨酯保温层。

其中，所述加热装置为加热片，所述加热片围绕所述反应器本体的周侧设置。

其中，所述反应器本体与所述反应器盖体之间通过锁扣连接，所述反应器本体与所述反应器盖体之间设置有密封件。

其中，所述反应器本体的内侧上部设置有集水器，所述集水器上开设有回流孔。

其中，所述反应器本体的内侧下部设置有托架。

其中，所述反应器盖体的内侧顶壁倾斜设置。

其中，所述反应器本体的侧壁上开设有取样口和排污口，所述取样口开设在所述反应器本体的中部，所述排污口开设在所述托架与所述反应器本体底部之间的侧壁上；所述反应器盖体的顶部开设有排气口。

其中，还包括供气系统，所述供气系统包括空气泵和PLC控制系统，所述空气泵的输出端通过位于所述反应器本体下部的供气孔为所述反应器本体内部供气，所述供气孔开设在所述托架与所述反应器本体底部之间的侧壁上；所述PLC控制系统与所述空气泵、所述加热片均电连接。

其中，所述供气系统还包括气体流量计和温度传感器，所述气体流量计设置在所述空气泵与所述供气孔之间的管路上，所述温度传感器设置在所述反应器本体内部；所述气体流量计、温度传感器均与所述PLC控制系统电连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型提供的一种小型好氧堆肥反应器，采用聚氨酯保温层与反应器无缝一体化设计，保温效果大幅提升；反应器本体四周设置可自动控制的加热片，加热均匀，物料及环境适应性强，能实现多种条件下的实验室小型高温好氧堆肥；通过设置取样口，可以在不打开反应器盖体的情况下取样，能在对堆肥发酵进程影响较小的情况，对高温好氧堆肥过程进行动态分析；将温度检测与控制模块，通风控制模块及数据采集与存储模块集成在一个PLC控制系统，试验操作更加简便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的小型好氧堆肥反应器的剖视图；

图2为图1中所示集水器的主视图；

图3为图1中所示集水器的俯视图；

图4为图1中所示托架的俯视图；

其中，1-反应器本体；2-反应器盖体；3-聚氨酯保温层；4-加热片； 5-集水器；6-托架；7-供气系统；11-取样口；12-排污口；13-供气孔； 21-排气口；51-回流孔；52-胶塞；61-把手；71-空气泵；72-气体流量计；73-温度传感器；8-密封件；9-洗气瓶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，“缺口状”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1至图4所示，本实用新型提供了一种小型好氧堆肥反应器，包括用以容纳堆肥物料的反应器本体1和设置于反应器本体1上方的反应器盖体2，反应器本体1与反应器盖体2可拆卸连接，反应器本体1和反应器盖体2的外侧均包覆有保温层，保温层为聚氨酯保温层3，反应器本体1与位于反应器本体1外侧的保温层之间设置有加热装置，加热装置为加热片4，加热片4围绕反应器本体1的周侧设置；加热片4与PLC控制系统电连接，可根据试验需求设定的堆体温度上下限自动控制加热片4的开启与关闭。

本实用新型提供的一种小型好氧堆肥反应器，采用聚氨酯保温层与反应器无缝一体化设计，保温效果大幅提升；反应器本体四周设置可自动控制的加热片，加热均匀，物料及环境适应性强，能实现多种条件下的实验室小型高温好氧堆肥。

进一步的，反应器本体1与反应器盖体2之间通过锁扣连接，应器本体1与反应器盖体2之间设置有密封件8。优选的，本实施例中的密封件8为橡胶密封圈。

进一步的，反应器本体1的内侧上部设置有集水器5，集水器5 上开设有回流孔51。回流孔51与胶塞52配合，可通过胶塞52控制冷凝水是否回流至堆体中。

进一步的，反应器本体1的内侧下部设置有托架6。具体的，托架 6为钢丝网托架，为了方便钢丝网托架清洗时取出，在钢丝网托架上部设置把手61；钢丝网托架，起到隔离堆体与供气孔13的作用，缓冲进气保证进气的均匀性，堆体的水分在自重的作用下通过网孔渗出，经排污口12排出。

进一步的，反应器盖体2的内侧顶壁倾斜设置。反应器盖体2的内侧顶壁倾斜设置，有利于堆肥过程中产生的水蒸汽在反应器盖体2 上冷凝后回流至集水器5中。

进一步的，反应器本体1的侧壁上开设有取样口11和排污口12，取样口11开设在反应器本体1的中部，排污口12开设在托架6与反应器本体1底部之间的侧壁上；反应器盖体2的顶部开设有排气口21。通过设置取样口11，与取样钎配合使用可以在不打开反应器盖体2的情况下取样，能在对堆肥发酵进程影响较小的情况，对高温好氧堆肥过程进行动态分析；另外，反应器盖体2上装有两个洗气瓶9，洗气瓶 9与排气口21连接，在不进行尾气检测分析时，采用浓硫酸和浓氢氧化钠溶液以吸收堆肥过程中产生的尾气。

