CN210528813U - 一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置，一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置包括制氧机、氧气调节罐、加热器、发酵罐、压力调节罐、吸收塔；采用该装置实现的全封闭、富氧的发酵工艺，将发酵中恶臭气体封闭于罐体内，并随着发酵进程的深入被吸收转化为植物生长所需的营养，提高了营养元素的回收利用率，避免了恶臭对大气环境的二次污染，实现了近零排放，可在高寒、高海拔地区实现全天候正常发酵，可对发酵过程自主干预和控制。

Description

一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置

技术领域

本实用新型涉及有机肥发酵技术领域，具体涉及一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置。

背景技术

传统有机肥发酵均采用开放式发酵，发酵过程中产生恶臭气体（如氨气、硫化氢气体等），不仅对大气环境造成了二次污染，还造成营养元素的回收利用率低；发酵物料含水率要求通常为45%～65%，而排泄物脱水难也是资源化过程中的瓶颈；在高寒、高海拔地区受环境温度的影响传统开放式发酵难以在冬季实现正常发酵；传统开放式发酵对其发酵过程难以实现干预和控制。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置及其工艺，将发酵中恶臭气体封闭于罐体内，避免了恶臭对大气环境的二次污染，并随着发酵进程的深入被吸收转化为植物生长所需的营养，提高了营养元素的回收利用率，实现了近零排放，同时装置中带有加热器、制氧机等设备，可在高寒、高海拔地区冬季实现正常发酵，全封闭的发酵方式通过控制氧气供给量实现对发酵进程中发酵物堆体温度的有效控制，解决了开放式有机肥发酵的恶臭对大气环境的二次污染，高寒、高海拔地区冬季不能正常发酵，发酵过程难以实现干预和控制等问题。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置包括制氧机、氧气调节罐、加热器、发酵罐、压力调节罐、吸收塔；所述的制氧机通过输送管接入氧气调节罐，氧气调节罐可收纳制氧机制出氧气，氧气调节罐输出端连接有供给管，供给管上依次安装有压力表A、阀门A、加热器，在位于阀门A与加热器之间的供给管的管体上连接有支管，支管上安装有安全阀A，通过控制阀门A可调节氧气供给流量， 安全阀A可避免氧气调节罐内压力过高引起安全事故，供给管的后端连接有软管，软管后端与发酵罐上安装的进气管连接，软管上安装有快速接口，方便与发酵罐上的进气管快速结合及脱离；所述的发酵罐为卧式中空圆柱体结构，所述的发酵罐的左端面上安装有氧气的进气管，进气管上安装有阀门B，所述的发酵罐罐体上套有承重环A和承重环B，所述的发酵罐罐体上位于承重环A和承重环B之间套装有带有外齿圈的环形齿轮，发酵罐下方分布有支架A、电动机、支架B，支架A上并排安装有2个滚轮A，两个滚轮A外表面与承重环A贴合，支架B上并排安装有两个滚轮B，两个滚轮B外表面与承重环B贴合，对于发酵罐起到支撑稳固的同时实现发酵罐的滚动；承重环A和承重环B外侧为弧形凸起结构，滚轮A和滚轮B弧形凹槽结构；所述的发酵罐下方还固定有电动机，电动机的转子连接有减速器，减速器上安装有与环形齿轮咬合的齿轮；所述的发酵罐的罐体上端开有填料口，所述的发酵罐的罐体下端开有出料口，所述的发酵罐上还安装有温度探杆A和温度探杆B；所述的发酵罐右端面上还安装有出气管，出气管上依次安装有阀门C、压力表B；出气管后端连接有软管B，软管B后端与压力调节罐上进气口连接，软管B上带有快速接口，方便与发酵罐上的出气管结合及分离，避免妨碍发酵罐的滚动；所述的压力调节罐的出气口连接有输送管，输送管后端与吸收塔连接，压力调节罐可实现发酵罐内气体的快速排空以及给喷淋吸收塔营造出较稳定的工作环境，输送管管体上安装有支管，支管上安装安全阀B，避免压力调节罐内压力过高造成安全事故。