进一步的，还包括供气系统7，供气系统包括空气泵71和PLC控制系统，空气泵71的输出端通过位于反应器本体1下部的供气孔13 为反应器本体1内部供气，供气孔13开设在托架6与反应器本体1底部之间的侧壁上；PLC控制系统与空气泵71电连接，可控制空气泵的开启与关闭，并可显示加热片4及空气泵71的运行情况。

进一步的，供气系统7还包括气体流量计73和温度传感器74，气体流量计73设置在空气泵71与供气孔13之间的管路上，温度传感器 74设置在反应器本体1中部；气体流量计73、温度传感器74均与PLC 控制系统电连接。温度传感器74与PLC控制系统电连接可以实时监测堆体的温度，并且PLC控制系统具有存储功能可随时通过USB接口导出堆体温度数据。同时，PLC控制系统可以通过采集、分析温度传感器74的温度数据，进而根据高温好氧堆肥过程所处的不同阶段(升温期、高温期、降温期)自动调节气体流量计73的进气流量。将温度检测与控制模块，通风控制模块及数据采集与存储模块集成在一个PLC 控制系统，试验操作更加简便。

本实用新型提供的小型好氧堆肥反应器，工作步骤如下：

1)收集堆肥原料样品，测量各原料有机质含量、含水率和碳氮比，根据试验设计对各原料进行合理配比。

2)将各堆肥原料混合好后，装入反应器本体1，装上集水器5，根据试验设计选择是否将胶塞52塞入回流口，盖上反应器盖体2，通过反应器盖体2和反应器本体1面上的锁扣紧密连接上、下部分，中间连接部位由橡胶密封圈密封。

3)试验需要检测分析尾气时，将排气口21与气体采集袋或气体检测设备连接；不需要检测分析尾气时，排气口21依次与装有1mol/L 硫酸溶液及30％氢氧化钠溶液的洗气瓶9连接。

4)启动PLC控制系统，通过PLC控制系统上的触控屏开启空气泵71，并设置合适的通风速率，也可根据试验需要设置空气泵71自动开启频率，以达到间歇式通风的目的。

5)当环境温度较低时，通过PLC控制系统上的触控屏开启加热片 4，并设定加热片4开启时的堆体温度范围，当温度传感器73检测的堆体温度低于设定下限时，加热片4自动开启，当温度传感器73检测的堆体温度高于设定上限时，加热片4自动关闭。

6)当该小型好氧堆肥反应器启动工作后，温度传感器73将采集到的温度数据实时传输并存储在PLC控制系统，通过PLC控制系统可设置温度数据采集的频率。

7)通过PLC控制系统上的触控屏可实时监测加热片4、空气泵71 的运行情况，以及堆体温度变化情况。

8)需要取样时，将取样钎从取样口11进入，匀速转动取样钎使其螺旋式进入堆体，待取样钎的物料腔全部进入堆体后，轻轻取出取样钎，将物料腔中的堆肥样品放入自封袋备用。堆肥物料在自身重力作用下，会迅速填满取样后的缺口，热量散失少，不影响堆肥进程及后续取样。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种小型好氧堆肥反应器，其特征在于，包括用以容纳堆肥物料的反应器本体(1)和设置于所述反应器本体(1)上方的反应器盖体(2)，所述反应器本体(1)与所述反应器盖体(2)可拆卸连接，所述反应器本体(1)和所述反应器盖体(2)的外侧均包覆有保温层，所述反应器本体(1)与位于所述反应器本体(1)外侧的所述保温层之间设置有加热装置。

2.根据权利要求1所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述保温层为聚氨酯保温层(3)。

3.根据权利要求1所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述加热装置为加热片(4)，所述加热片(4)围绕所述反应器本体(1)的周侧设置。

4.根据权利要求1所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述反应器本体(1)与所述反应器盖体(2)之间通过锁扣连接，所述反应器本体(1)与所述反应器盖体(2)之间设置有密封件(8)。

5.根据权利要求1所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述反应器本体(1)的内侧上部设置有集水器(5)，所述集水器(5)上开设有回流孔(51)。

6.根据权利要求1所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述反应器本体(1)的内侧下部设置有托架(6)。

7.根据权利要求1所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述反应器盖体(2)的内侧顶壁倾斜设置。

8.根据权利要求3所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述反应器本体(1)的侧壁上开设有取样口(11)和排污口(12)，所述取样口(11)开设在所述反应器本体(1)的中部，所述排污口(12) 开设在托架(6)与所述反应器本体(1)底部之间的侧壁上；所述反应器盖体(2)的顶部开设有排气口(21)。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，还包括供气系统(7)，所述供气系统包括空气泵(71)和PLC控制系统，所述空气泵(71)的输出端通过位于所述反应器本体(1)下部的供气孔(13)为所述反应器本体(1)内部供气，所述供气孔(13)开设在托架(6)与所述反应器本体(1)底部之间的侧壁上；所述PLC控制系统与所述空气泵(71)、加热片(4)均电连接。

10.根据权利要求9所述的小型好氧堆肥反应器，其特征在于，所述供气系统(7)还包括气体流量计(73)和温度传感器(74)，所述气体流量计(73)设置在所述空气泵(71)与所述供气孔(13)之间的管路上，所述温度传感器(74)设置在所述反应器本体(1)内部；所述气体流量计(73)、温度传感器(74)均与所述PLC控制系统电连接。