进一步的，所述的发酵罐与承重环A和承重环B之间均匀设置有多个弧形支撑块，弧形支撑块外侧与承重环A和承重环B内侧接触，弧形支撑块通过8个两排分布的螺丝顶杆支撑在发酵罐上，使发酵罐罐体的中轴线与承重环A和承重环B中轴线重合，实现了承重环A和承重环B与发酵罐的套装；所述的环形齿轮通过环形齿轮内侧与发酵罐的罐体上斜向焊接的弹簧钢板实现套接；所述的支架A与支架B两侧分别设置有防止承重环A和承重环B侧移的挡轮；所述的发酵罐罐体上端还安装有采样口，采样口上安装有阀门D，通常阀门D关闭，保证了发酵罐内部封闭，通过采样口使用手持式的氧气测量仪检测，实现发酵罐内氧气浓度测量。

进一步的，所述的吸收塔的上下两端连接有循环管，位于吸收塔上端的循环管伸入塔内并安装喷淋头，循环管上安装循环泵，所述的吸收塔内还有填料层，吸收塔底部为吸收液。

进一步的，所述的发酵罐内还安装有多块矩形带弧度的抄料板，抄料板的三边分别与发酵罐的两个端面及发酵罐内壁连接，所述的发酵罐的中轴线上还安装有中轴，中轴上安装有搅拌叶；随着发酵罐的回转滚动而实现翻料，使得发酵物与氧气充分均匀无死角的接触。

进一步的，所述的温度探杆A和温度探杆B带金属保护套及表头，温度探杆A和温度探杆B的长度不同；长金属温度测量探杆用于测量发酵物堆温，短金属温度测量探杆用于测量发酵罐体内环境温度。温度不仅标志着物料发酵的进程及状态，也是氧气供应量调整时的依据。

进一步的，所述的发酵罐罐体外表面设置保温棉层，罐体内设置橡胶隔热层。

使用上述发酵装置的一种全封闭高压富氧有机肥发酵工艺包括如下步骤：

S1: 将调配好碳氮比及含水率的发酵物料自卧式发酵罐的填料口填入罐体内，其中发酵物料含水率在40～70%，经反复填料后物料体积为罐体容积的70%～80%，结束填料工作并封闭填料口；

S2：制氧机制氧，连接软管A，开启阀门A，为发酵罐供氧，氧气纯度为92%，氧气的供给方式有两种方式，一种根据每天的耗氧均匀供氧；另一种是将每天的需氧量分为两次快速供给，初始环境的含氧量极高，最大程度满足了发酵菌的消耗，发酵速度快，恶臭气体1～2天，基本消失。每天供氧量大于等于发酵物料体积的2倍；通过对供氧量的控制，实现了有机肥发酵的可调、可控，在具体实验当中发现将罐体旋转后氧气含量控制在4%左右，即每天氧气的供给量为发酵物的堆体体积量，发酵堆体温度的变化可控制在每天2～3度；罐体旋转后氧气含量控制在14%左右，即每天氧气的供给量为发酵物的堆体体积的2倍，发酵堆体温度的变化可控制在每天8～10度；罐体旋转后氧气含量控制在18%以上，发酵堆体的温度可在24小时内由常温快速上升到发酵高温区，大于45度以上，提高发酵速度、效率，高温的形成有利于有害菌、草籽灭杀的同时也有利于腐殖质的形成。

S3: 每隔4小时或8小时或12小时关闭阀门A，断开软管A，旋转封闭的发酵罐体一次，每次时长为1～3分钟，旋转结束后测量含氧量，若低于14%的含氧量需要继续恢复氧气供给；

S4: 氧气补入过程中发酵罐内部压力达到7个大气压，关闭阀门A断开输氧供给，当氧气浓度小于14%，连通压力调节罐，打开阀门C开始泄压，气体经喷淋吸收塔进行吸收后排放，泄压完成后，断开压力调节罐，恢复供氧；压力调节罐是为了实现在工业化的状态下快速泄压；

S5: 物料发酵12-14天，当高温开始出现回落时再经过10天发酵，打开发酵罐罐体下方出料口进行旋转排料（通过发酵罐罐体旋转配合抄料板，实现快速排料），完成有氧发酵过程。

高寒地区冬季生产时，需打开供给管上安装的内置式的电加热器加热氧气，氧气温度控制在45℃～60℃，通过补充热氧气提高罐体内初始的环境温度，以快速启动发酵菌群工作，当罐体内的环境温度达到40℃后，就可以停止对氧气的加热。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.全封闭发酵将发酵过程中的恶臭气体（氨气、硫化氢等）完全封闭于罐体内，并随着发酵进程的深入被吸收转化，提高了营养元素的回收利用率，避免了恶臭对环境的二次污染，实现了对大气环境的近零排放。

2.高压富氧发酵使得氧的渗透性大幅提高，从而对发酵物的含水率有更高容忍度，发酵物料含水率由传统的45%～65%得到极大扩展，使得发酵物料含水率下限可扩展到40%、上限可扩展到70%，缓解了粪便脱水难的窘境。

3．罐体设置有保温、隔热层，同时温度过低时可通过对供给氧气的加热，营造出发酵菌最初时最适宜的环境，以快速启动发酵进程，实现高寒地区冬季低温环境下正常发酵生产。

4．传统开放式有机肥发酵无法实现对发酵进程的干预和控制，而封闭高压富氧有机肥发酵工艺通过对发酵过程中氧气供给量的调节控制，可以对有机肥发酵进程进行干预和控制，进而实现可控制、可调节的精细化、现代化操作。

5.封闭高压富氧工艺营造出有机肥发酵菌最适宜的环境，其发酵周期较传统发酵缩短1/4～1/3，且发酵均匀无死角；封闭高压富氧工艺在实现高效发酵的同时，最大程度保留了所有养分，使得发酵后的有机肥品质提高。

附图说明

图1为本实用新型一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置的结构示意图；

图2为图1中发酵罐的剖面图；

图3为本实用新型一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置中承重环与发酵罐套装的具体实施例示意图；

图4为本实用新型一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置中环形齿轮与发酵罐套装的具体实施例示意图；

图5为图1中一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置中滚轮、挡轮、支架的结构示意图；

图中：

制氧机-1、氧气调节罐-2、加热器-3、发酵罐-4、压力调节罐-5、吸收塔-6、压力表A-7、阀门A-8、安全阀A-9、供给管-10、软管A-11、阀门B-12、托轮-13、支架A-14、齿轮-15、减速器-16、电动机-17、滚轮B-18、支架B-19、温度探杆A-20、温度探杆B-21、阀门C-22、压力表B-23、软管B-24、输送管-25、安全阀B-26、进气管-41、承重环-42、阀门D-43、采样口-44、填料口-45、环形齿轮-46、承重环B-47、出料口-48、出气管-49、喷淋头-61、填料层-62、循环管-63、循环泵-64、输送管-101、抄料板-410、搅拌叶-411、中轴-412、弧形支撑块7、螺丝顶杆71、挡轮102、弹簧钢板8。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；

在本实用新型的一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置具体实施例如图1- 3所示，一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置包括制氧机1、氧气调节罐2、加热器3、发酵罐4、压力调节罐5、吸收塔6；所述的制氧机1通过输送管101接入氧气调节罐2 ，氧气调节罐2可收纳制氧机1制出氧气，氧气调节罐2输出端连接有供给管10，供给管10上依次安装有压力表A7、阀门A8、加热器3，在位于阀门A8与加热器3之间的供给管10的管体上连接有支管，支管上安装有安全阀A9，通过控制阀门A8可调节氧气供给流量， 安全阀A9可避免氧气调节罐内压力过高引起安全事故，供给管10的后端连接有软管11，软管11后端与发酵罐4上安装的进气管41连接，软管11上安装有快速接口，方便与发酵罐4上的进气管41快速结合及脱离；所述的发酵罐4为卧式中空圆柱体结构，所述的发酵罐4的左端面上安装有氧气的进气管41，进气管41上安装有阀门B12，所述的发酵罐4罐体上套有承重环A42和承重环B47，所述的发酵罐4罐体上位于承重环A42和承重环B47之间套装有带有外齿圈的环形齿轮46，发酵罐4下方分布有支架A14、电动机17、支架B19，支架A14上并排安装有两个滚轮A13，两个滚轮A13外表面与承重环A42贴合，支架B19上并排安装有两个滚轮B18，两个滚轮B18外表面与承重环B47贴合，对于发酵罐4起到支撑稳固的同时实现发酵罐4的滚动，为防止发酵罐4纵向活动；承重环A42和承重环B47外侧为弧形凸起结构，滚轮A13和滚轮B18为弧形凹槽结构；所述的发酵罐4下方还固定有电动机17，电动机17的转子连接有减速器16，减速器16上安装有与环形齿轮46咬合的齿轮15；所述的发酵罐4的罐体上端开有填料口45，所述的发酵罐4的罐体下端开有出料口48，所述的发酵罐4上还安装有温度探杆A20和温度探杆B21；所述的发酵罐4右端面上还安装有出气管49，出气管49上依次安装有阀门C22、压力表B23；出气管49后端连接有软管B24，软管B24后端与压力调节罐5上进气口连接，软管B24上带有快速接口，方便与发酵罐4上的出气管49与其快速结合与分离；所述的压力调节罐5的出气口连接有输送管25，输送管25后端与吸收塔6连接，压力调节罐5可实现发酵罐4内气体的快速排空以及给喷淋吸收塔营造出较稳定的工作环境，输送管25管体上安装有支管，支管上安装安全阀B26，避免压力调节罐内压力过高造成安全事故

如图3所示，所述的发酵罐4与承重环A42和承重环B47之间均匀设置有多个弧形支撑块7，弧形支撑块7外侧与承重环A42和承重环B47内侧接触，弧形支撑块7通过8个两排分布的螺丝顶杆71支撑在发酵罐4上，使发酵罐4罐体的中轴线与承重环A42和承重环B47中轴线重合，实现了承重环A42和承重环B47与发酵罐4的套装；

如图4所示，所述的环形齿轮46通过环形齿轮46内侧与发酵罐4的罐体上斜向焊接的弹簧钢板8实现套接，弹簧钢板8在通过环形齿轮46带动发酵罐4旋转时起到一定的缓冲作用；

如图5所示，所述的支架A14与支架B19两侧分别设置有防止承重环A42和承重环B47侧移的挡轮102；在具体实施时，方便后期排料，发酵罐4罐体向排料口的一端稍微倾斜，挡轮102的设置可防止其侧移。

如图2所示，所述的发酵罐4罐体上端还安装有采样口44、采样口44上安装有阀门D43，通常阀门D43关闭，保证了发酵罐4内部封闭，通过采样口44使用手持式的氧气测量仪检测，实现发酵罐4内氧气浓度测量。所述的吸收塔6的上下两端连接有循环管63，位于吸收塔6上端的循环管63伸入塔内并安装喷淋头61，循环管63上安装循环泵64，所述的吸收塔6内还有填料层62，吸收塔6底部为吸收液。所述的发酵罐4内还安装有多块矩形带弧度的抄料板410，抄料板410的三边分别与发酵罐4的两个端面及发酵罐4内壁连接，所述的发酵罐4的中轴线上还安装有中轴412，中轴412上搅拌叶411；随着发酵罐4的回转滚动而实现翻料，使得发酵物与氧气充分均匀无死角的接触。所述的温度探杆A20和温度探杆B21带金属保护套及表头，温度探杆A和温度探杆B的长度不同；长金属温度测量探杆用于测量发酵物堆温，短金属温度测量探杆用于测量发酵罐体内环境温度。温度不仅标志着物料发酵的进程及状态，也是氧气供应量调整时的依据。所述的发酵罐4罐体外表面设置保温棉层，罐体内设置橡胶隔热层。

Claims (5)

1.一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置，包括制氧机、氧气调节罐、加热器、发酵罐、压力调节罐、吸收塔；其特征在于：所述的制氧机通过输送管接入氧气调节罐，氧气调节罐输出端连接有供给管，供给管上依次安装有压力表A、阀门A、加热器，在位于阀门A与加热器之间的供给管的管体上连接有支管，支管上安装有安全阀A，供给管的后端连接有软管，软管后端与发酵罐上安装的进气管连接，软管上安装有快速接口；所述的发酵罐为卧式中空圆柱体结构，所述的发酵罐的左端面上安装有氧气的进气管，进气管上安装有阀门B，所述的发酵罐罐体上套有承重环A和承重环B，所述的发酵罐罐体上位于承重环A和承重环B之间套装有带外齿圈的环形齿轮，发酵罐下方分布有支架A、电动机、支架B，支架A上并排安装有2个滚轮A，两个滚轮A外表面与承重环A贴合，支架B上并排安装有两个滚轮B，两个滚轮B外表面与承重环B贴合，承重环A和承重环B外侧为弧形凸起结构，滚轮A和滚轮B弧形凹槽结构；所述的发酵罐下方还固定有电动机，电动机的转子连接有减速器，减速器上安装有与环形齿轮咬合的齿轮；所述的发酵罐的罐体上端开有填料口，所述的发酵罐的罐体下端开有出料口，所述的发酵罐上还安装有温度探杆A和温度探杆B；所述的发酵罐右端面上还安装有出气管，出气管上依次安装有阀门C、压力表B；出气管后端连接有软管B，软管B后端与压力调节罐上进气口连接，软管B上带有快速接口；所述的压力调节罐的出气口连接有输送管，输送管后端与吸收塔连接，输送管管体上安装有支管，支管上安装安全阀B。

2.根据权利要求1所述的一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置，其特征在于：所述的发酵罐与承重环A和承重环B之间均匀设置有多个弧形支撑块，弧形支撑块外侧与承重环A和承重环B内侧接触，弧形支撑块通过8个两排分布的螺丝顶杆支撑在发酵罐上，使发酵罐罐体的中轴线与承重环A和承重环B中轴线重合，实现了承重环A和承重环B与发酵罐的套装；所述的环形齿轮通过环形齿轮内侧与发酵罐的罐体上斜向焊接的弹簧钢板实现套接；所述的支架A与支架B两侧分别设置有防止承重环A和承重环B侧移的挡轮；所述的发酵罐罐体上端还安装有用于测量氧气浓度的采样口，采样口上安装有阀门D。

3.根据权利要求1所述的一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置，其特征在于：所述的吸收塔的上下两端连接有循环管，位于吸收塔上端的循环管伸入塔内并安装喷淋头，循环管上安装循环泵，所述的吸收塔内还有填料层。

4.根据权利要求2所述的一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置，其特征在于：所述的发酵罐内还安装有多块矩形带弧度的抄料板，抄料板的三边分别与发酵罐的两个端面及发酵罐内壁连接，所述的发酵罐的中轴线上还安装有中轴，中轴上安装有搅拌叶。

5.根据权利要求2所述的一种全封闭高压富氧有机肥发酵装置，其特征在于：所述的温度探杆A和温度探杆B带金属保护套及表头，温度探杆A和温度探杆B的长度不同；所述的发酵罐罐体外表面设置保温棉层，罐体内设置橡胶隔热层。

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